Nowe perspektywy w leczeniu IBD – rola komórek B w terapii

Nowe perspektywy w leczeniu IBD – czy komórki B to klucz?

Nowe badanie opublikowane w Life Science Alliance rzuca światło na rolę komórek B i mechanizmów degradacji ATP w odpowiedzi na leczenie infliksymabem (IFX) u dzieci z nieswoistymi zapaleniami jelit (IBD). Praca koncentruje się na analizie fenotypu i funkcji różnych podtypów limfocytów B, ze szczególnym uwzględnieniem ekspresji markerów immunoregulacyjnych oraz ich potencjału jako wskaźników predykcyjnych skuteczności terapii biologicznej.

Nieswoiste zapalenia jelit (IBD) rozwijają się u osób z predyspozycją genetyczną oraz zaburzeniami funkcji nabłonka i układu immunologicznego błony śluzowej w kontekście czynników środowiskowych. U dzieci diagnoza różnicowa między chorobą Leśniowskiego-Crohna (CD) a wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego (UC) jest szczególnie trudna ze względu na nakładanie się cech obu jednostek chorobowych. Wprowadzenie antagonistów TNF, takich jak infliksymab, zrewolucjonizowało leczenie pediatrycznego IBD, stając się podejściem pierwszego wyboru w ciężkich przypadkach CD i UC. Jednak pierwotny brak odpowiedzi lub wtórna utrata skuteczności, z lub bez rozwoju neutralizujących przeciwciał przeciwlekowych, nadal komplikuje długoterminową efektywność tych schematów leczenia.

Chociaż rola limfocytów T w patogenezie IBD i odpowiedzi na leczenie antagonistami TNF została szeroko zbadana, coraz więcej dowodów wskazuje na istotne zaangażowanie komórek B w tym procesie. Wcześniejsze badania wykazały, że rozkład ilościowy komórek B we krwi i błonie śluzowej jest zaburzony u pacjentów z IBD i ulega zmianie w trakcie leczenia IFX. Poza potencjalną patologiczną rolą komórek B w IBD, istnieją również pewne immunosupresyjne mechanizmy, poprzez które komórki B mogą regulować środowisko immunologiczne w chorobach zapalnych.

Jak badano odpowiedź na terapię IFX?

W badaniu wzięło udział 42 pacjentów pediatrycznych z IBD, których podzielono na dwie grupy: respondujących na leczenie IFX (RS, n=21) oraz nieodpowiadających na terapię (NRS, n=21). Odpowiedź na leczenie oceniano po 12 miesiącach terapii na podstawie poziomu kalprotektyny w kale (poniżej 100 μg/g lub spadek do poziomu <10% wartości wyjściowej i <250 μg/g) oraz innych kryteriów klinicznych. Łącznie 34 z 42 pacjentów osiągnęło końcowy punkt badania 12 miesięcy. Przyczyny wcześniejszego przerwania badania obejmowały: działania niepożądane leku (reakcja anafilaktyczna, indukowana IFX łuszczyca), proktokolektomię u jednego pacjenta z UC z nieskuteczną terapią IFX oraz zmianę leczenia na adalimumab z powodu niepowodzenia terapii spowodowanego przeciwciałami przeciwlekowymi u trzech pacjentów.

Przed rozpoczęciem terapii IFX, badacze zaobserwowali zwiększoną częstość występowania naiwnych komórek B u pacjentów z IBD w porównaniu ze zdrowymi ochotnikami, niezależnie od późniejszej odpowiedzi na leczenie. Co ciekawe, u respondentów odnotowano tendencję do wyższych poziomów plasmablastów przed terapią, które następnie znacząco spadały w trakcie leczenia IFX, osiągając wartości porównywalne ze zdrowymi osobami.

Kluczowe różnice zaobserwowano w profilu cytokinowym komórek B. Pacjenci nieodpowiadający na IFX wykazywali obniżoną produkcję interleukiny 10 (IL10) we wszystkich analizowanych podtypach komórek B, szczególnie w populacji CD38^hi plasmablastów. Jednocześnie obserwowano tendencję do wyższej produkcji TNFα, co skutkowało niekorzystnym stosunkiem IL10/TNFα, wskazującym na prozapalny fenotyp komórek B u non-responderów. W trakcie terapii IFX u pacjentów nieodpowiadających na leczenie obserwowano stopniową normalizację tego wskaźnika w populacji plasmablastów.

Badacze skupili się również na analizie ekspresji ectoenzymów CD39 i CD73, które odgrywają kluczową rolę w degradacji pozakomórkowego ATP do adenozyny (ADO) – metabolitu o silnym działaniu immunoregulacyjnym. ATP jest hydrolizowany do ADO w dwóch kolejnych etapach przez aktywność enzymatyczną ektonukleozydotrifosforanodifosfohydrolazy-1 (NTPDase1) CD39 oraz ekto-5′-nukleotydazy CD73. Adenozyna działa immunoregulacyjnie i hamuje funkcje różnych populacji komórek docelowych, w tym limfocytów T i B, komórek NK, komórek dendrytycznych, monocytów i makrofagów.

Już przed rozpoczęciem terapii IFX, plasmablasty pacjentów odpowiadających na leczenie wykazywały wyższy poziom ekspresji CD39 w porównaniu z non-responderami. Dodatkowo, odsetek komórek naiwnych i pamięciowych z podwójną ekspresją CD39⁺/CD73⁺ był znacząco wyższy u respondentów w porównaniu do grupy kontrolnej. Co najważniejsze, funkcjonalne testy wykazały, że komórki B pacjentów odpowiadających na IFX charakteryzowały się zwiększoną zdolnością degradacji ATP oraz wyższą produkcją adenozyny.

Badacze zaobserwowali, że powierzchniowa ekspresja CD39 była stale podwyższona w procesie przejścia niedojrzałych komórek B przejściowych do naiwnych i doświadczonych antygenowo komórek B, takich jak komórki pamięci i plasmablasty we krwi, osiągając najwyższe poziomy w plasmablastach. W przeciwieństwie do tego, CD73 było głównie wyrażane w komórkach naiwnych i pamięciowych. Znaczącą ilość CD73 można było wykryć w komórkach przejściowych, choć na istotnie niższych poziomach niż w komórkach naiwnych, podczas gdy CD73 było nieobecne w plasmablastach we krwi. W konsekwencji, znacząca koekspresja obu ektonukleotydaz była obecna tylko w komórkach naiwnych i pamięciowych.

Aby ocenić, czy aktywność degradująca ATP komórek B była zmieniona w odniesieniu do statusu odpowiedzi na IFX, badacze przeprowadzili testy funkcjonalne. Komórki B od pacjentów już poddawanych terapii IFX przez 9-11 miesięcy oraz zdrowych ochotników inkubowano w obecności pozakomórkowego ATP przez 1 godzinę. Zaobserwowano, że znormalizowane poziomy ATP w supernatancie zmniejszały się w większym stopniu u respondentów niż u non-responderów lub zdrowych ochotników, gdy komórki B były stymulowane. Analiza odpowiadającego pola pod krzywą poszczególnych pomiarów wykazała istotną różnicę między respondentami a non-responderami.

W celu potwierdzenia tych wyników, badacze analizowali również stężenia produktów ATP – adenozyny (ADO) i inozyny (INO). Obserwowano, że nawet w warunkach niestymulowanych, komórki B respondentów osiągały znacząco wyższe stężenia ADO niż zdrowi ochotniczy i tendencyjnie również non-responderzy. Gdy komórki B były stymulowane, stężenie ADO było ogólnie wyższe, a respondenci osiągali wyższe stężenia ADO i INO niż zdrowi ochotniczy po 240 minutach.

Interesujące różnice zaobserwowano również w ekspresji receptorów odpowiedzialnych za homing komórek do błony śluzowej jelita. Pacjenci odpowiadający na IFX mieli wyższy odsetek komórek pamięciowych B z wysoką ekspresją integryny α4β7, co może sprzyjać efektywnemu kierowaniu tych komórek do tkanki jelitowej. Z kolei u pacjentów nieodpowiadających na leczenie zaobserwowano znacząco zmniejszony odsetek plasmablastów z wysoką ekspresją integryny α4β7. Dodatkowo, ekspresja CCR9 na plasmablastach była istotnie obniżona u wszystkich pacjentów z IBD w porównaniu z grupą kontrolną, przy czym poziomy u non-responderów były istotnie niższe niż u respondentów.

Badania immunohistochemiczne biopsji jelitowych wykazały, że w tkankach z aktywnym stanem zapalnym występuje znaczące zmniejszenie liczby komórek B CD39⁺, szczególnie w jelicie krętym. Obserwacja ta może tłumaczyć zaburzenia w degradacji ATP i generacji adenozyny w mikrośrodowisku jelita, co może przyczyniać się do podtrzymywania stanu zapalnego. Co ciekawe, w analizowanych biopsjach śluzówki nie wykryto istotnej liczby podwójnie wybarwionych komórek CD19⁺ CD73⁺ B, ani u zdrowych ochotników, ani u pacjentów z IBD.

Czy wyniki zmienią praktykę kliniczną?

Wyniki tego badania mają istotne implikacje kliniczne. Identyfikacja fenotypowych i funkcjonalnych różnic w limfocytach B u dzieci z IBD może pomóc w przewidywaniu odpowiedzi na terapię infliksymabem. Implementacja badań immunofenotypowych, takich jak ocena ekspresji CD39/CD73 oraz analiza profilu cytokinowego, może przyczynić się do lepszego dopasowania terapii i monitorowania jej efektywności. Ponadto, wyniki sugerują, że pacjenci z niskim odsetkiem plasmablastów z wysoką ekspresją integryny α4β7 mogą być bardziej narażeni na niepowodzenie zarówno terapii anty-TNF, jak i leczenia vedolizumabem (przeciwciało blokujące integrynę β7).

Uzzan i współpracownicy niedawno opisali znacząco zwiększone proporcje plasmablastów lub komórek plazmatycznych β7⁺ w krążeniu u pacjentów z wysoce aktywnym i rozległym UC w momencie diagnozy. Swoisty homing śluzówkowy jelita zależy głównie od ekspresji integryny α4β7, co jest również wykorzystywane terapeutycznie w IBD w postaci vedolizumabu, przeciwciała blokującego integrynę β7. Co ciekawe, analizy post hoc z badań GEMINI I-III ujawniły znacząco niższe wskaźniki odpowiedzi i remisji u pacjentów opornych na anty-TNFα, co zostało również wykazane u pediatrycznych pacjentów z IBD.

Badanie to dostarcza nowych informacji na temat roli komórek B i ich zdolności do degradacji ATP oraz generacji adenozyny w kontekście odpowiedzi na terapię IFX u dzieci z IBD. Wyniki otwierają perspektywy na zastosowanie markerów immunoregulacyjnych jako wskaźników prognostycznych skuteczności leczenia oraz potencjalnych celów terapeutycznych w przyszłości.

Chociaż włączonych 56 uczestników i pacjentów stanowi znaczną wielkość próby dla badań pediatrycznych, pewnym ograniczeniem może być monocentryczne podejście. Ponadto, przewagę pacjentów płci męskiej w kohorcie non_responderów badacze interpretują raczej jako przypadkowe niż rzeczywiste odkrycie, ponieważ w literaturze nie ma porównywalnych wyników, a kohorta badawcza nie ma wystarczającej mocy, aby poprzeć to odkrycie.

Podsumowując, badanie to dostarcza cennych informacji na temat ekspresji i funkcji cząsteczek immunoregulacyjnych – zwłaszcza ektonukleotydaz w komórkach B w kontekście pediatrycznego IBD. Podczas gdy plasmablasty produkujące IL10 były zmniejszone u pacjentów nieodpowiadających na IFX, wykryto podwyższoną regulację CD39 na plasmablastach i zwiększone frakcje naiwnych i pamięciowych komórek B współwyrażających CD39/CD73 u pacjentów odpowiadających na leczenie. Ponadto, komórki B respondentów wykazywały lepsze zdolności degradacji ATP i produkcji adenozyny w porównaniu z non_responderami i zdrowymi ochotnikami. Co więcej, pacjenci nieodpowiadający na IFX mieli wyraźny niedobór plasmablastów Itg α4β7hi, podczas gdy obie kohorty miały mniej plasmablastów wyrażających CCR9. W konsekwencji, plasmablasty CD39⁺ były zmniejszone w biopsjach wysoce zapalonych tkanek śluzówki, szczególnie u pacjentów z IBD nieodpowiadających na IFX. Wyniki te podkreślają potencjał regulacyjny komórek B wyrażających CD39 i CD73 w pediatrycznym IBD.

Podsumowanie

Badanie opublikowane w Life Science Alliance koncentruje się na analizie roli komórek B w odpowiedzi na leczenie infliksymabem u dzieci z nieswoistymi zapaleniami jelit. W badaniu wzięło udział 42 pacjentów pediatrycznych, podzielonych na grupy respondentów i non-responderów. Kluczowe odkrycia wskazują na istotne różnice w profilach komórek B między tymi grupami. U pacjentów odpowiadających na leczenie zaobserwowano wyższą ekspresję CD39 w plasmablastach oraz większy odsetek komórek z podwójną ekspresją CD39/CD73, co przekładało się na lepszą zdolność degradacji ATP i produkcji adenozyny. Dodatkowo, u respondentów stwierdzono wyższy odsetek komórek pamięciowych B z wysoką ekspresją integryny α4β7. Badanie wykazało również, że pacjenci nieodpowiadający na terapię charakteryzowali się obniżoną produkcją interleukiny 10 i niekorzystnym stosunkiem IL10/TNFα. Wyniki sugerują potencjalne wykorzystanie markerów immunoregulacyjnych jako wskaźników prognostycznych skuteczności leczenia IBD u dzieci.