Tofacitinib napomáhá obnovit bariéru střevního epitelu

Regulace permeability střevního epitelu

Idiopatické střevní záněty (IBD), mezi něž patří Crohnova choroba a ulcerózní kolitida, jsou způsobeny přehnanou imunitní reakcí organismu na části gastrointestinálního traktu. Poškození buněk střevního epitelu nebo porušení jejich apikálních těsných spojů může oslabit schopnost střevního epitelu tvořit bariéru mezi obsahem střeva a navazujícími tkáněmi.

Střevní sliznice sestává z lamina propria a jedné vrstvy polarizovaných epitelových buněk spojených apikálním junkčním komplexem (AJC − apical junctional complex). Apikální junkční komplex sestává z takzvaných těsných spojení (TJ − tight junctions), jež brání influxu mikrobů a jejich toxinů, antigenů, enzymů i degradovaných složek potravy. Rekonfigurace těsných spojů může zvýšit střevní permeabilitu, což vede k rozvoji jednoho z hlavních klinických symptomů IBD − průjmu. Změna v lokalizaci nebo expresi proteinů těsných spojení také může zvýšit propustnost bakteriálních produktů do lamina propria s následnou nepřiměřenou imunitní odpovědí pozorovanou při IBD.

Hlavní strukturální složkou těsných spojů jsou transmembránové proteiny z rodiny klaudinů − jedním z prominentních proteinů je klaudin 2, který je zodpovědný za regulaci buněčné permeability. Exprese klaudinu 2 je u pacientů s IBD zvýšená a je regulována prozánětlivými cytokiny − např. interferonem gamma (IFN-γ). 

Tofacitinib v terapii IBD

V současnosti je se zvýšeným rizikem vzniku IBD spojováno více než 200 genů. Mezi ně patří i geny regulující Janusovy kinázy (dráha JAK/STAT), které mohou být aktivovány IFN-γ a dalšími cytokiny. Pozornost se tak zaměřuje na inhibitory dráhy JAK/STAT a jejich možnosti v terapii IBD. Tofacitinib je perorálně podávaný inhibitor JAK, který byl původně schválen pro léčbu revmatoidní artritidy a v současnosti je schválen mimo jiné pro léčbu ulcerózní kolitidy. Jeho účinnost je hodnocena i v klinických studiích u pacientů s Crohnovou chorobou, dalšími indikacemi jsou psoriatická artritida, ankylozující spondylitida a juvenilní idiopatická artritida.

Metodika a průběh studie

Buněčné kultury a organoidy byly použity k hodnocení efektu tofacitinibu na aktivaci JAK/STAT, permeabilitu buněčné bariéry, expresi a lokalizaci proteinů těsných spojů v porovnání s buňkami aktivovanými cytokinem IFN-γ. Jako kontroly byly použity buňky/organoidy neovlivněné nebo s přidaným vehikulem. 

Výsledná zjištění

Vystavení buněk tofacitinibu před jejich aktivací pomocí IFN-γ snížilo aktivaci (fosforylaci) JAK a zcela zablokovalo aktivaci STAT v porovnání s kontrolou. Tento výsledek potvrzuje, že tofacitinib je schopen in vitro blokovat aktivaci dráhy JAK/STAT cytokiny. U buněk ovlivněných IFN-γ bylo pozorováno snížení transepitelového elektrického odporu (vyšší mezibuněčná permeabilita). Toto snížení odporu nebylo pozorováno u buněk, které byly vystaveny IFN-γ a tofacitinibu. 

K popsání efektu tofacitinibu na permeabilitu byly použity organoidy simulující komplexní strukturu střevního epitelu. Organoidy ovlivněné IFN-γ vykazovaly až 4násobně zvýšenou permeabilitu a přidání tofacitinibu zvýšení permeability zvrátilo. IFN-γ ani tofacitinib neovlivnily expresi testovaných proteinů těsných spojů. IFN-γ změnil lokalizaci proteinů těsných spojů a tofacitinib tento jev normalizoval.    

IFN-γ dvojnásobně zvýšil hladinu klaudinu 2 v buňkách v porovnání s kontrolou. Tofacitinib omezil zvýšení exprese klaudinu 2 in vitro před stimulací buněk IFN-γ či po ní. Změny permeability jsou zřejmě způsobené změnou exprese klaudinu 2 po stimulaci buněk pomocí IFN-γ, jelikož ostatní zkoumané proteiny těsných spojů nezměnily svoji expresi po vystavení buněk IFN-γ.  

Závěr

Tofacitinib podporuje udržení správné funkce těsných spojů a permeability in vitro. Tyto výsledky naznačují jeho potenciální terapeutické uplatnění u pacientů se zánětlivým onemocněním střev. 

(eko)

Zdroj: Sayoc-Becerra A., Krishnan M., Fan S. et al. The JAK-inhibitor tofacitinib rescues human intestinal epithelial cells and colonoids from cytokine-induced barrier dysfunction. Inflamm Bowel Dis 2020; 26 (3): 407−422, doi: 10.1093/ibd/izz266.