Внимание! Статья адресована врачам-специалистам

SabirovU.Yu, AzimovaF.V., ToirovB.A., MuminovaS.R., NazarovaI.I.

Republican Specialized Scientific and Practical Medical Center of Dermatovenerology and Cosmetology, Uzbekistan

Wnt signaling pathway and its importance for the development of vitiligo

Резюме. Описана роль сигнального пути Wnt в процессе дифференцирования и регенерации меланоцитов, современные хирургические методы лечения витилиго с применением некультивируемой эпидермальной и дермальной клеточной суспензии, преимущества данного метода на патогенетическом уровне, перспективы в лечении пациентов со стабильной формой витилиго.

Ключевые слова: сигнальный путь Wnt, дермальные мезенхимальные клетки, некультивируемая эпидермальная клеточная суспензия, некультивируемая дермальная клеточная суспензия.

Медицинские новости. – 2019. – №12. – С. 22–26.

Summary. This article describes the role of Wnt signaling pathway in the process of differentiation and regeneration of melanocytes, modern surgical methods of treatment of vitiligo using noncultured epidermal and dermal cell suspension, the advantages of this method at the pathogenetic level, prospects for treating patients with stable vitiligo.

Keywords: Wnt signaling pathway, dermal mesenchymal cells,noncultured epidermal cell suspension, noncultured dermal cell suspension.

Meditsinskie novosti. – 2019. – N12. – P. 22–26.

Витилиго – самое распространенное во всем мире нарушение пигментации. Впервые витилиго упоминалось в папирусах Эберса (1550 год до нашей эры), также заболевание было описано в буддийских источниках и Ветхом Завете, в которых долгое время ассоциировалось с лепрой. Термин «витилиго» (в переводе с латинского «vitilus» – «теленок») впервые применил Корнелиус Цельс в своем труде «De medicinа». По другим источникам название происходит от слова «vitum» – ошибка, порок [2].

Данная патология может возникнуть в любом возрасте, но преимущественно дебют заболевания наблюдается до 20 лет. Распространенность витилиго в общей популяции составляет от 0,5 до 2%; по данным Республиканского специализированного научно-практического медицинского центра дерматовенерологии и косметологии, в Республике Узбекистан частота встречаемости витилиго среди населения заметно выросла от 1,2% до 2,6%, а среди кожных заболеваний от 8,2% до 11,7%, что требует особого внимания и проведения тщательных исследований в этой области медицинской науки.

Распространенность заболевания среди детей и подростков не отличается от таковой среди взрослого населения. Принципиальных различий по частоте встречаемости среди полов нет. По данным А.Ш. Ваисова (1989), С.С. Арифова (1994), отмечается примерно равное количество больных витилиго среди мужчин (49,5%) и женщин (50,5%).

Витилиго имеет сложный патогенетический механизм развития. Сегодня дерматологическая наука склоняется к полигенной теории. Ключевым звеном патогенеза является аутоиммунная реакция организма. В пользу аутоиммунной теории развития витилиго свидетельствуют несколько фактов: частая ассоциация витилиго с такими заболеваниями, как тиреоидит, очаговая алопеция, галоневус, болезнь Аддисона и т.д., недостаточное изучение свойств анти-меланоцитарных антител, обнаружение цитотоксических Т-лимфоцитов непосредственно в поврежденном очаге. Аутоиммунная реакция сопровождается выработкой аутоантител с последующим разрушением меланоцитов под воздействием антигена VIT90 [7, 9].

Молекулярно-генетическая идентификация подтипов некоторых генов, включающих ответственные за дифференцировку Т-клеток (CD44, CD80), Т-клеточных рецепторов (SLA, PTPN22, UBASH3A, CLNK), активаторов Т-клеток (IKZF4, IL2RA, BTNL2, FOXP3), внутренний иммунный ответ (IFIH1, TICAM1), рецепторы цитокинов и хемокинов (CXCR5, CCR6, SH2B3) выявила взаимосвязь данных генов с проявлениями (таблица).

Таблица. Гены предрасположенности к витилиго

Кроме иммунологических факторов в развитии витилиго принимают участие и множество других механизмов, до конца не изученных. Одним из них является угнетение сигнального пути Wnt, напрямую связанного с EdnrB, индуцируемое оксидативным стрессом в пораженной при витилиго коже. Wnt – один из важнейших сигнальных путей в клетке, необходимый для нормального эмбрионального развития, дифференцировки, поддержания фенотипа стволовых клеток, определения полярности клетки и миграции [11]. Сигнальный путь Wnt вовлечен напрямую в процесс дифференцировки меланоцитов. Значит, активация данного механизма может способствовать пролиферации меланобластов и стимулировать репигментацию [12]. В экспериментах с клетками мыши и человека исследователи обнаружили, что контроль за развитием меланоцитов кожи и волосяных фолликулов на ранних стадиях дифференцировки осуществляется специфическими сигналами, передаваемыми от клетки к клетке. Эти сигналы являются частью сигнального пути Wnt и эндотелинового рецептора типа В (EdnrB). Ранее было показано, что эндотелиновые белки и сигнальный путь EdnrB помогают контролировать развитие кровеносных сосудов, а также некоторые аспекты, связанные с ростом и делением клеток. Новое исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, впервые показало, что этот сигнальный путь также контролирует рост меланоцитов. В ходе этого исследования впервые удалось выявить связь между EdnrB и Wnt-сигналингом, подтвердив, что EdnrB координирует быструю репродукцию стволовых клеток меланоцитов. В результате исследования стимуляция EdnrB-пути у белых мышей приводила к 15-кратному увеличению продукции пигмента в стволовых клетках меланоцитов в течение 2 месяцев. Развивалась гиперпигментация: пораненная кожа белых мышей после заживления становилась черной. Было обнаружено, что блокировка Wnt-сигналинга останавливает рост стволовых клеток и их созревание в нормально функционирующие меланоциты, даже в присутствии эндотелиновых белков. Это приводит к появлению мышей с неокрашенной сероватой шерстью [13].

В литературе выделяют 3 сигнальных пути в составе Wnt: канонический Wnt-каскад, контролирующий связывание ?-катенина с транскрипционными факторами TCF/LEF, неканонический кальциевый каскад, в котором не участвует ?-катенин, и каскад, контролирующий полярность клетки. Из 3 каскадов канонический наиболее хорошо изучен в контексте витилиго [11]. У человека семейство Wnt-белков состоит из 19 белков, которые связываются с 15 рецепторами Фриззлед (Frizzled, Fzd) или корецепторами LRP (LDL-receptor-relatedprotein) [14]. Ключевым событием при активации канонического сигнального каскада Wnt является стабилизация ?-катенина, в связи с чем данный сигнальный путь также называют ?-катениновым. В отсутствие активирующего сигнала концентрация ?-катенина в ядре и цитоплазме поддерживается на сравнительно низком уровне. Это достигается при помощи специального белкового комплекса «деструкции», включающего белки Axin и APC (adenomatous polyposis coli) и протеинкиназу GsK-3? (glycogensynthase-kinase 3?). В составе комплекса ?-катенин подвергается фосфорилированию, что служит сигналом для его последующей деградации [15]. Исследование экспрессии генов лигандов Wnt через различные промежутки времени после нанесения раны показало, что одним из первых начинает экспрессироваться Wnt4, в то время как максимумы активности транскрипции генов Wnt5a и Wnt11 приходятся на период ремоделирования раны. В экспериментах на трансгенных мышах показано, что активность канонического сигнального пути Wnt увеличена в волосяных фолликулах, примыкающих к месту повреждения, но не в самой ране. Более того, продукция стабилизированной формы ?-катенина стимулирует формирование эпителиальных придатков, включая волосяные фолликулы и сальные железы в районе повреждения. Обработка повреждения ретровирусным вектором, содержащим ген лиганда Wnt5a, приводит даже к более эффективному образованию кожных придатков в пределах раны, чем в случае стабилизации??-катенина. Таким образом, как и канонический, неканонический сигнальный путь Wnt способен направлять клетки-предшественники в коже взрослого организма в сторону осуществления регенерации ткани [16, 17].

Еще один интересный факт был обнаружен учеными из США: в коже пациентов с активным процессом увеличения депигментных пятен повышен уровень IFN-?-индуцированного хемокина, CXCL10, причем как в поврежденном участке кожи, так и в соседних с пятнами пигментированных участках кожи пациентов, что говорит о скрытом воспалительном процессе до начала клинически выраженных проявлений на видимо неизмененной коже.

В настоящее время существуют различные подходы к лечению витилиго. При генерализованной форме в качестве первой линии терапии используют ультрафиолетовые лучи (UVA и UVB). Механизм их действия связан с иммунносупрессией и стимуляцией миграции и размножения меланоцитов. UVB активизируют Т-супрессоры, которые, в свою очередь, подавляют аутоиммунное состояние. Плазма пациентов после UVA-терапии содержит высокий уровень фактора роста фибробластов (bFGF), стволового клеточного фактора и фактора роста гепатоцитов, которые также создают благоприятные условия для роста меланоцитов. Пероральный псорален и UVA увеличивают количество резидуальных меланоцитов, в основном за счет фактора роста меланоцитов, таких как bFGF и эндотелин-1, и стимулирует миграцию недендрических пигментных клеток вдоль наружного корня волосяного фолликула к эпидермису. Многие исследователи подтвердили присутствие меланоцитарного резерва в нижней трети волосяного фолликула. Недавно проведенные C.A. Loomis и соавт. исследования показали, что меланоцитарные стволовые клетки выявляются в выпуклой зоне около входа мышцы волосяного фолликула. Важность меланоцитарного резерва клинически доказана тем, что при лечении на лице и шее достигается максимальный клинический эффект в отличие от конечностей и туловища. Акральные части конечностей и не волосистые части тела (локти, ноги, мужские гениталии) плохо подвергаются репигментации. По данным A.K. Dutta, S.B. Mandal, присутствие лейкотрихии также является плохим прогностическим признаком [3, 8, 10].

Согласно современным литературным источникам, эффективность медикаментозного лечения пациентов с витилиго составляет 60–70% вне зависимости от периода стабильности заболевания [11].

В связи с данным фактом хирургические методы лечения, еще впервые разработанные в 1964 году, вызвали большой интерес со стороны трансплантологов, за несколько десятков лет были разработаны многочисленные методы пересадки как тканевых, так и клеточных графтов: эпидермальная трансплантация, миниграфтинг, дермо-эпидермальная трансплантация, трансплантация культивируемых и некультивируемых меланоцитов и др.

Факторы, которые необходимо учитывать при выборе хирургического лечения:

– стабильное течение заболевания;

– размеры очагов поражения;

– анатомическое расположение очагов;

– тип витилиго.

Сегментарное витилиго является наиболее подходящим типом для хирургического вмешательства, за которым следует очаговое витилиго. Сегментарный тип отличается тем, что он ограничен только одной анатомической частью дерматомным способом, быстро прогрессирует и затем остается стабильным в течение всей жизни. Очаговое витилиго может оставаться локализованным, но имеет потенциал к трансформации в генерализованный тип. При вульгарном типе поражения, расположенные на коже, а также при лейкотрихии, лучше всего подходят для хирургического вмешательства.

Рядом отечественных авторов отмечается положительное действие миниграфтинга (панч-пересадки) при лечении локализованной формы витилиго: из 13 пациентов, у которых было достигнуто 90–100% репигментации, лишь двое имели частичный эффект и двое – не получили эффекта, так как изначально имели негативный миниграфт-тест. В целом у 23 пациентов (36 очагов) была оценена эффективность миниграфтинга при вульгарной форме витилиго: в 14 очагах было получено 80–99% репигментации, в 12 – до 50%. Также сообщается о 89% репигментации у пациентов со стабильным течением через 5 лет после трансплантации [19].

Согласно зарубежным литературным данным, отличным эффектом обладает аутологичная эпидермальная трансплантация с применением покрышек пузырей, полученных с пигментированных участков кожи пациентов. Впервые данный метод был предложен в 1971 году Р. Фалабелла. В Гонконге проводились сравнительные исследования между пациентами со стабильной и активной формами витилиго и, несомненно, значительная репигментация наблюдалась в случаях стабильного процесса, а в группе пациентов с активной формой заболевания отмечался феномен Кебнера, начиная с 3 недели после процедуры [15].

На современном этапе наиболее оптимальным и патогенетически обоснованным хирургическим методом лечения витилиго, а именно стабильной формы данной патологии, является трансплантация некультивируемой эпидермальной (НЭКС) и дермальной клеточной суспензии (НДКС). Данный метод применяется с целью ускорения процесса регенерации кожи, является результатом усовершенствования подхода к лечению витилиго. Меланоцитарно-клеточная трансплантация – относительно простой и эффективный хирургический метод лечения витилиго.

Трансплантация некультивируемой эпидермальной клеточной суспензии с успехом применяется в лечении пациентов с витилиго, устойчивых к традиционным терапевтическим методам. Для проведения трансплантации НЭКС необходимым условием является длительный период клинической стабильности (КС) кожно-патологического процесса, то есть 12 месяцев и более, так как данный параметр представляет собой основу для прогнозирования исхода трансплантации НЭКС [5, 11].

НЭКС требует специальной методики приготовления. В исследованиях, опубликованных институтом Бангалора (Индия), описано следующее: в асептических условиях с помощью ножа Хамби с передне-медиальной области бедра пациента срезается ультратонкий трансплантат, который промывается солевым раствором, обрабатывается раствором трипсина, после чего инкубируется при 37 °С в течение 45 минут с последующим промыванием солевым раствором. Данный материал разделяют на эпидермис и дерму, затем эпидермальные компоненты суспендируют в специальном растворе (DMEM) и центрифугируют при 3500 об/мин в течение 15 минут для получения осадка. Донорский участок подвергается поверхностной дермобразии, после чего на него наносится тонкая пленка подготовленной суспензии и сухая коллагеновая повязка вместе с прозрачной повязкой Тегадерм. Также донорский участок может быть обработан CO₂-лазером, что не вызовет выраженного термального некроза и поспособствует более качественной обработке участка суспензией [19].

Пациент иммобилизируется на час после процедуры, в течение недели не разрешаются активные движения на месте пересадки, а также в профилактических целях назначается антибиотикотерапия и противовоспалительные средства. Следовательно, трансплантация НЭКС представляет собой процедуру, занимающую один день у пациента, при этом ликвидирующий пораженный участок способен в 8–10 раз превышать по площади здоровую донорскую область кожи [15].

С момента внедрения данной методики Gauthierand Surleve Bazeille в 1992 году [19] техника проведения трансплантации НЭКС претерпела многочисленные изменения. Другие представители мировых научно-исследовательских центров дерматологии проводили многочисленные исследования по применению НЭКС в качестве стратегического метода лечения стабильной формы витилиго. В большинстве из них отмечался высокий процент (70% и более) репигментации через 24 недели после процедуры [4].

Специалистами из Ирана описано применение некультивируемой меланоцитарно-кератиноцитарной трансплантации у группы пациентов (8 человек с 14 очагами) со стабильной формой витилиго, 4 из которых показали отличную репигментацию (96–100%) [9].

Сингапурские врачи представили результаты применения метода трансплантации НЭКС у 89 пациентов, страдающих не только различными формами витилиго, но и с депигментными невусами, пьебалдизмом. Значительная репигментация (более 75%) наблюдалась у 70,7% пациентов, причем наилучший результат зафиксирован при ограниченной и сегментарной формах витилиго в случаях депигментного невуса у большинства пациентов (в 4 из 6 случаев) отмечалась неудовлетворительная репигментация, даже в комбинации с лечением эксимерным светом в послеоперационном периоде [1]. Также сообщается об отличной репигментации после трансплантации НЭКС у пациентов с постожоговой лейкодермой (90–100%) с последующим применением 18 сеансов эксимерного света через месяц после операции [12].

Особое внимание вызывает тот факт, что в пораженной депигментной области кожного покрова повышается активность цитотоксических CD8+ клеток, которые вызывают отторжение трансплантата. Борьба с активацией данной подгруппы Т-клеток является преимущественной в лечении пациентов, перенесших трансплантацию. Впервые Bartsch определил и охарактеризовал дермальные мезенхимальные клетки (DMCs), способные ингибировать Т-клеточную пролиферацию и индуцировать Т-клеточный апоптоз. Поэтому сегодня ведущим хирургическим методом лечения витилиго является трансплантация аутологичной некультивируемой эпидермальной клеточной суспензии в комбинации с дермальной клеточной суспензией, содержащей DMCs, которые обладают иммунорегуляторной активностью и способствуют повышению эффективности данного метода [10]. Причем унилатеральная форма витилиго с расположением депигментных пятен на лице, шее и туловище является наиболее подходящей для трансплантации [9], в то время как кожа в области акральных отделов и костных выступов демонстрирует наименьшую репигментацию [9]. Zhou и соавт. определили, что пациенты, в коже которых найдено наибольшее количество CD8+ Т-лимфоцитов, демонстрируют наименьшую репигментацию и, наоборот, у пациентов с отличной репигментацией отмечается наименьшее число CD8+ Т-лимфоцитов между слоями кожи, что объясняется комбинированной трансплантацией НЭКС и НДКС 1:1, угнетением пролиферации Т-клеток с 94,72% до 39,50%, а также уcкоренным их апоптозом [6]. Что касается акральных отделов, имеются данные об эффективном применении подкожных инъекций триамцинолона в депигментных участках на коже пальцев и кистей верхних конечностей. Препарат применялся в минимальных концентрациях, не вызывая атрофии, и через 3 месяца лечения у 65% пациентов наблюдалась краевая репигментация [5].

Индийскими специалистами была выполнена уникальная работа с применением комбинированной трансплантации НЭКС и НДКС у пациентов с достаточно коротким периодом клинической стабильности витилиго (3–6 месяцев). В данном рандомизированном исследовании принимали участие две группы пациентов со стабильным процессом в течение 12 месяцев и более и коротким (3–6 месяцев) периодом. При этом каждая из групп подразделялась на две подгруппы, в которых проводилась трансплантация только НЭКС в одной подгруппе и комбинация НЭКС с НДКС – в другой. Основными параметрами, по которым оценивался результат эксперимента, были степень репигментации, соответствие цвета кожи на пересаженном участке цвету здоровой кожи, участок репигментации через 24 недели после трансплантации. НДКС получают путем обработки кожного образца фосфатным буферным раствором, содержащим антибиотики, затем эпидермис отделяют от дермы, которую измельчают на мелкие частицы и инкубируют вместе с коллагеназой (1 мг/мл) в течение суток при комнатной температуре, после чего данная смесь разбавляется ФБР и центрифугируется при 1000 об/мин в течение 5 минут, осадок трижды промывается для устранения коллагеназной активности и к суспензии добавляется ФБР [7]. Результаты исследования оказались неожиданными, так как в группе пациентов с коротким периодом стабилизации (3–6 месяцев) трансплантация комбинированной НЭКС с НДКС показала 100% репигментацию по сравнению с НЭКС. Следовательно, данное исследование делает возможным более раннее проведение трансплантации у пациентов с витилиго, не выжидая период стабильности год и более с момента последнего клинического рецидива. Возможность устранения косметического дефекта в короткие сроки значительно повышает качество жизни пациентов, способствует улучшению их психологического состояния и социальной адаптации [8]. Кроме того, в группе пациентов с КС 12 месяцев и более в результатах трансплантации НЭКС отдельно или в комбинации с НДКС не выявлено существенных различий – репигментация в обоих вариантах составила около 70% через 24 недели после трансплантации [12]. По мнению индийского ученого Д. Парсада, применение данного метода трансплантации будет способствовать более стабильной репигментации у пациентов с КС до 6 месяцев, также открытым остается вопрос о роли дермальных мезенхимальных стволовых клеток у пациентов с активным процессом витилиго, что несомненно требует более глубокого изучения и масштабных исследований [9].

Хирургические методы лечения имеют важное место в терапии витилиго при отсутствии какого-либо надежного механизма, который может предотвратить разрушение меланоцитов на длительный период без побочных явлений. Мезенхимальные стволовые клетки как источник меланоцитов в естественных условиях пока является гипотетическим. Последние достижения в области трансплантологии позволили специалистам лечить любые анатомические зоны с приемлемыми косметическими результатами хотя бы временно и постоянно.

Предыдущие результаты проведенных исследований о различных методах пересадки также показывают весьма противоречивые результаты от хорошей репигментации до неудовлетворительного качества репигментации в последующем. Пересадка меланоцитов выполняется на основании гипотезы о нормальном функционировании меланосом на пересаженном участке кожи. В перспективе следует обратить внимание на разработку способов персонализированного лечения на основе изучения индивидуальных особенностей развития витилиго, с оценкой эффективности проводимого хирургического вмешательства, что, в свою очередь, позволит обеспечить удовлетворительное качество жизни пациентов и долгосрочную профилактику рецидивов заболевания.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Alikhan A., Felsten L.M., Daly M., Petronic-Rosic V. // J. Am. Acad. Dermatol. – 2011. – Vol.65. – P.473–491.

2. Prasad P.V.V. // Bull. Indian Inst. Hist. Med. Hyderabad. – 2003. – Vol.33. – P.113–127.

3. Shen C., Gao J., Sheng Y., et al. // Front Genet. – 2016. – Vol.7. – P.3.

4. Jin Y., Birlea S.A., Fain P.R., et al. // N. Engl. J. Med. – 2010. – Vol.362. – P.1686–1697.

5. Jin Y., Birlea S.A., Fain P.R., et al. // Nat. Genet. – 2012. – Vol.44. – P.676–680.

6. Spritz R.A. // J. Invest. Dermatol. – 2012. – Vol.132. – P.268–273.

7. Vitiligo. An Update on Pathophysiology and Treatment Options // Am. J. Clin. Dermatol. – 2017. – Vol.18, N6. – P.733–744.

8. Doss R.W., El-Rifaie A.-A.A., Abdel-Wahab A.M., Gohary Y.M., Rashed L.A. // Indian J. Dermatol. – 2016. – Vol.61. – P.408–412.

9. Mosenson J.A., Flood K., Klarquist J., et al. // Pigment Cell Melanoma Res. – 2014. – Vol.27. – P.209–920.

10. Van den Boorn J.G., Konijnenberg D., Dellemijn T.A.M., et al. // J. Invest. Dermatol. – 2009. – Vol.129. – P.2220–2232.

11. Сигнальный путь Wnt: перспективы фармакологического регулирования / В.В. Татарский // Успехи молекулярной онкологии. – 2016. – №1. – С.28–31.

12. Regazzetti C., Joly F., Marty C., et al. // J. Invest. Dermatol. – 2015. – Vol.135. – P.3105–3114.

13. Yamada T., Hasegawa S., Inoue Y., et al. // J. Invest. Dermatol. – 2013. – Vol.133. – P.2753–2762.

14. MacDonald B.T., He X. // Cold Spring Harb. Perspect Biol. – 2012. – Vol.4 (12). – a007880.

15. Сигнальный путь Wnt и его значение для развития меланомы / К.В. Куликова, А.В. Кибардин, Н.В. Гнучев, Г.П. Георгиев, С.С. Ларин. – 2012. – 107 с.

16. Weeraratna A.T. // Cancer Metastasis Rev. – 2005. – Vol.24, N2. – P.237–250.

17. Fathke C., Wilson L., Shah K., et al. // BMC Cell Biol. – 2006. – Vol.7. – P.4.

18. Melanocyte regeneration in vitiligo requires Wnt beneath their wings / J.E. Harris. // J. Invest. Dermatol. – 2016. – Vol.135, N12. – P.2921–2923.

19. A Review of Non-cultured Epidermal Cellular Grafting in Vitiligo // Journal of Cutaneous and Aesthetic Surgery. – 2011. – Vol.4, N1. – P.17–22.

Медицинские новости. – 2019. – №12. – С. 22-26.

Внимание! Статья адресована врачам-специалистам. Перепечатка данной статьи или её фрагментов в Интернете без гиперссылки на первоисточник рассматривается как нарушение авторских прав.