O nových poznatcích v patogenezi sclerosis multiplex a od nich se odvíjejících možnostech léčby pojednávalo sympozium farmaceutické firmy Sanofi Genzyme, které proběhlo v rámci kongresu ECTRIMS 2019. Sympoziu předsedal profesor Jan Hillert, PhD, z Karolinska Institutet ve Stockholmu, dalšími účastníky byli profesor Bruce Trapp z Lerner Research Institute a Cleveland Clinic v Ohiu a profesor Amit Bar-Or, FRCP, z Perelman School of Medicine a University of Pennsylvania ve Philadelphii.
Zánětem zprostředkovaná demyelinizace i subpiální kortikální demyelinizace
„Patogeneze roztroušené sklerózy (RS) je komplexní proces, který doposud nebyl kompletně zmapován. V současné době ovšem převládá hypotéza zahrnující tři mechanismy. Prvním z nich je zánětem zprostředkovaná demyelinizace. Akutním zánětem zprostředkovaná demyelinizace může vést k axonální transekci. Funkční rezerva a endogenní reparační mechanismy kompenzují demyelinizaci a axonální transekci pouze v časném stadiu nemoci a jsou specifické pro akutní léze. Ty však typicky nevedou k permanentnímu postižení. Chronická demyelinizace vede k axonální transekci i k axonální ztrátě, a je tak hlavní příčinou trvalého neurologického poškození,” uvedl při zahájení sympozia profesor Bruce Trapp.
„Druhým mechanismem je subpiální kortikální demyelinizace. U řady pacientů lze totiž pozorovat v subpiální oblasti zánětlivé infiltráty, aniž by byla porušena hematoencefalická bariéra. Ektopické lymfoidní folikuly, které byly v mozku některých pacientů s RS nalezeny, navíc obsahují proliferující B-lymfocyty. Tyto oblasti meningeálního zánětu jsou asociovány s demyelinizačními lézemi v subpiální šedé hmotě mozkové a s mikrogliální aktivací. Bohužel není jasné, zda současná protizánětlivá terapie subpiální demyelinizaci redukuje,”dodal autor sdělení.
K neurodegeneraci může docházit i nezávisle na demyelinizaci
Třetím a posledním mechanismem je neurodegenerace nezávislá na demyelinizaci. Progrese RS není jenom zánětem zprostředkovaná, ale v současné době panuje přesvědčení, že zahrnuje rovněž neurodegeneraci nezávislou na demyelinizaci. U typické RS jsou přítomny léze v bílé hmotě mozkové, dochází k demyelinizaci míchy a objevují se již zmíněné subpiální kortikální léze. U tzv. myelokortikální formy RS se však léze bílé hmoty mozkové objevují pouze v malém množství či nejsou přítomny vůbec. V kohortě čítající sto pacientů z Cleveland Clinic se tato forma onemocnění objevovala až ve 12 %. Přestože u této formy dochází k absenci lézi v bílé hmotě mozkové, je charakterizována kortikální neuronální ztrátou. Navíc bylo zjištěno, že pokud je kortikální neuronální degenerace spouštěna demyelinizací bílé hmoty mozkové, kortikální neuronální úbytek by měl být větší u typické RS než u myelokortikální RS.
„Relapsy jsou výsledkem fokální zánětlivé aktivity, která vede k demyelinizaci. Fokální léze mohou ovšem postupem času mizet a nejsou tak jediným spouštěčem dlouhodobého postižení. Neurodegenerace a mozková atrofie jsou asociovány s progresí onemocnění, která zahrnuje pokročilé poškození fyzických i kognitivních funkcí. Atrofie šedé hmoty mozkové je též částečně asociována s progresí postižení,” shrnul závěrem profesor Trapp.
Onemocnění progreduje i v průběhu léčby
„RS je charakterizována kontinuální progresí onemocnění v průběhu času, a to nezávisle na přítomnosti zánětu. V současnosti dostupná léčba demonstruje účinnost v kontrole fokální zánětlivé aktivity a vzniku lézí. Difuzní poškození tkáně s asociovanou klinickou progresí a úbytkem objemu je současnou terapií prozatím neovlivnitelné. Samotné onemocnění nejčastěji začíná mnohem dříve než je rozpoznané a právě neurodegenerace je patrná hned v počátcích nemoci. Míra úbytku hluboké šedé hmoty mozkové jako takové je signifikantně asociována s akumulací postižení,” pokračoval profesor Jan Hillert, který sympoziu rovněž předsedal.
Současná terapie je zacílena buď na funkci lymfocytů, konkrétně na utlumení proliferace či indukci cytotoxicity a/nebo apoptózy; a na migraci lymfocytů do centrálního nervového systému. Spočívá buď v prevenci penetrace hematoencefalické bariéry nebo v blokaci jejich interakce s lymfatickými uzlinami. Dále je možné regulovat cytokinovou aktivitu redukcí produkce prozánětlivých cytokinů nebo zvýšením produkce cytokinů protizánětlivých.
Zhoršování postižení a progrese onemocnění ovšem přetrvává – i když ve snížené míře – i v průběhu terapie. Anglický model porovnávající vývoj onemocnění u neléčených a léčených pacientů prokázal, že přestože zhoršování EDSS (Expanded Disability Status Scale, škála kvantifikující postižení nervového systému u pacientů s roztroušenou sklerózou) bylo signifikantně pomalejší u léčených pacientů, i tak se jejich stav postupem času zhoršoval. I další studie, provedená tentokrát ve Švédsku, prokázala, že léčení pacienti se do sekundárně progresivního stadia onemocnění dostávají po mnohem delší době, ale stále se do něj dostávají.
Na patofyziologii onemocnění se podílejí i procesy mimo periferní imunitní odpověď
„Neurodegenerace spojená s RS se objevuje i při absenci zjevné fokální zánětlivé odpovědi. Možnými mechanismy neurodegenerace jsou mikrogliální aktivace, narušená mitochondriální funkce nebo oxidativní poškození,” vysvětlil profesor Hillert. Progresivní onemocnění pravděpodobně zahrnuje patofyziologii mimo periferní imunitní odpověď, která spouští časnou fázi nemoci. Na modelech primární neurodegenerace vedlo preexistující poškození myelinu a oligodendrocytů k axonální degeneraci a sekundární aktivaci okolní mikroglie. I v kompartmentalizovaném modelu zánětu vedla přetrvávající přítomnost prozánětlivých faktorů a výsledná mikrogliální aktivace k axonální degeneraci.
K patofyziologii RS přispívají i buňky přirozené imunity. Tyto buňky mohou přímo uplatňovat cytotoxické účinky proti myelinu nebo oligodendrocytům nebo mohou naopak tvořit neurotrofní faktory, které přispívají k neuroprotekci. Například mikroglie se může chovat jako antigen prezentující buňka, komunikující s adaptivním imunitním systémem uvnitř centrálního nervového systému (CNS). Může ovlivňovat neurotoxické dráhy, produkovat prozánětlivé cytokiny, reaktivovat kyslíkové a dusíkové radikály a proteolytické enzymy. Makrofágy mohou přispívat k formování lézí a axonálního poškození. Představují také reparační mechanismus během produkce neurotrofních faktorů a protizánětlivých molekul nebo odklízení zbytků myelinu. Aktivované astrocyty mohou pomáhat B-lymfocytům v přežití v CNS sekrecí faktorů jako například interleukin 6, 10 nebo 15. Přispívají také ke tkáňovému poškození, a to prostřednictvím ovlivňování hospodaření s glutamátem a udržování redoxní homeostázy. Rovněž regulují odklízení poškozeného myelinu a využívání nezralých oligodendrocytových buněk.
„Navzdory širokým možnostem léčby RS je progrese onemocnění stále významným rizikem pro mnohé pacienty. Současné terapeutické možnosti primárně cílí na adaptivní imunitu na periferii, ale nepůsobí přímo na CNS nebo efektorové buňky vrozené imunity, které mohou být rovněž zapojeny do neurodegenerativních procesů – tím působí pouze na limitované části patofyziologie RS. Mezi buňky vrozené imunity zahrnuté do patofyziologie RS patří například mikroglie, makrofágy a astrocyty,” shrnul patofyziologické mechanismy profesor Hillert.
Konkrétní buňky zapojené do patogeneze roztroušené sklerózy
„Tradiční pohled na patogenezi RS předpokládal klíčovou roli T-lymfocytů. Současný rozšířený pohled ovšem prokázal významnější roli B-lymfocytů spojenou s imunitními drahami nezávislými na protilátkách. Dominantními imunitními buňkami, které se nacházejí v lézích RS, jsou mononukleární fagocyty jako mikroglie a makrofágy. Ty interagují s buňkami adaptivní imunity jako jsou T a B-lymfocyty, ale mohou mít také přímý účinek na tkáň. Oblasti časně aktivních lézí mohou prokazovat demyelinizaci za přítomnosti velkého množství aktivované mikroglie jen s lehkou infiltrací lymfocyty,” pokračoval profesor Amit Bar-Or. Většina myeloidních buněk v časné fázi formace léze v místech aktivní demyelinizace a neurodegenerace je centrálního původu – tedy například mikroglie. Jedná se o klasické aktivní léze a aktivní zóny pomalu se vyvíjejících lézí.
Množství makrofágů z periferie stoupá společně s vyzráváním léze a je významné zéjmena u inaktivních lézí a v centrech pomalu se vyvíjejících lézí. Pokud je tedy blokován vstup makrofágů do CNS pouze v oblasti lézí, může to být pro zlepšení stavu pacientů nedostatečné.
K formování lézí přispívají i reaktivované astrocyty. Astrocyty běžně přispívají k tvorbě hematoencefalické bariéry a regulaci prostředí CNS. Jakmile dochází ke tkáňovému poškození, astrocyty se mění v reaktivní prozánětlivý fenotyp označovaný jako A1. Právě tyto reaktivní astrocyty přispívají ke tkáňovému poškození. Postupem času se mohou změnit v protizánětlivý fenotyp A2. Zvrásnění astroglie, které přetrvává po překonání zánětu, může poskytovat podporu a bariéru pro tkáňovou regeneraci. Astrocyty jsou poškozovány v aktivních lézích a k jejich repopulizaci dochází, jakmile léze vymizí. Velké astrocyty, které jsou typické pro vyléčené léze jsou nově vzniklé a ještě nejsou diferenciované tak, aby mohly plnit svoji funkci.
Místa potenciální intervence v léčbě RS
Jednou z oblastí, na které může být cíleno v průběhu léčby RS, jsou muskarinové receptory. Blokování muskarinových receptorů M3 v lidských primárních oligodendrocytových progenitorových [BP/1] buňkách zvyšuje diferenciaci oligodendrocytů a zlepšuje po transplantaci myším spontánní remyelinizaci. Dalším možným místem intervence jsou tzv. RGMa (repulsive guidance molecule BMP co-receptor). RGMa protilátkově mediovaná inhibice redukuje závažnost experimentální autoimunitní encefalomyelitidy myší, indukuje regeneraci a remyelinizaci poškozených nervových vláken na zvířecím modelu a ovlivńuje proliferaci T-lymfocytů, migraci a cytokinovou produkci mononukleárních [BP/2] buněk v periferní krvi člověka. Možné je také cílit na histaminové receptory. Blokováním produkce histaminu v mastocytech nebo vazby histaminu inhibuje diferenciaci a migraci dendritických buněk. Histamin navíc inhibuje uvolňování prozánětlivých cytokinů z T-lymfocytů.
I tzv. toll-like receptory (TLR) se zdají být možným místem intervence při léčbě RS. Exprimování subtypů TLR je při RS ovlivněno u mnoha buněčných typů. Aktivace TLR2 indukuje neuroprotektivní funkci v periferních dendritických buňkách. Vysoký počet makrofágů a mikroglie exprimující endogenní TLR2 ligand se vyskytuje u akutní a relaps remitentní formy RS. Také inhibice fosfodiesterázy zvyšuje myelinizaci a zlepšuje axonální růst u transplantovaných modelů. Rovněž inhibuje infiltraci CNS imunitními buňkami.
Karboxylázy, jako například ACC (acetyl koenzym A karboxyláza), představují klíčový krok v syntéze mastných kyselin a primárně se nacházejí v oligodendrocytech CNS. Na myším modelu je charakterizován redukcí množství ACC. Podpora metabolických karboxyláz může pomoci kompenzovat snížený počet funkčních mitochondrií v neuronech a astrocytech. Dalším možným místem intervence je receptor CD40 a jeho ligand, které hrají roli v antigenní prezentaci, jež vede k regulaci imunitní odpovědi mnoha buněčných typů. Mohou ovlivňovat také permeabilitu hematoencefalické bariéry.
V úvahu přicházejí i RIPK nebo BTK
Tím ale nejsou místa potenciální intervence vyčerpána. Dalším z nich jsou například RIPK (s receptorem interagující proteinkinázy), které přispívají k regulaci buněčného přežívání a smrti a jsou exprimované mnoha buněčnými typy včetně makrofágů, mikroglie a oligodendrocytů v CNS. Blokováním RIPK1 dochází k redukci zánětlivé signalizace mikroglií. TNF-alfa indukovaná smrt oligodendrocytů je inhibována delecí nebo inhibicí RIPK1. Aktivovaná RIPK1 je pozorována v lézích RS.
Také mnoho signalizačních drah tyrozinových kináz je zapojeno do patologie RS a jejich inhibitory (širokospektré i specifické) prokazují účinnost na zvířecích modelech RS. Jednou z klíčových tyrozinových kináz je tzv. BTK neboli Brutonova tyrozinová kináza, která je důležitá pro maturaci [BP/3] a správnou funkci B-lymfocytů a je zapojena do mnoha malignit spojených s B-lymfocyty. Je exprimovaná také v myeloidních buňkách jako jsou makrofágy a mikroglie a všech dalších hematopoetických buňkách kromě T-lymfocytů, NK-buněk a plazmatických buněk. Je zapojena také do aktivace vrozené imunity jakožto klíčový regulátor mikrogliální fagocytózy a maturace/přežívání makrofágů. BTK může být u pacientů s RS upregulována [BP/4] a lokalizována přímo v lézích.
„Adaptivní a vrozená imunita na periferii i v CNS hrají klíčovou roli v patofyziologii RS. Současná terapie primárně cílí na periferní zánět a není zaměřena na neurodegenerativní a reparační procesy. Terapie adresovaná zánětu a neurodegeneraci v CNS prochází v současné době teprve vývojem,” shrnul profesor Amit Bar-Or.
Iva Schmidtmayerová