Системная красная волчанка (СКВ) — это многокомпонентное заболевание, которое может поражать разные органы и проявляться с разной степенью тяжести. Среди связанных с ней состояний выделяют моногенную волчанку — группу аутоиммунных заболеваний, которые возникают из-за мутаций в отдельных генах и проявляются сходным с СКВ образом. Сегодня известно более 30 генов, изменения в которых способны вызвать волчанку. Поиск новых генетических причин позволяет точнее ставить диагноз, лучше понимать механизмы заболевания и создавать более прицельные терапевтические стратегии.
Китайские ученые обнаружили мутацию гена PLD4, которая вызывает гиперактивацию воспалительных сигнальных путей, особенно интерферона I типа (ИФН-I), способствуя развитию волчанки.
Роль TLR-зависимых путей в развитии СКВ
Внутриклеточные пути, которые реагируют на нуклеиновые кислоты, обеспечивают защиту от патогенов и участвуют в ответе на повреждение тканей. Центральное место в этих процессах занимают рецепторы TLR7 и TLR9: они располагаются в эндосомах, распознают РНК и ДНК и имеют ключевое значение для развития системной красной волчанки.
При связывании эндогенных или экзогенных нуклеиновых кислот TLR7 и TLR9 запускают воспалительные сигнальные каскады — пути интерферона I типа, NF-kB и MAPK. В плазмоцитоидных дендритных клетках (pDC) активация этих рецепторов приводит к высвобождению большого количества интерферона, что усиливает представление аутоантигенов и поддерживает воспаление. В В-клетках те же пути стимулируют выработку аутоантител к нуклеиновым кислотам, способствующих развитию СКВ.
PLD4 ограничивает гиперактивацию TLR7 и TLR9
Белок PLD4 активно экспрессируется в DC, моноцитах и В-клетках. Он расщепляет одноцепочечные РНК и ДНК, благодаря чему предотвращает чрезмерную активацию рецепторов TLR7 и TLR9.
Нокаут Pld4 у мышей приводит к выраженным аутоиммунным проявлениям: снижается масса тела, увеличивается селезенка, возрастает уровень аутоантител, наблюдается отложение иммунных комплексов. Более того, мыши без Pld4 и Pld3 умирают в раннем возрасте.
Мутации PLD4, выявленные у пациентов с СКВ
У пяти пациентов с диагностированной системной красной волчанкой отмечалось поражение почек — волчаночный нефрит. Дополнительно у всех пациентов присутствовали гематологические нарушения — лейкопения, анемия и тромбоцитопения. У четырех пациентов наблюдалась кожная сыпь, у трех — артралгия или артрит, а также серозит. У всех пациентов присутствовали антинуклеарные антитела и пониженный уровень компонентов комплемента. Все пациенты были носителями мутации гена PLD4.
Чрезмерная активация пути ИФН-I при СКВ: данные пациентов
Для оценки выраженности воспаления ученые исследовали образцы крови двух из пяти пациентов с СКВ, сравнив их с образцами от здоровых доноров.
У пациентов с СКВ были значительно активированы пути ИФНα, ИФНγ и сигнализация TNF через NF-kB. Также у пациентов была значительно повышена активность генов, связанных с воспалительными сигнальными путями, особенно с ИФН-I. Активацию ИФН-I подтвердили результаты проточной цитометрии, которые показали повышение фосфорилирования STAT1.
У одного из пациентов были сильно повышены уровни ИФНα, IL-1β, IL-6 и IL-8. У обоих пациентов увеличилась доля моноцитов CD14+, тогда как доля CD19+ B-клеток снизилась.
У пациентов с СКВ в клетках, экспрессирующих PLD4, таких как DC и моноциты, была повышена активность генов, связанных с путем ИФН-I: IFIT2, OAS2, IFI44 и IFI44L. Также в DC была повышена активность генов, кодирующих молекулы, связанные с сигнальными путями TLR7 и TLR9. Кроме того, гены, участвующие в пути ИФН-I, были аномально активированы в В-клетках. У пациента в ремиссии уровни IgG и распределение В-клеток совпадали с нормальными значениями, тогда как в фазе обострения профиль соответствовал СКВ без мутаций PLD4.
Мутации PLD4 существенно снижали активность этого белка в отношении одноцепочечных нуклеиновых кислот: ДНК не расщеплялась, а оставалась в исходном состоянии.
Эти данные подтверждают чрезмерную активацию пути ИФН-I в клетках пациентов с СКВ и то, что дефицит PLD4 в DC вызывает системное воспаление и аутоиммунные реакции.
Аутоиммунное воспаление у мышей без PLD4
У мышей Pld4−/− наблюдались замедление набора массы тела, значительно повышенные уровни антител к двуцепочечной ДНК и РНК в плазме, увеличение селезенки, а также аутоиммунные повреждения, соответствующие проявлению нефрита у пациентов.
В 2-3 раза повышалась доля инфильтрирующих иммунных клеток, включая макрофаги, DC, T и B-клетки. В иммунных клетках и почечной ткани была значительно повышена активность генов, связанных с путем ИФН-I.
Эти данные подтверждают ключевую роль PLD4 в развитии СКВ и воспаления при волчаночном нефрите.
Ингибитор JAK улучшает состояние мышей без PLD4
После 8 недель перорального введения барицитиниба у мышей значительно улучшилась масса тела, снизился уровень антител к дцДНК и дцРНК в плазме, уменьшился размер селезенки. Также снизилась экспрессия воспалительных генов в почечной ткани и отложение иммунных комплексов.
Барицитиниб снижает активацию пути ИФН-I: эксперимент на клетках крови пациентов с мутацией PLD4
Основываясь на положительных реакциях у мышей, ученые обработали клетки крови пациентов с СКВ барицитинибом. Лечение барицитинибом заметно подавляло чрезмерную активацию пути ИФН-I и частично подавляло путь NF-κB. Эти данные указывают, что при дефиците PLD4 именно путь ИФН-I играет ключевую роль в формировании аутоиммунного и воспалительного ответа.
Вывод
У пациентов с СКВ обнаружены мутации, которые приводят к потере функции PLD4. При этих мутациях нарушается расщепление нуклеиновых кислот, что приводит к повышенной активности путей TLR7/9 и чрезмерной активации ответа ИФН I типа.
На этом фоне введение барицитиниба эффективно снижало активацию пути ИФН-I у мышей и в клетках пациентов, что подтверждает потенциал ингибиторов JAK для лечения PLD4-ассоциированной СКВ.
Полученные результаты расширяют знания о генетических причинах СКВ и поддерживают использование генетического скрининга на мутации PLD4 для выбора персонализированной терапии.
Источник
Loss-of-function mutations in PLD4 lead to systemic lupus erythematosus
