Undersøgelse af neutrofilernes funktionelle status hos patienter med reumatoid arthritis for at identificere nye biomarkører for respons på anti-TNFalfa-terapi (NeutroARTherap)

Leddegigt (RA) er en kronisk sygdom med betydelig indvirkning på livet for millioner af mennesker i hele Europa. Det er en sygdom med betydelig socioøkonomisk byrde, med direkte og indirekte omkostninger i hele Europa, der når op på hundreder af milliarder af euro om året. Demografiske undersøgelser viser, at denne byrde vil stige dramatisk i det næste årti. I sidste ende resulterer RA i betydelige smerter, handicap, negative sociale konsekvenser og betydeligt øget risiko for dødelighed for individet, samtidig med at det har en massiv indvirkning på sundhedsøkonomier i hele Europa. I de senere år har RA-behandling været delvist effektiv på grund af introduktionen af ​​effektive, men ekstremt dyre, bDMARDs (biological Disease Modifying Anti-Rheumatic Drug) som monoklonale antistof (mAb)-baserede terapier.

Fra et klinisk, immunologisk og molekylært perspektiv er RA en heterogen sygdom, og behandlinger, der er effektive for én patient, virker ofte ikke for en anden. På grund af individuelle forskelle ligger responsraten på førstelinjebehandling i øjeblikket på utilstrækkelige 60-70 %. Derudover, selvom patienter med RA ofte opnår en inaktiv sygdomsstatus, er vedvarende remission uden behov for medicin stadig uhåndgribelig for de fleste. I betragtning af, at mAb-baserede terapier stadig er meget dyre, er det vigtigt grundigt at identificere de mekanismer, der blokerer deres effektivitet, såvel som de forudsigende faktorer for terapeutisk respons. En bedre anvendelse af mAb-baserede terapier kunne således resultere i en terapeutisk fordel, men også i en betydelig økonomisk reduktion for National Health Care Systems.

De fleste undersøgelser af immunceller i RA har begrænsninger, såsom analyse af kun et lille antal celleundersæt (hvori PMN oftest ikke er inkluderet) og begrænsede integrerede longitudinelle data om patientfænotyper. Undersøgelser af aktivering af PMN og andre myeloidceller kan føre til identifikation af mekanismer for sygdomsinduktion og vedligeholdelse.

Det er blevet beskrevet, at PMN spiller forskellige roller i forskellige infektions- og inflammatoriske sygdomme, hvilket gør dem til et potentielt attraktivt mål for terapeutisk intervention. Overdreven eller uhensigtsmæssig aktivering af PMN bidrager sandsynligvis til vævsskade ved inflammatoriske lidelser. I sådanne tilfælde bør terapeutiske neutrofil-målrettede strategier sigte mod at hæmme neutrofilrummet, enten ved at reducere antallet af PMN eller ved at hæmme deres funktionelle respons. Sidstnævnte kan opnås ved at reducere neutrofilaktivering eller dæmpe virkningerne af neutrofilafledte mediatorer. En række igangværende undersøgelser har derfor til formål at manipulere neutrofiler til behandling af adskillige sygdomme, med terapeutiske tilgange, herunder målretning af neutrofil udvikling og produktion, forstyrre neutrofil akkumulering på stedet for infektion eller inflammation og vende de skadelige ændringer af neutrofil fænotype, der opstår under visse patologiske tilstande. Tidligere har lægemiddeludviklingsindsatsen altid holdt sig væk fra at målrette PMN, hovedsageligt af frygt for alvorlige infektiøse komplikationer. Adskillige undersøgelser tyder på eksistensen af ​​et terapeutisk vindue til at dæmpe neutrofilmedierede inflammatoriske processer uden at interferere med neutrofilmedieret værtsforsvar. Det er muligt at forestille sig udviklingen af ​​midler, der kan blokere definerede neutrofile funktioner, mens de kun i beskedent omfang forringer værtens forsvar. Derfor vil den indsamlede viden om PMN's rolle i sundhed og sygdom føre til udvikling af terapeutiske strategier, der retter sig mod specifikke træk ved PMN-biologi.

Studiet af PMN i inflammatoriske sygdomme har for nylig bragt begrebet neutrofil heterogenitet og plasticitet, som foreslås at forekomme på en kontekstafhængig måde. Ved specifikke inflammatoriske tilstande er PMN i stand til at ændre deres fænotyper og molekylære egenskaber. Imidlertid er den fænotypiske og funktionelle mangfoldighed af PMN dårligt forstået i RA-patogenese og for det meste overset som reaktion på nuværende behandlinger, herunder dem, der involverer mAbs. At studere neutrofil heterogenitet har betydelig terapeutisk relevans. Især vil identifikation og karakterisering af PMN-undergrupper gøre det muligt at målrette mod en specifik PMN-underpopulationer med skadelige funktioner, hvilket mindsker deres skadelige aspekter uden at kompromittere værtsforsvaret. Det vil også være muligt at forstærke PMN-undersæt, der viser gavnlige funktioner.

Det er værd at nævne, at indtil for nylig blev PMN anset for at tilhøre en relativ homogen population af celler. Imidlertid viser et stigende antal undersøgelser nu heterogenitet i morfologi, fænotype, funktion eller en kombination af disse faktorer, især i forskellige sygdomme, herunder RA. Det er dog stadig uklart, om disse populationer repræsenterer forskellige tilstande af et kontinuerligt polarisationsspektrum eller afspejler andre funktioner i PMN-rummet med iboende funktionelle forskelle. Hos mennesker er en af ​​de identificerede undertyper af PMN lavdensitetsneutrofilen (LDN). Det blev først genkendt, da PMN co-segregerede med mononukleære celler efter tæthedsgradientisolering i systemisk lupus erythematosus (SLE) og RA-patienter. Imidlertid er den patofysiologiske rolle af disse celler med lav densitet uklar, især i forbindelse med RA. Low-density granulocytes (LDG'er) er heterogene og kan repræsentere umodne og delvist degranulerede neutrofiler, der opfører sig forskelligt afhængigt af sygdommen eller muligvis endda en patologisk undergruppe af neutrofiler, der ikke har differentieret ordentligt. Hvorvidt LDG er en årsag til eller en konsekvens af sygdom er ukendt.

Adskillige undersøgelser har brugt fuldblodstranskriptomik til at søge efter potentielle biomarkører til at forudsige respons på biologiske midler i RA, men der er ingen klar sammenhæng mellem data fra forskellige undersøgelser, og ingen kandidat biomarkør har udviklet sig til en klinisk diagnostik. Derudover er transkriptomiske undersøgelser, der involverer PMN, sparsomme. Wright og samarbejdspartnere undersøgte profiltranskriptomet af oprensede perifere blodneutrofiler fra RA-patienter som respons på anti-TNFa-behandling. Denne undersøgelse blev imidlertid udført under anvendelse af præparater af total PMN uden skelnen mellem PMN-undergrupper. De biologiske/patobiologiske roller af de heterogene neutrofile subpopulationer (herunder LDG) mangler således at blive belyst. Tilsvarende er det stadig underudforsket, hvorvidt og hvordan PMN kan modulere egenskaberne af andre myeloidceller hos RA-patienter.

Under hensyntagen til det kliniske udækkede behov og de terapeutiske perspektiver er vores mål at studere de fænotypiske og funktionelle ændringer i PMN og myeloidceller hos RA-patienter. Mens tilgængelige transkriptomiske data er informative, er data om proteinsekretion såvel som om funktionel aktivering nødvendige for yderligere at dissekere neutrofil funktion/dysfunktion hos RA-patienter. I denne sammenhæng vil efterforskere anvende en unik tilgang til at karakterisere egenskaber af PMN (og undergrupper) og myeloide underpopulationer.

At besvare dette spørgsmål kan have vigtige konsekvenser for udformningen af ​​nye målrettede terapier, der påvirker dysreguleret neutrofil funktion og/eller neutraliserer faktorer, der fremmer neutrofil inflammation eller deres interaktion med patogene immuncelleundergrupper (som monocytter). Det kan også forbedre behandlingen af ​​RA-patienter ved hjælp af nuværende terapier ved at hjælpe med at give det rigtige lægemiddel til den rigtige patient.

På trods af fremskridt på området forbliver behov uopfyldt, ikke mindst i det nuværende fravær af kapacitet til at forudsige, forebygge og helbrede sygdommen, men selv i forudsigelsen af, hvilke patienter der reagerer på en bestemt terapi. Det er klart, at vores neutro-ARTterapi-mål er i overensstemmelse med perspektivet om bedre forståelse af patogenetiske mekanismer involveret i RA, hvilket igen øger vores viden på området og i sidste ende fører til opdagelsen af ​​biologiske terapeutiske midler med en mere præcis beslutningstagning og medicin. baseret terapeutisk recept.