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.