Η κερατίνη μπορεί να λειτουργεί ως «φρένο» στη φλεγμονή του δέρματος, υποδεικνύοντας πιθανές θεραπείες
Οι πρωτεΐνες κερατίνης δομούν το δέρμα, τα μαλλιά και τα νύχια μας — αλλά όταν μεταλλάσσονται, μπορούν να επηρεάσουν το ανοσοποιητικό σύστημα, οδηγώντας σε ασθένειες όπως η ψωρίαση και το έκζεμα, υποδεικνύει νέα έρευνα.
Στη νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε την Τετάρτη (8 Απριλίου) στο επιστημονικό περιοδικό Science Translational Medicine, ερευνητές εντόπισαν μια μεταλλαγμένη πρωτεΐνη κερατίνης που μπορεί να διαταράξει τις διεργασίες που κανονικά βοηθούν τα κύτταρα του δέρματος να διαχειρίζονται τη φλεγμονή. Αυτή η κατάρρευση θα μπορούσε να εξηγήσει πώς προκύπτουν οι φλεγμονώδεις δερματικές παθήσεις.
Η έρευνα εστίασε στην κερατίνη 16, μια μορφή κερατίνης που είναι γνωστό ότι μεταλλάσσεται σε μια σπάνια ασθένεια που ονομάζεται παχυονυχία έγκυος (PC) και έχει συνδεθεί προηγουμένως με διάφορες φλεγμονώδεις δερματικές παθήσεις. Ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης Erez Cohen, μεταδιδακτορικός ερευνητής που μελετά το κυτταρικό στρες στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, και ο ανώτερος συγγραφέας Pierre Coulombe, πρόεδρος κυτταρικής και αναπτυξιακής βιολογίας στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν, δηλώνουν ότι το έργο τους θα μπορούσε να υποδείξει νέες θεραπείες.
«Γνωρίζοντας ότι η κερατίνη 16 λειτουργεί ως φλεγμονώδες φρένο μας δίνει έναν άμεσο στόχο για νέες θεραπείες και διαγνωστικά», δήλωσαν στο Live Science σε μια κοινή δήλωση.
Ο ρόλος της κερατίνης στη φλεγμονή του δέρματος
Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στην PC επειδή η γενετική διαταραχή είναι γνωστό ότι προκαλείται από μεταλλάξεις στο γονίδιο KRT16, το οποίο φέρει οδηγίες για την κερατίνη 16.
Στην PC, αυτές οι μεταλλάξεις διαταράσσουν το δίκτυο των ινιδίων που βοηθά τα κύτταρα του δέρματος σε περιοχές του σώματος με μεγάλη τριβή, όπως τα πέλματα των ποδιών, να αντέχουν μηχανικό στρες. Ως αποτέλεσμα, δραστηριότητες όπως το περπάτημα ή το τρέξιμο προκαλούν στα κύτταρα του δέρματος να διασπώνται και να φλεγμαίνουν, σχηματίζοντας επώδυνους κάλους και φουσκάλες.
Σε άτομα χωρίς PC, το δέρμα αυξάνει την παραγωγή κερατίνης 16 όταν αντιμετωπίζει στρεσογόνους παράγοντες, όπως η φλεγμονή.
«Οι κερατίνες είναι σαν τα ατσάλινα καλώδια ή οι ατσάλινες δοκοί του κυττάρου», δήλωσε στο Live Science η Wendy Bollag, καθηγήτρια στο τμήμα φυσιολογίας του Πανεπιστημίου Augusta, η οποία δεν συμμετείχε στη μελέτη. «Αυτή η εφελκυστική αντοχή που χρειάζεται το δέρμα, [χωρίς αυτήν] είναι επιρρεπές σε ρήξεις, σχισμές. Οι μικροοργανισμοί μπορούν να εισχωρήσουν και αυτό θα προκαλέσει την αντίδραση του ανοσοποιητικού συστήματος και θα ενεργοποιήσει τη φλεγμονή.»
Και σε άτομα με χρόνια φλεγμονή του δέρματος, ο ιστός παράγει συνεχώς πολλή κερατίνη 16.
«Η κατανόηση του γιατί αυτές οι συγκεκριμένες πρωτεΐνες κερατίνης αυξάνονται κατά τη διάρκεια της φλεγμονής και προκαλούν άμεσα ασθένεια όταν μεταλλάσσονται, έχει τη δυνατότητα να εντοπίσει νέους τρόπους θεραπείας της PC, της ψωρίασης και σχετικών καταστάσεων», δήλωσαν οι Cohen και Coulombe.
Έτσι, οι Cohen, Coulombe και οι συνεργάτες τους στόχευσαν να αποκαλύψουν τον μηχανισμό μεταξύ της κερατίνης 16 και της PC. Εξέτασαν δείγματα παχύδερμου δέρματος από ασθενείς με PC, καθώς και δείγματα από εργαστηριακά ποντίκια με παρόμοια πάθηση. Επίσης, απενεργοποίησαν το γονίδιο KRT16 σε μια δεύτερη ομάδα ποντικών για να δουν τι θα συνέβαινε εάν το γονίδιο δεν λειτουργούσε καθόλου.
Διαπίστωσαν ότι όταν το γονίδιο της κερατίνης 16 ήταν μεταλλαγμένο ή απουσίαζε, η φλεγμονή του δέρματος αυξήθηκε κατακόρυφα. Σύμφωνα με τους Cohen και Coulombe, αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι «η K16 κανονικά λειτουργεί ως ‘φρένο’ στα σήματα που παράγονται από τα κύτταρα του δέρματος για την προσέλκυση του ανοσοποιητικού συστήματος.»
Αυτά τα σήματα περιλάμβαναν ιντερφερόνες τύπου Ι, μια οικογένεια πρωτεϊνών που βοηθούν στον έλεγχο της φλεγμονής και στην οργάνωση των ανοσοποιητικών αποκρίσεων κατά των ιών και του καρκίνου.
Τόσο σε ασθενείς όσο και σε ποντίκια με PC, η σηματοδότηση ιντερφερόνης τύπου Ι ήταν πιο ενεργή από ό,τι σε ανθρώπους και ποντίκια χωρίς την πάθηση, διαπίστωσαν οι ερευνητές. Η ίδια αύξηση παρατηρήθηκε σε ποντίκια χωρίς κερατίνη 16, υποδηλώνοντας ότι όταν η πρωτεΐνη απουσιάζει, οι ιντερφερόνες ενεργοποιούν μια ισχυρή ανοσοποιητική απόκριση και περισσότερη φλεγμονή.
Από την άλλη πλευρά, όταν η κερατίνη 16 ήταν παρούσα, η δραστηριότητα αυτών των ιντερφερονών τροποποιήθηκε και η φλεγμονή μειώθηκε.
Ιστορικά, η κερατίνη 16 ήταν «καλύτερα γνωστή ως δομική πρωτεΐνη», δήλωσαν οι Cohen και Coulombe. Η εκμάθηση αυτής της άλλης λειτουργίας «αλλάζει εντελώς τον τρόπο που βλέπουμε το αμυντικό σύστημα του δέρματος και τον ρόλο που παίζουν οι κερατίνες εντός του», είπαν.
Η Bollag σημείωσε ότι η μελέτη φάνηκε διεξοδική και τα αποτελέσματά της πειστικά.
«Αυτό το άρθρο είναι ακόμη πιο εντυπωσιακό από ό,τι περίμενα όσον αφορά όλες τις διαφορετικές τεχνικές και προσεγγίσεις που χρησιμοποιήθηκαν για να δείξουν ότι η κερατίνη 16 ρυθμίζει τη σηματοδότηση ιντερφερόνης στο δέρμα», είπε. «Εάν χρησιμοποιήσετε πολλαπλές διαφορετικές τεχνικές και πολλαπλές διαφορετικές προσεγγίσεις και όλες επιβεβαιώνουν το ίδιο πράγμα, αυτός είναι ένας πολύ ισχυρός τρόπος για να δείξετε ότι αυτό που παρατηρείτε είναι αληθινό.»
Οι συγγραφείς της μελέτης είναι αισιόδοξοι ότι τα ευρήματά τους θα μπορούσαν να έχουν μεγάλες επιπτώσεις για μελλοντικές θεραπείες για δερματικές παθήσεις. Στην πραγματικότητα, στη μελέτη, έδειξαν ότι ένας αναστολέας ιντερφερονών τύπου Ι βοήθησε να καθαρίσουν οι δερματικές βλάβες σε ένα μοντέλο PC σε ποντίκια.
«Η κατανόηση αυτής της νέας σύνδεσης δημιουργεί μια ευκαιρία να εξετάσουμε τη σηματοδότηση ιντερφερόνης τύπου Ι ως νέο θεραπευτικό στόχο στην PC», δήλωσαν.