Eklem İltihabında Tirozin Kinazlar
Transkript
Eklem İltihabında Tirozin Kinazlar
Eklem İltihabında Tirozin Kinazlar H. Direskeneli Marmara Üniversitesi Tıp Fakültesi Romatoloji BD Protein Tirozin Kinazlar (PTK) • ATP ya da GTP gibi pürin nükleotid trifosfatların fosfatlarının protein substratlarına transferinden sorumlu enzimler – Serin, treonin ya da tirozin fosforlarlar. • Kinazlar: insan genomunda %1.7 - 518 kinaz - 90 tirozin kinaz • İki ana grup: • Reseptör protein tirozin kinazlar (RTK) – Fibroblast büyüme faktörü reseptörü (FGFR) – Epidermal büyüme faktörü reseptörü (EGFR) – Fms-benzeri tirozin kinaz 3 (FLT-3) • Non-reseptör sitoplazmik PTK’lar (9 aile) – Abl, Fes/Fer, Syk/Zap70, Jak, Tec, Fak, Ack, Src ve Csk İntra-selüler Sinyal İleti Yolakları (Mavers, Curr Rheumatol Rep, 2009, 378) TNF- sinovyal hücrelerde tirozin-kinaz ekspresyonlarını uyarır (Mun, AR, 2009, 678) IL-18 sinovyal hücrelerde MCP-1, VEGF ve SDF-1 salınımlarını uyarır (Amin, AR, 2007, 1787) IL-18 sinovyal hücrelerde tirozin-kinaz ekspresyonlarını uyarır (Amin, AR, 2007, 1787) IL-18 sinovyal hücrelerde tirozin-kinazlar yoluyla SDF-1, MCP1 ve VEGF’ü uyarır (Amin, AR, 2007, 1787) Protein Tirozin Kinazlar (PTK) • Tec • Src • Syk/Zap70/Csk • Abl • Jak Protein Tirozin Kinazlar (PTK) - Tec Ailesi • Bmx, Btk, ltk, Tec ve Txk • B-hücresinde ileti (Bradshaw, Cellular Signalling, 2010, 1175) Protein Tirozin Kinazlar (PTK) - Tec Ailesi • Bmx, Btk, ltk, Tec ve Txk • T-hücresinde ileti (Bradshaw, Cellular Signalling, 2010, 1175) Tec Aktivitesi MSU-ilişkili nötrofil aktivasyonundan sorumludur IL-8 IL-1 (Popa-Nita, AR, 2008, 1866) Txk Behçet Hastalığında artmış Th1 yanıtı ile ilişkilidir Cilt İntestinal Mukoza (İmamura, CEI, 2005, 371) Btk inhibisyonu deneysel artriti (CIA) önler META060: dalak tirozin kinaz [Syk], Bruton’un tirozin kinazı [Btk], fosfatidlinositol 3-kinaz [PI3-kinaz] veGSK3 inhibitörü K META60 (Konda, AR, 2010, 1683) Protein Tirozin Kinazlar (PTK) • Tec • Src • Syk/Zap70/Csk • Abl • Jak Protein Tirozin Kinazlar (PTK) – Src Ailesi • Lyn, Lck, Yes, Blk, Fgr, Fyn, Hck, Src – T-hücre sinyal iletisi, diferensiasyon, antijene yanıt ve hafıza hücre gelişiminde rol alırlar. – Eksikliklerinde IL-2 salınımı azalır, otoimmünite gelişir. (Bradshaw, Cellular Signalling, 2010, 1175) IL-18’e bağlı sinovyal anjiogenez Src, Jnk ve p38 ilişkilidir (Amin, ARD, 2010, 2204) Protein Tirozin Kinazlar (PTK) • Tec • Src • Syk/Zap70/Csk • Abl • Jak Protein Tirozin Kinazlar (PTK) – Syk Ailesi - Hematopoetik hücrelerde ekspresyon • T-hücresi – diferansiasyon, antijen sunumu • B-hücresi – pre-B hücre gelişimi • Nötrofil – NO salınımı, adezyon, fagositoz • Osteoklast – osteoklastogenez • Sinoviosit – TNF-bağımlı IL-32 salınımı, MMP3 ekspresyonu, matriks degradasyonu (Riccaboni, Drug Discovery, 2010, 517) Protein Tirozin Kinazlar (PTK) – Syk (Riccaboni, Drug Discovery, 2010, 517) WT Syk-/- R406 - Syk kinaz inhibitörü İmmün-kompleks artritini bloke eder Klinik Skor Histopatoloji Ödem Alanı (Braselmann, J Exp Pharmacology, 2006, 998) R406 - Syk kinaz inhibitörü kollajen-artritinde radyolojik erozyonları önler tedavisiz R406 (Pine, Clinical Immunology, 2007, 244) R406 - Syk kinaz inhibitörü sinovyumda pro-inflamatuar sitokin düzeylerini düşürür (Pine, Clinical Immunology, 2007, 244) Syk Ailesi - ZAP70 (Wang, Cold Spring Harb Pers, 2010, 1) ZAP70-/- farede (SKG) otoimmün artrit gelişir - Kronik, erozif, RF ve CCP+, Th17 tipi patern (Hata, JCI, 2004, 582) RA’da artmış T-hücre Duyarlılığı (Singh, J Immunology, 2009, 183) RA’da artmış T-hücre Duyarlılığı ZAP70, NFk ve ERK aktivasyonu (Singh, J Immunology, 2009, 183) Protein Tirozin Kinazlar (PTK) - Csk - C-terminal Src kinaz: • Src’nin karboksi terminalindeki tirozin’i (Tyr527) fosforiller. • Src’nin “negatif” regülatörüdür. • Adenovirüsle csk transfekte edilmiş farelerde artrit azalır. Klinik Skor Radyoloji - Histopatolji IL-6 (Takayanagi, JCI, 1999, 137) Protein Tirozin Kinazlar (PTK) • Tec • Src • Syk/Zap70/Csk • Abl • Jak Protein Tirozin Kinazlar (PTK) • Tec • Src • Syk/Zap70/Csk • Abl • Jak Janus Kinaz Ailesi (JAK) - Janus Kinazlar: Jak1-3, Tyk2 • Hücre büyümesi, sağkalım ve değişimi ile ilgili fonksiyonlarda çok sayıda hücrede aktive olurlar. – İmmün/hematopoetik hücreler: T, NK • Eksiklikleri: – JAK1 -/-: Tip I ve II IFN, gp130 sitokinleri (IL-6) – JAK2 -/-: GM-CSF, eritropoetin, trombopoetin yanıtı – JAK3 -/-: SCID fare T-/NK-/B+ (Ghoreschi, Nat Immunol 2009, 356) JAK-STAT Yolağının Sitokinlerle Aktivasyonu (Haan, Biochemical Pharmacology, 1538, 2006) Sitokin Yanıtı ve JAK Kombinasyonları (Murray, J Immunol, 178, 2007) JAK İnhibitörleri ve İlgili Sitokinler (Ghoreschi, Nat Immunol 2009, 356) CP-690,550: Tofacitinib Etkinlik JAK1/3 İnhibisyonu ile ilişkilidir Fare CIA : Etkinlik 6 Araç 5 Siddet Skoru 0.5 mg/kg 4 5 mg/kg 3 2 1 50 mg/kg Normal 0 0. Gün 42 49 56 Tofacitinib: Sitokin ve Kemokinlerin Supresyonu p = 0.008 0 20 10 0 600 400 200 200 100 0 G-CSF IL-6 p = 0.0001 p = 0.044 240 30 180 120 60 0 0 KC/CXCL1 (IL8) 60 pg/mL plasma pg/mL plasma 60 CXCL9/MIG p = 0.016 p = 0.025 90 300 0 SAA (CRP) 120 400 Normal 45 Vehicle 180 30 120 15 0 IP-10/CXCL10 240 pg/mL plasma 200 30 500 pg/ml 400 600 800 pg/mL plasma pg/mL plasma 40 600 pg/mL plasma gm/mL plasma 800 p=0.050 p = 0.010 p = 0.005 MCP-1/CCL2 60 0 MIP-1 /CCL3 CP-690,550 (LaBranche, Shevlin) 38 Tofacitinib: STAT1 ve ilişkili Sitokin Supresyonu Hızlı zlı (4(4-24 Saat) Saat) 25,000 CXCL10 / IP-10 STAT1 IFN 6,000 CCL20 300 Signal Intensity 20,000 80000 4,000 15,000 200 60000 10,000 40000 2,000 100 5,000 20000 0 0 4hr 0 4 Hr 0 4 Hr 4 Hr Uzun etkiler (4(4-7 gü gün) CCL2 / MCP-1 600 200,000 IL-1 TNF 2,500 200,000 IL-17a 400 200 Normal Vehicle 100,000 50,000 50,000 0 150,000 Signal Intensity 100,000 Signal Intensity Signal Intensity Signal Intensity 2,000 150,000 Day 4 0 Day 7 0 1,500 1,000 500 Day 7 0 Day 7 CP-690,550 (LaBranche, Shevlin) 39 Tofacitinib İmmün Hücre İnfiltrasyonu ve Kemik Rezopsiyonunu Önler Severity Score Makrofajlar Araç CP-550 Araç CP-550 Araç CP-550 2.5 2.0 Vehicle 1.5 50 mpk CP-550 1.0 0.5 4h 1day 4day 7day - CD3+ Hücreler Severity Score 1.0 0.8 Vehicle 0.6 0.4 50 mpk CP-550 0.2 0.0 4h 1day 4day 7day - Kemik Rezopsiyonu Severity Score 2.0 1.5 1.0 Vehicle 50 mpk CP-550 0.5 0.0 4h 1day 4day 7day (LaBranche, Shevlin) 40 Tofacitinib: İmmün Hücre İnfiltrasyonu ve Kemik Rezopsiyonunu Önler vehicle 7 days tasocitinib 7 days vehicle tasocitinib normal Inflamm. Severity score 5 4 3 # 2 * 1 0 4h 4d 7d Time after onset of therapy vehicle 7 days tasocitinib 7 days vehicle tasocitinib normal Bone Severity score 5 4 3 2 * 1 * * * 0 4h 4d 7d Time after onset of therapy Osteoklast Osteoblast (LaBranche, Shevlin) 41 Behçet Hastalığı Patojenik Mekanizmalar • Th1/Th17 tipi immün yanıt – IL-2, IFN, IL-6, IL-15, IL-17, IL-23 • Oto-inflamatuar vs otoimmün ? – Nötrofil/monosit vs T-hücre aktivasyonu • Tedavi yanıtı: Farklı inflamatuar mekanizmaların baskılanması – Kortikosteroidler, kolsisin, azatioprin, interferon-, anti-TNF Behçet’de aktif bir genomik ekspresyon vardır – Genomda paralel gen ekspresyon ölçümleri - Affymetrix mikroçip - 54.000 transkript SK AAA • CD4+ T hücreleri (BH vs AAA vs SK) - 2880 transkript (p<0.05) - 109 transkriptte 2-kat fark • CD14+ monositler (BH vs AAA vs SK) - 1188 transkript (p<0.05) - 279 transkriptte 2-kat fark CD14+ CD4+ BH SK AAA BH CD14+ monositlerde Behçet’de Kontrollere göre En yüksek eksprese edilen Transkriptler CD14+ BD/C Gene Symbol Gene Title 3,83 3,07 3,07 3,02 2,98 2,91 2,69 2,65 2,63 2,61 2,55 2,53 2,48 OSBPL8 CDC27 MLL3 ARGLU1 PHF3 C6orf106 BAX CHD4 LOC552889 MAP4 JAK1 RSRC1 EZR oxysterol binding protein-like 8 cell division cycle 27 homolog (S. cerevisiae) myeloid/lymphoid or mixed-lineage leukemia 3 arginine and glutamate rich 1 PHD finger protein 3 chromosome 6 open reading frame 106 BCL2-associated X protein chromodomain helicase DNA binding protein 4 hypothetical protein LOC552889 microtubule-associated protein 4 Janus kinase 1 arginine/serine-rich coiled-coil 1 Ezrin JAK Pathway Ana Bileşim Analizi Behçet Hastalığı: PCA ile Genel İnflamatuar Yolak Tirozin Kinazlar ve Eklem İnflamasyonu Sonuç • Tirozin kinazlar ekzojen antijenlere bağlı sitokin ve diğer pro-inflamatuar uyarıların hücre-içine iletilmesinde ana rol alırlar. • Hücre-için tirozin kinazlardan dalak tirozin-kinaz (Syk), janus kinaz (JAK), abl ve Src kinazların eklemdeki inflamasyonda ana rol aldıkları gösterilmiştir. – Syk-/- farede artrit gelişmemesi vb. • Küçük moleküller ile tirozin kinaz inhibisyonu hayvan modellerinde deneysel artritleri önlemede başarılıdır. Tirozin Kinazlar ve Eklem İnflamasyonu Sonuç • Bazı tirozin-kinaz inhibitörleri birden fazla kinazı inhibe edebilmektedir. – META060: Syk, Btk, PI3-kinaz ve GSK3 inhibitörü – R406 (fostaminitib): Syk, Lyn, Lck • Bu moleküller tirozin kinazların çok çeşitli (hemapoetik, sinovyal vb) hücrede ekspresyonları nedeni ile birçok otoimmün ve inflamatuar hastalıkta etkili olabilirler. – RA, SLE, M. Skleroz, Behçet, transplantasyon, lenfoma vb.