eISSN: 2299-0046
ISSN: 1642-395X
Advances in Dermatology and Allergology/Postępy Dermatologii i Alergologii
Current issue Archive Manuscripts accepted About the journal Editorial board Journal's reviewers Abstracting and indexing Subscription Contact Instructions for authors
SCImago Journal & Country Rank
1/2008
vol. 25
 
Share:
Share:
more
 
 

Original paper
Estimation of bFGF and TGF-β1 sera concentrations in vitiligo patients – pilot study

Grażyna Chodorowska
,
Joanna Bartosińska
,
Małgorzata Dąbrowska-Członka
,
Bartłomiej Wawrzycki
,
Maria Juszkiewicz-Borowiec

Post Dermatol Alergol 2008; XXV, 1: 1–4
Online publish date: 2008/02/19
Article file
- ocena.pdf  [0.08 MB]
Get citation
ENW
EndNote
BIB
JabRef, Mendeley
RIS
Papers, Reference Manager, RefWorks, Zotero
AMA
APA
Chicago
Harvard
MLA
Vancouver
 
 

Wprowadzenie
Bielactwo nabyte charakteryzuje się występowaniem na skórze wyraźnie odgraniczonych, różnej wielkości i kształtu odbarwionych plam, będących następstwem braku lub zmian strukturalnych melanocytów naskórka [1]. Melanocyty, odpowiadające za produkcję melaniny, są komórkami wywodzącymi się z grzebienia nerwowego, które w okresie życia płodowego wędrują wzdłuż całej długości cewy nerwowej i docelowo osiedlają się w warstwie podstawnej naskórka, mieszkach włosowych, błonie naczyniowej gałki ocznej, prążku naczyniowym ucha wewnętrznego oraz oponie miękkiej mózgu [2]. Etiopatogeneza bielactwa nie została dotychczas poznana, ale podkreśla się znaczenie czynników genetycznych, autoimmunologicznych, autocytotoksycznych, neurogennych [1]. W proliferacji melanocytów i melano-genezie ważną rolę odgrywa mikrośrodowisko naskórka. Uważa się, że keratynocyty i melanocyty tworzą czynnościowe i anatomiczne połączenie określane jako tzw. naskórkowa jednostka melaninowa (ang. epidermal melanin unit) [1, 3]. W prawidłowym jej funkcjonowaniu kluczowe znaczenie mają cytokiny, produkowane przez keratynocyty i fibroblasty, w tym czynniki wzrostowe, pobudzające proliferację komórek barwnikowych, takie jak czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów i monocytów (GM-CSF), zasadowy fibroblastyczny czynnik wzrostowy (bFGF lub FGF-2), czynnik komórek macierzystych (SCF), endoteliny [3]. Melanocyty mają na powierzchni swoiste receptory FGFR-1 i c-kit, odpowiednio dla bFGF i SCF [4]. Z kolei parakrynnymi inhibitorami proliferacji melanocytów i melanogenezy są interleukiny 1a (IL-1a), 6 (IL-6), czynnik martwicy nowotworów a (TNF-α), transformujący czynnik wzrostu β (TGF-β) [3].
Cel pracy
W świetle rozbieżnych wyników dotyczących udziału bFGF i TGF-β1 w etiopatogenezie bielactwa nabytego, przeprowadzono własne oznaczenia tych cytokin.
Materiał i metody
Badaniem objęto 21 pacjentów z bielactwem nabytym, w tym 10 kobiet i 11 mężczyzn, w wieku 9–55 lat, hospitalizowanych w Klinice Dermatologii, Wenerologii i Dermatologii Dziecięcej Akademii Medycznej w Lublinie. Choroba trwała 2–20 lat. Wszyscy chorzy mieli rozsianą postać bielactwa. Grupę kontrolną stanowiło 17 zdrowych ochotników dobranych pod względem płci i wieku. Surowicę uzyskaną z krwi obwodowej pacjentów i osób z grupy kontrolnej przechowywano do czasu wykonania oznaczeń w temperaturze –70°C. Stężenie bFGF i TGF-β1 oznaczono metodą immunoenzymatyczną ELISA, używając odczynników R&D Systems Europe Ltd.: Human FGF Basic, Quantikine oraz Bender MedSystems GmbH, Europe: Human TGF-β1, Instant ELISA. Analizę statystyczną przeprowadzono za pomocą programu Statistica. Uzyskane wyniki przedstawiono w postaci średniej arytmetycznej, odzwierciedlającej poziom przeciętny i odchylenia standardowego, mierzącego stopień rozproszenia pomiarów wokół średniej. Podano także wartości minimalne i maksymalne. W celu porównania różnic między grupą chorych a kontrolną wykorzystano test U Manna-Whitneya. Zależności uważano za istotne statystycznie przy p<0,05.
Wyniki
Stężenie bFGF w surowicy krwi obwodowej chorych z bielactwem wynosiło 5,347–26,400 pg/ml, średnio 9,4769±4,8497 pg/ml, natomiast w grupie kontrolnej 4,494–17,296 pg/ml, średnio 8,5733±3,6386 pg/ml (ryc. 1.). Analiza porównawcza powyższych wyników wykazała brak istotnej statystycznie różnicy między grupą chorych a kontrolną (p=0,587047). Stężenie TGF-β1 w surowicy krwi obwodowej chorych z bielactwem wynosiło 23,844–87,912 ng/ml, średnio 52,4931±17,7362 ng/ml, natomiast w grupie kontrolnej 7,140–71,312 ng/ml, średnio 44,6654±15,9378 ng/ml (ryc. 2.). Analiza porównawcza powyższych wyników wykazała brak istotnej statystycznie różnicy między grupą chorych a kontrolną (p=0,181621).
Omówienie wyników
Wpływ bFGF oraz TGF-β na proliferację melanocytów i melanogenezę oraz ich udział w etiopatogenezie bielactwa nabytego nie jest do końca wyjaśniony w piśmiennictwie. bFGF jest czynnikiem wzrostowym działającym mitogennie i angiogennie na różne rodzaje komórek pochodzących z mezodermy i ektodermy. Istnieją 4 izoformy bFGF o masach cząsteczkowych 18, 22, 23, 24 kD. Większość badań dotyczy izoformy o masie cząsteczkowej 18 kD, która wywiera działanie biologiczne, wiążąc się z receptorem FGFR. Wydzielany przez keratynocyty i fibroblasty bFGF jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania melanocytów. W warunkach fizjologicznych komórki barwnikowe nie mają zdolności produkowania bFGF, natomiast jest on wytwarzany przez komórki czerniaka i znamion dysplastycznych. Zablokowanie syntezy i działania bFGF w linii komórek czerniaka prowadzi do zahamowania wzrostu guza [4, 5]. Zaobserwowano, że bFGF pobudza migrację i proliferację melanocytów, tym samym może odgrywać ważną rolę w procesie repigmentacji przy współudziale wielu innych cytokin wydzielanych przez keratynocyty i fibroblasty, takich jak leukotrien C4 (LTC4), D4 (LTD4), endotelina 1 (ET-1), czynnik komórek macierzystych (SCF), wątrobowy czynnik wzrostu (HGF), melanotropina, czynnik wzrostu naskórka (EGF) czy płytkopochodny czynnik wzrostu (PDGF) [2]. Badania histopatologiczne ujawniły, że w obrębie plam bielaczych brak jest aktywnych melanocytów albo są one uszkodzone. Zaobserwowano, że w środkowej i dolnej części pochewki zewnętrznej mieszka włosowego pozostają niedojrzałe melanocyty, charakteryzujące się brakiem aktywności enzymatycznej, tzw. DOPA-negative. Podczas remisji choroby dochodzi do aktywacji, proliferacji i migracji melanocytów, co klinicznie ujawnia się pojawieniem okołomieszkowych wysp repigmentacji [2]. Ponadto badania za pomocą mikroskopu elektronowego ujawniły, że w bielactwie dochodzi do zmian strukturalnych keratynocytów o charakterze zwyrodnienia wodniczkowego, obrzmienia organelli i zagęszczenia cytoplazmy. Sugeruje to, że w patogenezie choroby istotną rolę może odgrywać zaburzenie homeostazy cytokin w obrębie naskórkowej jednostki melaninowej, które prowadzi do nasilenia apoptozy melanocytów [6]. Potwierdza to opisywana u chorych z bielactwem zmniejszona ekspresja chroniących przed apoptozą białek Bcl-2 i p53, przy jednoczesnym wzroście białek Bax, FLIP, kaspazy 3, 8, 9, wykazujących przeciwstawne działanie [7]. Badania przeprowadzone przez Horikawa i wsp. [8] wskazują, że czynniki mitogenne, takie jak bFGF, ET-1, SCF oraz LTC4, indukują chemokinezę i chemotaksję melanocytów. Podobne wyniki przedstawili Zhang i wsp. [9], którzy w badaniu in vitro na pożywkach z fibronektyną zaobserwowali, że bFGF zwiększa przyleganie i migrację melanocytów. Ostatnie doniesienia opublikowane przez Wu i wsp. [10] sugerują, że w hodowli keratynocytów dochodzi do zwiększenia uwalniania bFGF pod wpływem naświetlań wąskopasmowym promieniowaniem UVB (NB UVB) o długości 311 nm, uznawanym obecnie za najbardziej skuteczną metodę leczenia bielactwa [1]. Ponadto stwierdzono, że za migrację melanocytów może częściowo odpowiadać zwiększona pod wpływem czynników mitogennych ekspresja p125FAK (ang. phosphorylated focal adhesion kinase) na melanocytach [11]. Na podstawie powyższych wyników badań część autorów sugeruje możliwość zastosowania bFGF w leczeniu bielactwa. Z kolei Bradford i wsp. [12] potwierdzają, że bFGF wprawdzie stymuluje proliferację komórek barwnikowych, ale jednocześnie wywiera działanie hamujące na melanogenezę, zależnie od dawki. Dane z piśmiennictwa sugerują ponadto, że do wystąpienia repigmentacji konieczne są morfologiczne i funkcjonalne zmiany w melanocytach oraz działanie wielu innych czynników, takich jak białko macierzy zewnątrzkomórkowej – kolagen typu IV oraz różne receptory integryn, które warunkują migrację komórek [8]. Sprzeczne dane prezentują Edmondson i wsp. [13], którzy uważają, że keratynocyty wydzielają bFGF w zbyt małym stężeniu, aby pobudzać proliferację melanocytów [3, 18]. Na podstawie badań in vivo zakładają oni, że bFGF zwiększa liczbę melanocytów jedynie w obecności hormonu wzrostu i/lub insulinowego czynnika wzrostu (IGF-1). Jeszcze inne wyniki prezentują Ozdemir i wsp. [14], którzy wykazali, że u pacjentów z bielactwem stężenie bFGF w surowicy jest wyższe istotnie statystycznie niż u zdrowych (p<0,001), co wg autorów odpowiada za hamowanie melanogenezy. Badania przeprowadzone przez Yanga i wsp. [15] wskazują, że usunięcie bFGF z hodowli melanocytów zmniejsza cytotoksyczny wpływ 4-TBP (ang. 4-tertiary butylphenol). Sugeruje to, że bFGF zwiększa wrażliwość melanocytów na toksyczny wpływ 4-TBT, a tym samym może odgrywać rolę w patogenezie bielactwa. Moretti i wsp. [3] przeprowadzili badania immunohistochemiczne mające na celu porównanie ekspresji różnych cytokin w obrębie plam bielaczych, skóry na granicy odbarwień oraz skóry niezmienionej. Autorzy zaobserwowali w obrębie plam bielaczych znaczne obniżenie ekspresji cytokin stymulujących komórki barwnikowe – GM-CSF, SCF i bFGF. Przeciwnie badacze donoszą o wysokim stężeniu IL-6, TNF-α o działaniu hamującym na melanogenezę w obrębie odbarwionych zmian. Ponadto niezależnie od miejsca pobrania wycinka skóry obserwowano bardzo niską aktywność TGF-β. TGF-β tworzy rodzinę białek wywierającą wielokierunkowe działanie, odpowiadając za proliferację, różnicowanie i apoptozę komórek [16]. W skórze właściwej zwiększa odkładanie macierzy międzykomórkowej oraz pobudza angiogenezę w procesie gojenia ran. W naskórku hamuje wzrost komórek, biorąc tym samym udział w homeostazie tkankowej [17]. TGF-β produkowany przez pobudzone keratynocyty jest czynnikiem o silnych właściwościach immunosupresyjnych. Hamuje proliferację limfocytów T i B oraz aktywność komórek NK [18]. Uważa się, że w obrębie plam bielaczych zmniejszona jest liczba regulatorowych limfocytów T CD25+ (T regs), które produkują IL-10 i TGF-β. Brak tych immunosupresyjnych cytokin umożliwia proliferację i migrację limfocytów T cytotoksycznych, prowadząc do depigmentacji [19]. Część autorów sugeruje, że właściwości immunosupresyjne cytokin TGF-β i IL-10 można w przyszłości wykorzystać w leczeniu bielactwa [20]. Odmienny pogląd przedstawili Alanko i Saksela [17], którzy wykazali, że TGF-β może wywierać działanie proapoptotyczne w stosunku do melanocytów. W warunkach prawidłowych produkowane przez keratynocyty warstwy podstawnej czynniki wzrostowe, takie jak bFGF oraz czynnik wzrostu nerwów, chronią melanocyty przed apoptozą indukowaną TGF-β. TGF-β pobudza ERK (ang. extracellular signal-regulated kinase), co także może przyczynić się do hamowania melanogenezy [16]. Wielu autorów mimo prezentowanych rozbieżnych wyników jest zgodnych, że bFGF i TGF-β1 odgrywają rolę w patogenezie bielactwa. Brak w piśmiennictwie jednoznacznych wniosków skłonił autorów do przeprowadzenia oznaczeń stężenia tych cytokin w surowicy pacjentów z bielactwem. W przeprowadzonych oznaczeniach nie obserwowano istotnej statystycznie różnicy w stężeniach bFGF i TGF-β między grupą badaną i kontrolną. Może to wynikać ze zbyt małej liczby przebadanych chorych, różnic dotyczących wieku pacjentów, długości trwania bielactwa i mogącym stąd wynikać stopniu aktywności choroby. Autorzy uważają, że bFGF i TGF-β odgrywają rolę w patogenezie bielactwa, a badanie należy traktować jako pilotażowe, stanowiące fragment dalszej całości. Stosowane dotychczas metody leczenia bielactwa, tj. fototerapia, preparaty miejscowe, przynoszą jedynie krótkie okresy remisji i częściową poprawę zmian skórnych. Lepsze poznanie mechanizmów patogenetycznych w bielactwie ułatwi opracowanie nowych metod terapeutycznych, którymi może okazać się wykorzystanie działania mitogennego bFGF i immunosupresyjnego TGF-β.
Piśmiennictwo
1. Placek W. Bielactwo nabyte. Przegl Dermatol 2006; 93: 629-36. 2. Yu HS. Melanocyte destruction and repigmentation in vitiligo: a model for nerve cell damage and regrowth. J Biomed Sci 2002; 9: 564-73. 3. Moretti S, Spallanzani A, Amato L, et al. Vitiligo and epidermal microenvironment: possible involvement of keratinocyte-derived cytokines. Arch Dermatol 2002; 138: 273-4. 4. Giehl KA, Nägele U, Volkenandt M, Berking C. Protein expression of melanocyte growth factors (bFGF, SCF) and their receptors (FGFR-1, c-kit) in nevi and melanoma. J Cutan Pathol 2007; 34: 7-14. 5. Nesbit M, Nesbit HK, Bennett J, et al. Basic fibroblast growth factor induces a transformed phenotype in normal human melanocytes. Oncogene 1999; 18: 6469-76. 6. Moretti S, Spallanzani A, Amato L, et al. New insights into the pathogenesis of vitiligo: imbalance of epidermal cytokines at sites of lesions. Pigment Cell Res 2002; 15: 87-92. 7. Dell’anna ML, Picardo M. A review and a new hypothesis for non-immunological pathogenetic mechanisms in vitiligo. Pigment Cell Res 2006; 19: 406-11. 8. Horikawa T, Norris DA, Yohn JJ, et al. Melanocyte mitogens induce both melanocyte chemokinesis and chemotaxis. J Invest Dermatol 1995; 104: 256-9. 9. Zhang XQ, Feng J, Mou KH, et al. Effects of bFGF and alpha-MSH on adhesion and migration of human melanocytes in vitro. Zhejiang Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban 2006; 35: 161-4. 10. Wu CS, Yu CL, Wu CS, et al. Narrow-band ultraviolet-B stimulates proliferation and migration of cultured melanocytes. Exp Dermatol 2004; 13: 755-63. 11. Wu CS, Lan CC, Chiou MH, Yu HS. Basic fibroblast growth factor promotes melanocyte migration via increased expression of p125 (FAK) on melanocytes. Acta Derm Venereol 2006; 86: 498-502. 12. Bradford CS, Sun L, Barnes DW. Basic fibroblast growth factor stimulates proliferation and suppresses melanogenesis in cell cultures derived from early zebrafish embryos. Mol Mar Biol Biotechnol 1994; 3: 78-86. 13. Edmondson SR, Russo VC, McFarlane AC, et al. Interactions between growth hormone, insulin-like growth factor I, and basic fibroblast growth factor in melanocyte growth. J Clin Endocrinol Metab 1999; 84: 1638-44. 14. Ozdemir M, Yillar G, Wolf R, et al. Increased basic fibroblast growth factor levels in serum and blister fluid from patients with vitiligo. Acta Derm Venereol 2000; 80: 438-9. 15. Yang F, Abdel-Malek Z, Boissy RE. Effects of commonly used mitogens on the cytotoxicity of 4-tertiary butylphenol to human melanocytes. In Vitro Cell Dev Biol Anim 1999; 35: 566-70. 16. Kim DS, Park SH, Park KC. Transforming growth factor-beta1 decreases melanin synthesis via delayed extracellular signal-regulated kinase activation. Int J Biochem Cell Biol 2004; 36: 1482-91. 17. Alanko T, Saksela O. Transforming growth factor beta 1 induces apoptosis in normal melanocytes but not in nevus cells grown in type I collagen gel. J Invest Dermatol 2000; 115: 286-91. 18. Jakóbisiak M, Gołąb J, Zagożdżon R. Cytokiny. W: Immunologia. Kruczyńska K (red.), PWN, Warszawa 1998; 263-86. 19. Oyarbide-Valencia K, van den Boorn JG, Denman CJ, et al. Therapeutic implications of autoimmune vitiligo T cells. Autoimmun Rev 2006; 5: 486-92. 20. Shahmoradi Z, Darougheh A, Misaghian S. Association of alopecia universalis, generalized vitiligo and Graves’disease. J Res Med Scien 2005; 10: 398-400.
Copyright: © 2008 Termedia Sp. z o. o. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0) License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/), allowing third parties to copy and redistribute the material in any medium or format and to remix, transform, and build upon the material, provided the original work is properly cited and states its license.
Quick links
© 2019 Termedia Sp. z o.o. All rights reserved.
Developed by Bentus.
PayU - płatności internetowe