Involvering av forurensninger i atopisk dermatitt og psoriasis (DIAhR)

I. Innledning Forurensning er en betydelig komponent av eksponeringen, med etablerte koblinger til menneskers helse. I 2019 ble forurensning anslått å være ansvarlig for 9 millioner for tidlige dødsfall, noe som gjør det til den fjerde ledende risikofaktoren for dødelighet på verdensbasis. I løpet av de siste 20 årene har forurensningsrelaterte dødsfall økt med 66 %. Dette skyldes industrialisering, ukontrollert urbanisering, befolkningsvekst, forbrenning av fossilt brensel og mangel på restriktiv politikk i enkelte regioner.

Det kutane laget er sammensatt av et komplekst nettverk av celler som danner en mekanisk og biologisk barriere som er avgjørende for å opprettholde kroppens integritet og homeostase. Forurensning kan direkte svekke denne funksjonen ved å krysse barrieren eller komme inn i den systemiske sirkulasjonen gjennom innånding eller svelging.

Atopisk dermatitt (AD) og psoriasis er kroniske inflammatoriske hudsykdommer med multifaktoriell opprinnelse, inkludert genetisk disposisjon, immunforstyrrelser og miljøfaktorer. Epidemiologiske studier har vist en positiv sammenheng mellom luftforurensning og utviklingen av disse sykdommene.

Gitt deres høye prevalens og virkningen av symptomer på pasienters livskvalitet, representerer en bedre forståelse av eksposomet i disse sykdommene en stor utfordring.

Eksperimentelle studier har vist at den aromatiske hydrokarbonreseptoren (AhR)-veien spiller en betydelig rolle i virkningen av forurensninger på psoriasis og AD. AhR er en transkripsjonsfaktor involvert i responsen på miljøgifter, som forblir inaktiv i et cytoplasmatisk kompleks med chaperoneproteiner. Ved binding med sin ligand, translokerer AhR til kjernen og dimeriserer med sin kjernefysiske partner, Arnt. Aktiveringen av komplekset fører til ekspresjon av en rekke gener som inneholder en konsensussekvens kjent som det xenobiotiske responselementet (XRE) i deres promotorer.

Aktivatorligandene til AhR omfatter fremmedlegemer som finnes i miljøet, primært polysykliske aromatiske hydrokarboner (PAH), dioksiner og såkalte 'dioksinlignende' forbindelser 12. Denne signalveien regnes som en "adaptiv" respons for å avgifte kroppen fra forskjellige eksogene forbindelser. Imidlertid kan forlenget aktivering av AhR av slike midler føre til deregulering av den inflammatoriske prosessen, noe som bidrar til utvikling av psoriasis og AD.

Arylhydrokarbonreseptoren (AhR) regulerer transkripsjonen av cytokromer 1A1 (CYP1A1) og 1B1 (CYP1B1), som er medlemmer av en multigenfamilie av enzymer involvert i fremmedfrekvent metabolisme. Disse enzymene katalyserer bioaktiveringen av HAP-er til elektrofile metabolitter som fører til aktivering av NFκB, en nøkkelspiller i den inflammatoriske responsen. Under deres katalytiske syklus produserer disse CYP1-enzymene reaktive oksygenarter (ROS), som genererer oksidativt stress. I tillegg er AhR ansvarlig for å regulere uttrykket av pro-inflammatoriske cytokiner, inkludert IL1β, TNFα, IL23, IL17 og IFNγ. Det kan direkte påvirke balansen mellom Th17-lymfocytter og regulatoriske T-celler (Tregs), og kan potensielt bidra til inflammatoriske prosesser i huden.

Imidlertid er ytterligere forskning nødvendig for å bedre definere rollen til AhR i patogenesen av kroniske inflammatoriske dermatoser. Dette vil hjelpe i håndtering og forebygging av disse sykdommene, spesielt når miljørisikofaktorer er assosiert med disposisjon.

II. Objektiv:

Det antas at aktiveringen av AhR med eksogene ligander kan spille en rolle i utviklingen av atopisk dermatitt og psoriasis.

Hovedmålet er å sammenligne nivåene av AhR-veiaktiveringsmarkører mellom tilfeller og kontroller.

Sekundære mål inkluderer å korrelere miljøeksponering for AhR-ligander med sykdommens alvorlighetsgrad hos pasienter.

Til slutt vil vi sammenligne uttrykket av inflammatoriske og AhR-aktiveringsmarkører i dyrkede perifere mononukleære blodceller (PBMCs) etter in vitro-stimulering med benzo(a)pyren.

III. Materialer og metoder:

Vi skal gjennomføre en case-control studie:

• Tilfelle: Pasienter med kronisk inflammatorisk dermatose tilsvarende psoriasis eller atopisk dermatitt.
• Kontroller: Personer som konsulterer dermatologisk avdeling som ikke har disse patologiene.

Alle deltakere, inkludert pasienter og kontroller, vil gjennomgå konsultasjon/hospitalisering og biologisk testing som en del av deres vanlige medisinske behandling. Prosedyrer utført som en del av protokollen vil ikke forstyrre deres omsorg.

En prøve på 10 ml blod vil bli tatt for toksikologisk analyse. 20 ml blod vil bli tatt for evaluering av inflammatoriske og AhR-aktiveringsmarkører.

A. Forurensningsmåling Blodprøven vil bli sentrifugert, serumet vil deretter samles opp og lagres ved -20 C inntil bloddioksinene er analysert. 2,3,7,8-tétraklordibenzo-p-dioksin (TCDD) og polyklorbiphenyl 118 (PCB118) vil bli målt i blod ved hjelp av gasskromatografi kombinert med høyoppløselig massespektrometri (GC-HR-MS).

For biologisk overvåking av eksponering for PAH, vil 1-hydroksypyren (1-OHP) bli målt i urin ved hjelp av høyytelses væskekromatografi-massespektrometri (LC-MS-MS)

B. Evaluering av inflammatoriske og AhR-aktiveringsmarkører

• PBMC-er vil bli isolert fra en 20 ml blodprøve ved å bruke en standard Ficoll®-gradientprotokoll. De isolerte cellene og seraene vil bli alikvotert og frosset for påfølgende eksperimenter på AhR-signalveien.
• Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) vil bli brukt for å måle pro-inflammatoriske cytokiner IL1β, TNFα, IL23, IL17 og IFNγ.
• Konsentrasjonen av malondialdehyd (MDA) vil bli bestemt ved hjelp av ELISA-metoden som en biomarkør for lipidperoksidasjon, som indikerer nivået av oksidativt stress forårsaket av reaktive oksygenarter (ROS).
• Fluorokrom-konjugerte monoklonale antistoffer (CD4, CD25, CD127, FOXP3, Il17) vil bli brukt i fluorescensaktivert cellesorterer (FACS) for å vurdere antall og forhold mellom forskjellige lymfocyttpopulasjoner i PBMC-er. Undersøkelsen vil fokusere på Th17 og Treg nivåer.
• FACS vil bli brukt til å vurdere uttrykket av CYP1A1 og CYP1B1, som er prototyper av AhR-målgener, i PBMC-er etter spesifikk målretting.
• Ekspresjonsnivåene til de aktive fraksjonene av AhR og NfkB vil bli bestemt ved bruk av direkte immunfluorescensteknikk.
• PBMC-er vil bli dyrket med anti-CD3+/-BaP (50 nM) i en celleinkubator (37°C, 5 % CO2+ kontrollert fuktighet) i 48-72 timer. Parametrene av interesse, inkludert oksidativt stress, pro-inflammatoriske cytokiner og vurdering av AhR-veien, vil bli revurdert etter lymfocytt-reaktivering av anti-CD3 i nærvær eller fravær av BaP.