Βιοδείκτες φλεγμονής: τρόποι προσδιορισμού και κλινική σημασία στα αυτοάνοσα νοσήματα

Biomarkers of inflammation: methods of determination and clinical significance in autoimmune diseases (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Μαυραγάνη, Μαρία-Ελισάβετ
  3. Χημική και Βιομοριακή Ανάλυση (ΧΒΑ)
  4. 24 Ιουλίου 2022 [2022-07-24]
  5. Ελληνικά
  6. 123
  7. Μαργαρίτης, Αυγέρης
  8. Μαργαρίτης, Αυγέρης | Σκορίλας, Ανδρέας
  9. φλεγμονώδη νοσήματα | autoinflammatory diseases | αυτοάνοσα νοσήματα | autoimmune diseases | βιοδείκτες φλεγμονής | biomarkers of inflammation | dna | rna | ανοσιακή απόκριση | immune response | επιγενετικά γεγονότα | epigenetic events
  10. 431
  11. Περιέχει: 9 πίνακες, 11 εικόνες
    • Τα φλεγμονώδη νοσήματα (autoinflammatory diseases) αποτελούν μία μεμονωμένη και ταχέως αναπτυσσόμενη ομάδα αυτο-κατευθυνόμενων φλεγμονωδών διαταραχών. Χαρακτηρίζονται από την εκδήλωση επεισοδίων πυρετού, καθώς επίσης και από περιόδους εκδήλωσης οξείας φλεγμονής του έμφυτου ανοσιακού συστήματος (Caso et al., 2018). Κατά την πορεία εξέλιξης ενός φλεγμονώδους νοσήματος επισυμβαίνουν φλεγμονώδη επεισόδια σε ευάλωτα σημεία, υπό συνθήκες απουσίας αυτο-αντιδρώντων Τ-κυττάρων και αυξημένων επιπέδων αυτοαντισωμάτων (Ben-Chetrit et al., 2018). Τα αυτοάνοσα νοσήματα (autoimmune diseases) ορίζονται ως διαταραχή του ανοσοποιητικού συστήματος με αποτέλεσμα την απώλεια της ανοσιακής ανθεκτικότητας έναντι των ιστών του οργανισμού, την παρουσία αυτο-αντιδρώντων Τ και Β κυττάρων και την ύπαρξη ενός σύνθετου μηχανισμού πολυπαραγοντικής αιτιολογίας, όπου και αναδεικνύεται η συμμετοχή γενετικών και περιβαλλοντικών παραγόντων στην έναρξη εκδήλωσης του νοσήματος. Διακρίνονται σε συστημικά (π.χ. συστηματικός ερυθηματώδης λύκος) και σε ιστολογικά-εξαρτώμενα (π.χ. πολλαπλή σκλήρυνση, διαβήτης τύπου 1) νοσήματα αντίστοιχα (De Luca & Shoenfeld, 2019). Τα φλεγμονώδη και αυτοάνοσα νοσήματα οφείλονται σε μη-φυσιολογικές μεταβολές που επισυμβαίνουν σε επίπεδο έμφυτης και επίκτητης ανοσιακής απόκρισης, με αποτέλεσμα την εκδήλωση πρωτογενούς φλεγμονώδους απάντησης έναντι ενός επεισοδίου τραυματισμού ενός οργάνου. Οι εν λόγω διαταραχές χαρακτηρίζονται από ετερογένεια στα εκάστοτε προσβεβλημένα όργανα και τους εκάστοτε κλινικούς φαινοτύπους αντίστοιχα. Ωστόσο, ανεξάρτητα από την ποικιλομορφία αιτιολογικών και φαινοτυπικών μεταβολών, καταγράφονται ομοιότητες σε επίπεδο γενετικού υποβάθρου, κλινικής εικόνας και θεραπευτικών ευρημάτων. Οι μηχανισμοί έναρξης παραμένουν ελλιπώς κατανοητοί, εντούτοις η καταγραφή ομοιοτήτων υποδηλώνει την ύπαρξη αλληλεπίδρασης (Van Kempen et al., 2015). Τα φλεγμονώδη και αυτοάνοσα νοσήματα διακρίνονται σε δύο κατηγορίες, ωστόσο εάν ληφθούν υπ’ όψη οι εκάστοτε ομοιότητες δύναται να θεωρηθούν ως μία ομάδα νοσημάτων. Η εν λόγω ομάδα περιλαμβάνει ένα ευρύ ανοσολογικά παθολογικό και κλινικό φάσμα, το οποίο και περιλαμβάνει στο ένα άκρο αμιγώς αυτοάνοσα νοσήματα και στο άλλο άκρο αμιγώς φλεγμονώδη νοσήματα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα κοινής εκδήλωσης μεταξύ των δύο κατηγοριών νοσημάτων είναι η εκδήλωση κατευθυνόμενης φλεγμονώδους απόκρισης από τους ιστούς του ιδίου οργανισμού χωρίς εμφανή εκδήλωση αιτίου ενεργοποίησης ή τραυματισμού. Στη περίπτωση αυτή, η έμφυτη ανοσιακή απόκριση επάγει την εκδήλωση φλεγμονής των ιστών στα φλεγμονώδη νοσήματα. Από την άλλη πλευρά, η έμφυτη ανοσιακή απόκριση ενεργοποιεί το σύστημα της επίκτητης ανοσιακής απόκρισης και ακολούθως την ενεργοποίηση της φλεγμονώδους απόκρισης στα αυτοάνοσα νοσήματα (Doria et al., 2012). Η εκδήλωση των φλεγμονωδών και αυτοάνοσων νοσημάτων βασίζεται σε σπάνια, ως επί το πλείστων, αίτια μονογονικών νοσημάτων ή σύνθετη γενετική προδιάθεση, τα οποία και υπόκεινται σε μεμονωμένες και περιβαλλοντικές επιδράσεις που ορίζουν την έκφραση του νοσήματος και/ή μεμονωμένων φαινοτύπων αντίστοιχα (Hedrich, 2017; 2016; Hedrich et al., 2017A; 2017B; Hedrich & Tsokos, 2011). Η εν λόγω πραγματικότητα γίνεται ιδιαιτέρως κατανοητή σε περιπτώσεις κλασσικών αυτοάνοσων διαταραχών στις οποίες και καταγράφονται ασυμφωνίες μεταξύ μονοζυγωτικών διδύμων αναφορικά με την εκδήλωση αυτοάνοσων/φλεγμονωδών συνθηκών. Πιο συγκεκριμένα, τα ποσοστά ασυμφωνίας κυμαίνονται στο 13% για την πολλαπλή σκλήρυνση (multiple sclerosis, MS) (Islam et al., 2006), 20% για την ψωρίαση (Lønnberg et al., 2013), 24% για τον διαβήτη τύπου 1 (type 1 diabetes, T1D) (Nisticò et al., 2012) και 14,3-40% για τον συστηματικό ερυθηματώδη λύκο (systemic lupus erythematosus, SLE) (Deapen et al., 1992; Järvinen & Aho, 1994; Ulff-Møller et al., 2018) αντίστοιχα. Οι εν λόγω παρατηρήσεις έχουν οδηγήσει στη διαμόρφωση υποθέσεων, σύμφωνα με τις οποίες (i) η έναρξη εκδήλωσης σπάνιων φλεγμονωδών διαταραχών οφείλεται σε μεταλλάξεις μεμονωμένων γονιδίων, χωρίς όμως να σχετίζονται αποκλειστικά και με την εξέλιξη της πορείας ενός περιστατικού, (ii) τα αλληλόμορφα γονίδια ορίζουν το βαθμό ευαισθησίας στη νόσο, ωστόσο η έκφραση της νόσου, οι μεμονωμένοι φαινότυποι και εν τέλει η εξέλιξη της νόσου ορίζονται από πρόσθετους παράγοντες (επιγενετικά γεγονότα) (Hedrich, 2018). Τα επιγενετικά γεγονότα αποτελούν γονιδιακούς ρυθμιστικούς μηχανισμούς που ελέγχουν την πρόσβαση της χρωματίνης σε μεταγραφικούς ρυθμιστικούς παράγοντες, ρυθμίζοντας τη γονιδιακή έκφραση άνευ μεταβολής της υποκείμενης αλληλουχίας του γενετικού υλικού (Deplus et al., 2002). Δύναται να επηρεασθούν από περιβαλλοντικού τύπου επιδράσεις, είναι δυναμικά, καθώς επίσης και κληρονομήσιμα και ευθύνονται για τον αυξημένο βαθμό διαφοροποίησης που καταγράφεται μεταξύ κυττάρων και ιστών ενός οργανισμού (Slieker et al., 2018). Οι διαφορετικοί επιγενετικοί μηχανισμοί περιλαμβάνουν την μεθυλίωση του DNA, μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις των ιστονών και τη μη-κωδικοποιούσα έκφραση του RNA.
    • Autoinflammatory diseases are a distinct and rapidly growing group of self-directed inflammatory disorders. They are characterized by episodes of fever, as well as periods of acute inflammation of the innate immune system (Caso et al., 2018). During the progression of an inflammatory disease, inflammatory episodes occur at vulnerable sites, in the absence of self-reactive T-cells and increased levels of autoantibodies (Ben-Chetrit et al., 2018). Autoimmune diseases are defined as a disorder of the immune system resulting in the loss of immune resistance against the tissues of the body, the presence of auto-reactive T and B cells and the existence of a complex mechanism of multifactorial etiology, where the involvement of genetics is highlighted and environmental factors in the onset of the disease. They are distinguished in systemic (e.g. systemic lupus erythematosus) and histologically-dependent (e.g. multiple sclerosis, type 1 diabetes) diseases respectively (De Luca & Shoenfeld, 2019). Inflammatory and autoimmune diseases are due to abnormal changes that occur at the level of the innate and acquired immune response, resulting in the manifestation of a primary inflammatory response to an organ injury episode. These disorders are characterized by heterogeneity in the affected organs and the respective clinical phenotypes. However, regardless of the diversity of etiological and phenotypic changes, similarities are recorded at the level of genetic background, clinical picture and therapeutic findings. The initiation mechanisms remain incompletely understood, however the observed similarities suggest an interaction (Van Kempen et al., 2015). Inflammatory and autoimmune diseases are divided into two categories, however, if the similarities are taken into account, they can be considered as a group of diseases. This group includes a wide immunologically pathological and clinical spectrum, which includes at one end purely autoimmune diseases and at the other end purely inflammatory diseases. A characteristic example of a common manifestation between the two categories of diseases is the manifestation of a directed inflammatory response from the tissues of the same organism without an obvious manifestation of the cause of activation or injury. In this case, the innate immune response induces tissue inflammation in inflammatory diseases. On the other hand, the innate immune response activates the acquired immune response system and subsequently the activation of the inflammatory response in autoimmune diseases (Doria et al., 2012). The manifestation of inflammatory and autoimmune diseases is based on rare, mostly monogenic disease causes or complex genetic predisposition, which are subject to individual and environmental influences that define the expression of the disease and/or individual phenotypes respectively (Hedrich, 2017; 2016; Hedrich et al., 2017A; 2017B; Hedrich & Tsokos, 2011). This reality is particularly understood in cases of classic autoimmune disorders in which discordance between monozygotic twins is recorded regarding the manifestation of autoimmune/inflammatory conditions. More specifically, discordance rates range from 13% for multiple sclerosis (MS) (Islam et al., 2006), 20% for psoriasis (Lønnberg et al., 2013), 24% for type 1 diabetes (type 1 diabetes, T1D) (Nisticò et al., 2012) and 14.3-40% for systemic lupus erythematosus (SLE) (Deapen et al., 1992; Järvinen & Aho, 1994; Ulff- Møller et al., 2018) respectively. These observations have led to the formulation of hypotheses, according to which (i) the onset of rare inflammatory disorders is due to mutations of individual genes, but without being exclusively related to the course of a case, (ii) the allelic genes define the degree of disease susceptibility, however disease expression, individual phenotypes and ultimately disease progression are defined by additional factors (epigenetic events) (Hedrich, 2018). Epigenetic events are gene regulatory mechanisms that control chromatin access to transcriptional regulatory factors, regulating gene expression without changing the underlying sequence of the genetic material (Deplus et al., 2002). They can be affected by environmental type effects, are dynamic as well as heritable and account for the increased degree of differentiation recorded between cells and tissues of an organism (Slieker et al., 2018). The different epigenetic mechanisms include DNA methylation, post-translational modifications of histones and non-coding RNA expression.
  13. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.