Vilken effekt har olika typer av immunsuppressiv behandling vid de autoimmuna hudsjukdomarna alopecia areata och vitiligo?

Transkript

1 Examensarbete i farmaci, 15 hp Vilken effekt har olika typer av immunsuppressiv behandling vid de autoimmuna hudsjukdomarna alopecia areata och vitiligo? En litteraturstudie Författare: Eleonor Johnsson Handledare: Kristina Nilsson- Ekdahl Termin: VT-2019 Ämne: Farmaci Nivå: Grundnivå Kurskod: 2FA01E

2 Vilken effekt har olika typer av immunsuppressiv behandling vid de autoimmuna hudsjukdomarna alopecia areata och vitiligo? Eleonor Johnsson Examensarbete i farmaci 15 hp Filosofie kandidatexamen Farmaceutprogrammet 180 hp Linnéuniversitetet, Kalmar Handledare Kristina Nilsson-Ekdahl Professor Examinator Kristina Magnusson Farm. Dr. Lektor i farmakologi Institutionen för Kemi och Biomedicin Linnéuniversitetet SE Kalmar Institutionen för Kemi och Biomedicin Linnéuniversitetet SE Kalmar Sammanfattning Bakgrund: Människans försvar mot omvärlden och patogena mikrober består av ett väl utvecklat immunsystem innehållande det medfödda immunsystemet, innate, som inte förändras nämnbart över tid samt det adaptiva immunsystemet som skapar minnesceller efter immunrespons på peptidantigen. Det medfödda immunsystemets receptorer binder främmande strukturer och agerar snabbt genom att skapa inflammatorisk respons. Människans adaptiva immunsystem har celler som tar upp, bryter ned och via major histocompatibility complex (MHC) presenterar peptidantigen för T-celler. T-celler behöver flera stimuleringsvägar för att starta immunrespons. Immunsystemets celler kontrolleras så immunologisk tolerans upprätthålls. Autoimmunitet orsakas troligen av genetisk känslighet där den genetiska dispostitionen inte kan upprätthålla immunologisk tolerans vid trauma. Alopecia areata och vitiligo är de enda kända autoimmuna hudsjukdomarna som inte är antikroppsmedierade. Sjukdomarna drabbar 1 2 % av befolkningen. Hårfolliklar attackeras av autoreaktiva T-celler vid alopecia areata vilket ger håravfall. Vitiligo ger depigmenterade hudområden orsakat av autoreaktiva T-celler som förstört melanocyter. Sjukdomarna behandlas med immunsuppressiva läkemedel lokalt på huden eller systemiskt. Syfte: Examensarbetet syftade till att erhålla en djupare kunskap rörande likheter och skillnader i mekanism mellan de autoimmuna hudsjukdomarna alopecia areata och vitiligo samt undersöka och besvara frågeställningen vilken effekt olika typer av immunsuppressiv behandling har vid dessa sjukdomar. Metod: Examensarbetet är en litteraturstudie som baseras på sex stycken vetenskapliga artiklar framsökta ur databasen PubMed genom flera sökningar. Sökningarna avgränsades genom användande av bl.a. sökorden alopecia areata, vitiligo, treatment, tacrolimus och janus kinase. Resultat: Studie 1 och 2 utvärderar systemisk puls-behandling med glukokortikoider. Patienterna i studie 1 hade alopecia areata med omfattande håravfall och behandlingsrespons sågs hos många patienter. Vitiligo-patienterna i studie 2 uppvisade minskad sjukdomsaktivitet vilket ses i färre nya lesioner samt repigmenterade lesioner, dock ses ingen repigmentering hos en del patienter. Studie 3 och 4 utvärderar lokal behandling med takrolimus-salva. Patienter med vitiligo i studie 3 fick viss repigmentering av lesionerna och patienterna med alopecia areata i studie 4 fick delvis håråterväxt. Effekten av oralt administrerade januskinas-hämmare utvärderas i studie 5 och 6. Studie 5 visar att många patienter med alopecia areata fått mycket håråterväxt vid behandlingens slut och studie 6 påvisar behandlingsrespons hos hälften av vitiligo-patienterna där repigmentering främst ses på hudområden exponerade för solljus. Slutsats: Litteraturstudien visar att olika typer av immunsuppressiv behandling kan lindra sjukdomsutbrott samt förkorta sjukdomstid vid de autoimmuna hudsjukdomarna alopecia areata och vitiligo. Immunologiskt sett har sjukdomarna liknande sjukdomsmekanismer genom inflammatorisk respons som ger aktivering av autoreaktiva T-celler. Behandlingsresistens förekommer och därför behövs fortsatt forskning kring sjukdomsmekanismer och nya läkemedel. Nyckelord: alopecia areata, vitiligo, autoimmun hudsjukdom, immunsuppressiv läkemedelsbehandling i

3 SUMMARY Humans are depending on a functional immune system that provides defense against microbes and other things in our environment that can harm us. The skin is the largest and the heaviest of our organs. It s important to have a barrier between the inner functions of the body and the world outside. The innate immune system specificities are recognition of microbes and damage. The adaptive immune system includes B and T cells which develops from stem cells in the bone marrow. The mature B and T cells are tested for self-tolerance before they are released. Having a functional immune system needs immunologic cells with immunologic tolerance. Immunologic tolerance demand B and T cells to know the difference between self antigens and pathogens. Autoimmunity is probably caused by genetic susceptibility under influence of trauma such as local tissue injury and infection. The trauma cause imbalance in the immune system and gives an autoimmune response with activated T cells reacting on self antigens. Autoimmune diseases can be systemic or organ specific and different mechanisms cause the damage of tissue. Diseases caused by autoimmunity tend to be chronic, self-perpetuating and progressive. Alopecia areata and vitiligo are autoimmune skin diseases which gives hair loss and depigmentation. Hair loss in alopecia areata is caused by autoimmune T cells attacking hair follicles and depigmentation in vitiligo is caused by destruction of melanocytes by autoimmune T cells. The diseases can t be cured but immunosuppressive therapy can reduce disease activity and give faster recovery. The aim of this literature study was to get a deeper knowledge about the autoimmune skin diseases alopecia areata and vitiligo, and evaluate the efficiency of different immunosuppressive therapies used against alopecia areata and vitiligo. Found six scientific articles from the database PubMed through several searches. The searches were delimited by use of the keywords alopecia areata, vitiligo, treatment, tacrolimus and janus kinase. Studies 1 and 2 evaluate systemic pulse management with glucocorticoids. The patients in study 1 had alopecia areata with extensive hair loss and treatment reactions were seen in many patients. Vitiligo patients in study 2 show reduced disease activity as seen in fewer lesions as well as repigmented lesions, however, no repigmentation seen in some patients. Studies 3 and 4 evaluate local treatment with tacrolimus ointment. Patients with vitiligo in study 3 received some repigmentation of the lesions and the patients with alopecia areata in study 4 received partial hair regrowth. The effect of orally administered janus kinase inhibitors is evaluated in studies 5 and 6. Study 5 shows that many patients with alopecia have received a lot of hair regrowth at the end of treatment and study 6 shows treatment response in half of vitiligo patients where repigmentation is mainly seen in sunlight exposed areas. The literature study shows that different types of immunosuppressive treatment can relieve disease outbreaks and shorten disease in autoimmune skin diseases alopecia areata and vitiligo. Immunologically the diseases have similar disease mechanisms through inflammatory responses that provide activation of autoreactive T cells. Conclusion of this smallscale literature study is the need for further research on mechanisms of the diseases and research on therapies because therapy resistance is seen in both diseases although many patients responded to the immunosuppressive therapies. ii

4 FÖRORD Examensarbetet omfattar 15 hp vilket motsvarar 10 veckors heltidsstudier inom ramen för Farmaceutprogrammet 180 hp vid Linnéuniversitetet i Kalmar. Jag vill framföra ett stort tack till min handledare Kristina Nilsson-Ekdahl, professor i immunologi vid Uppsala universistet samt Linnéuniversistet i Kalmar, som tagit sig tid att besvara mina frågor, läst mitt arbete och återkommit med konstruktiv feedback. Min son har alopecia areata vilket har inspirerat mig till detta arbete. Jag vill tacka min man Marcus och mina barn, Melina och Elias, för all uppmuntran, stöd och närvaro. Ett stort tack för stöd, samarbete och skratt vill jag rikta till mina tre fantastiska studiekamrater. Ni är alla underbara och har bidragit till att det varit möjligt för mig att genomföra farmaceututbildningen. Björkfors, Eleonor Johnsson iii

5 FÖRKORTNINGAR AIRE ALADIN BCR BSA CTL DAMP DLQI DNA ELISA GI GM-CSF HLA HRG Ig IFN IL ITT JAK KRT MAC MHC mrna MTEC nbuvb NK-cell NLR PAMP PBMC PGA PRM PRR RNA SALT STAT TCR TLR TNF TyK2 UVB VASI VIDA Autoimmun regulator Alopecia areata disease activity index B-cells receptor Body surface area Cytotoxisk T-cell Damage associated molecular patterns Dermatology life quality index Deoxyribonukleinsyra Enzyme-linked immunosorbent-assay Gastrointestinal Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor Human leukocyte antigen Hair re-growth grade scale Immunoglobulin, finns isotyperna IgA, IgD, IgE, IgG, IgM Interferon Interleukin Intention to treat Januskinas Hårkeratin Membrane attack complex Major histocompatibility complex messenger-ribonucleic acid Medullära tymiska epitelceller Narrow-band UVB Natural killer cell Nod-like-receptor Pathogen associated molecular patterns Perifer mononukleär blodcell The physician global assessment score Pattern recognition molecules Pattern recognition receptors Ribonukleinsyra Severity of alopecia tool Signal transducers and activators of transcription T-cells receptor Toll-like-receptor Tumörnekrosfaktor Tyrosinkinas-2 Ultraviolett B, strålning Vitiligo area scoring index Vitiligo disease activity score iv

6 INNEHÅLLSFÖRTECKNING INTRODUKTION 1 Immunsystemet hos människan 2 Hudens immunsystem 5 Immunologisk tolerans 6 Autoimmunitet 6 Hudens roll vid läkemedelsadministration 7 Alopecia areata 7 Vitiligo 9 Behandlingsalternativ 11 SYFTE OCH FRÅGESTÄLLNING 14 Syfte 14 Frågeställning 15 METOD 15 Metod 15 Sökningar i PubMed 15 RESULTAT 16 Studie 1 18 Studie 2 19 Studie 3 22 Studie 4 24 Studie 5 25 Studie 6 28 DISKUSSION 30 Studie 1 och 2 - behandling med glukokortikoider 30 Studie 3 och 4 behandling med takrolimus 31 Studie 5 och 6 behandling med hämmare av JAK 33 Sammanfattande diskussion 34 SLUTSATS 35 REFERENSER 37 v

7 INTRODUKTION Allt levande är uppbyggt av celler. En människa har ca celler och dessa små membranomslutna enheter är fyllda med vätska innehållande bl.a. joner och näring samt livsnödvändiga beståndsdelar som cellkärna, mitokondrie, endoplasmatiskt retikulum, golgiapparat, lysosom och peroxisom. Cellens kärna innehåller arvsanlaget, genomet, vilket gör att cellen har förmågan att kopiera sig själv, växa och sedan dela sig. Människans består av många olika typer av differentierade celler men alla celler har sitt ursprung från stamceller som genom proliferering till prekursorceller sedan blivit till terminalt differentierade celler. Olika typer av differentierade celler bygger upp vävnader och organ. Cellförnyelsen beror på typen av cell då vissa celler bygger upp vävnadssystem som varar hela livet t.ex. nervsystemet medan t.ex. huden förnyas kontinuerligt (1). Människans största och tyngsta organ är huden som har en yta på ca 1,6 1,8 m 2 samt en vikt på ca 4,5 kg hos en vuxen människa (2). Huden har många viktiga funktioner som att skydda kroppens inre organ från stötar och yttre våld samt angrepp från mikroorganismer i omgivningen eller från hudens egna normalflora. Människans hud bidrar även till skydd mot uttorkning, näringsbrist och kroppstemperaturförändringar som kan vara skadliga. Huden skyddar mot mekanisk och kemisk påverkan samt är sinnesorgan för beröring, tryck, smärta, värme och kyla. Förstadiet till D-vitamin bildas i huden samt hudens elasticitet är viktigt vid t.ex. graviditet (2, 3). Huden är uppbyggd av flera lager för att bli motståndskraftig och klara uppgiften som barriär (2, 3). Ytterst finns epidermis sedan mellanskiktet dermis och längst in hypodermis även kallad subcutis. Överhuden, epidermis, består av fyra lager; stratum basale, stratum spinosum, stratum lucidum och stratum corneum. Stratum basale är ett flerskiktat plattepitel bestående av främst prolifererande keratinocyter, stamceller, som längst in fäster mot basal lamina. Melanocyter som producerar granula av melanin i melanosomer finns även i stratum basale. Melaninet överförs till keratinocyterna som delar sig och differentierar medan det sker en långsam förskjutning mot hudens yta. Cellerna har blivit terminalt differentierade och under passagen genom nästa lager, stratum spinosum, börjar cellerna uttrycka desmosomer, proteinkopplingar, på sin yta. Ändring av cellernas morfologi sker, de plattas till och genomgår senare en celldöd där cellkärna och organeller sönderfaller samt cytoplasma försvinner innan förskjutning till stratum lucidum sker. Stratum lucidum är ett tunt genomskinligt skikt av vävnad. Cellerna förskjuts vidare till stratum corneum och har nu packats tätt ihop. Corneocyter benämns cellerna nu och dessa bildar en vävnad bestående av lager där corneocyterna är omslutna av ett hydratiserat proteinhaltigt hölje. Extracellulärutrymmet är fyllt med dubbellager av lipider vilket ger ett hydrofilt vattensäkert lager. Detta bildar ett bra skydd mot nötning innan de döda hudcellerna sedan fjällar av (1-3). Dermis, läderhuden, återfinns under epidermis och består av bindväv innehållande mycket kollagen och elastin vilket ger styrka och elasticitet. Lagret varierar i tjocklek över kroppen. Dermis består av två skikt, de papillära och retikulära skikten, och den främsta celltypen är fibroblaster som bl. a. producerar och sekrerar glykoprotein vilket bidrar till en god miljö för vävnaden (hydrering). Mycket blodkärl (kapillärer), lymfkärl och sensoriska nervceller finns i dermis. Det finns även immunologiska celler som makrofager, mastceller och leukocyter. Dermis innehåller även hårfolliklar, glatt muskulatur (hårresarmuskel), talgkörtlar samt svettkörtlar, eccrina och apocrina, för temperaturreglering (2, 3). Hudens innersta lager underhuden, även kallad subcutis eller hypodermis, består av lucker bindväv samt i varierande grad 1

8 av fettväv. Fettväven utgör en energireserv samt skyddar mot slag och kyla. Subcutis innehåller även mycket blodkärl och nervbanor (2, 3). Melanocyterna i epidermis producerar pigmentet melanin och produktionen av melaningranula stimuleras av solljus. Keratinocyter färgas av melanin och är skydd mot ultraviolett strålning, då de absorberar en del av solens skadliga strålar (2, 3). Keratinocyter färgas även av karoten, prekursor till vitamin A (3). Vitamin D3, kolekalciferol, syntetiseras i stratum basale och stratum spinosum i närvaro av sol eller snarare ultraviolett strålning (UVB) (2). När den ultravioletta strålningen från solen påverkar kolesterolderivatet 7-dehydrokolesterol i huden bildas vitamin D3 (4) vilket sker genom klyvning av prekursorn till previtamin D3 innan omvandling sker till kolekalciferol (5). Immunsystemet hos människan Människokroppen har barriärer som skyddar mot bl.a. virus och bakterier. Kroppens fysiska barriär består av tätt packade epitelceller samt även i form av slemlager och cilier. Det finns en biologisk barriär via antimikrobiella peptider och intraepiteliära lymfocyter samt en kemisk barriär i form av surt ph i magsäcken (6). Människokroppens lymfsystem består av de primära lymfoida organen benmärg och tymus medan sekundära lymfoida organ inkluderar lymfknutor, mjälte, tonsiller samt lymfocytansamlingar i vävnader som omger tarm, lungor, genitalier och urinvägarna. Lymfsystemet fungerar som transportvägar för immunologiska celler då lymfvätskan cirkulerar och utbyte sker mellan lymfkärl och blodkärl (4). De immunologiska cellerna använder transportvägarna för att leta efter antigen perifert och visa upp samt vid behov skapa immunrespons. Det är främst i lymfknutorna som de immunologiska cellerna aktiveras för att sedan återvända ut i kroppen för eliminering av t.ex. bakterier (6). Människans immunsystem består av två delar, en del som är medfödd och en del som förvärvas under levnadstiden (2). Det medfödda försvaret är ett evolutionärt gammalt system som vid en infektion utgör det första försvaret då det svarar snabbt men även är funktionellt innan infektion (6). Systemet finns med från födseln och förändras inte nämnbart över tid utan reaktioner sker alltid på samma sätt (3) utan tidigare igenkänning av mikroben d.v.s. det medfödda immunsystemet har inget minne (7). Det medfödda immunsystemets humorala delar består av anti-bakteriella peptider och komplementsystemet samt cellulära delar som dendritiska celler, makrofager och natural killer celler (NK-celler) (6). Immunsystemet som är medfött, innate immunity, kan ses som ospecifikt (5) men har en bredare specificitet då fler liknande strukturer känns igen. Innate immunity ska kunna skilja på kroppsegna vävnadsantigen (self), skadad vävnad (altered self) och det som inte är kroppseget (non-self). Reagerar på det som är skadat eller olikt den egna vävnaden (6) d.v.s. kroppsfrämmande strukturer (5). Finns det skadade eller döda värdceller känner immunsystemet igen damage associated molecular patterns (DAMP) och förekommer patogena strukturer känns pathogen associated molecular patterns (PAMP) igen. Vid t.ex. trauma, stoppat blodflöde och toxiner skapas stress på den egna vävnaden vilket exponerar DAMPs. PAMPs är strukturer som bl.a. cellvägg, DNA/RNA och flagellin. PAMP och DAMP är associerade med fara och ger respons från det medfödda immunsystemet i form av inflammation, antiviral respons, antimikrobiell respons, vävnadsreparation samt stimulering av det adaptiva immunsystemet (6). 2

9 Det förekommer väldigt många sorters mikroorganismer, bakterier och virus men även parasiter och svampar som vill angripa och skada människan. Mikroorganismer skiljer sig åt gällande metabolism, ytstruktur och storlek samt har olika angrepps- och försvarsmetoder. Ytantigen, strukturer som immunsystemet reagerar på, kan förändras och vissa mikroorganismer efterliknar kroppsegna antigen. Virus som kommit in och tagit över celler. Immunsystemet ska upptäcka och bekämpa angrepp men även reparera samt ta bort skadade eller döda celler (7). Det medfödda immunsystemet fångar upp PAMPs och DAMPs genom receptorer eller molekyler som känner igen strukturerna. Receptorerna s.k. pattern recognition receptors (PRR) känner av omgivningen hela tiden och finns bl.a på endotelceller och fagocyterande celler som makrofager och dendritiska celler. Toll-like-receptors (TLR) är membranbundna PRR och finns både i plasmamembran och intracellulärt. Ett exempel på intracellulär PRR är nod-like-receptor (NLR) som finns i cytosolen hos bl.a fagocyter och epitelceller. Vid inbindning av PAMP eller DAMP sker cellaktivering vilket ger inflammatorisk respons via frisättning av cytokiner och kemokiner alternativt interferoner (IFN) (2, 6). Interferoner delas upp i typ I och typ II. Typ I interferoner frisätts från cell infekterad av virus vilket leder till inhibering av viral replikation samt genererar feber vid infektion och bidrar till att döda tumörceller. Typ II interferoner produceras av NK-celler samt aktiverade T-hjälparcellen och potentierar typ I interferoner när makrofager och NK-celler ska döda bakterier samt verkar som kemokin i den inflammatoriska processen (4). Multiproteinkomplexet inflammasom bildas i cellens cytoplasma som respons på cellstress eller mikrobiella produkter (PAMPs och DAMPs) i cytosolen. Bildande av inflammasom ger sekretion av interleukin 1b (IL-1b) vilket ger akut inflammation. Många faktorer bidrar till att bildandet av inflammasomen vilket är en säkerhetsfunktion för att undvika kraftig inflammation. Celler som inte fungerar som de ska tas omhand genom fagocytos av makrofager eller dödas av NKceller (6). Lösliga molekyler s.k. pattern recognition molecules (PRM) som finns i det medfödda immunsystemet är pentraxiner, collectiner, ficoliner och naturliga antikroppar, immunoglobulin M (IgM). Dessa lösliga igenkänningsmolekyler kan aktivera komplementsystemet via tre olika vägar. Antikroppens Fc-del aktiverar den klassiska vägen medan alternativa vägen och lektinvägen aktiveras genom igenkänning av strukturer på bakteriers yta. Inbindning till mikrob leder via flera steg till att komplementprotein C3 klyvs. Peptiden C3a bidrar till inflammation samt är kemotaktiskt och lockar till sig leukocyter. C3b opsoniserar mikroben för fagocytos samt aktiverar komplementprotein C5 som klys till C5a. Peptiden C5a bidrar till inflammation på samma sätt som C3a men är mer potent, då båda dessa är anafylatoxiner. C5b initierar bildande av membrane attack complex (MAC) som kan lysera bakterier med tunn cellvägg, t.ex. gramnegativa bakterier (2, 4, 6). Inflammatorisk respons kan leda till skada om det sker i för stor omfattning (7) men det finns reglering av komplementsystemets akutfasprotein i form av bl.a. inhibitorer och kofaktorer som binder till komplementproteiner och inaktiverar alternativt degraderar. Regleringen är viktig för att motverka autoimmunitet och systemiska inflammationer (6). Aktivering av det medfödda immunsystemet sker snabbt vid skada eller hot men det aktiverar även den delen av immunsystemet som är specifikt/riktat/adaptivt vid hot där ett specifikt immunsvar är motiverat. Människan utvecklar det adaptiva immunsystemet under levnadstiden eftersom det bygger på inlärning och minne vilket gör det unikt för varje människa (7). 3

10 Det adaptiva immunsystemet består av antikroppstillverkande B-celler samt T-celler som aktiverar immunreaktioner men kan även reglera och koordinera (7). De utvecklas ur stamceller från benmärgen och B-cellerna mognar även där medan T-cellerna mognar i tymus (3). Det adaptiva immunsystemet består av humorala och cellulära delar där B- cellerproducerade antikroppar är humorala medan T-celler är cellulära (6). B-celler har antikroppar som B-cellsreceptorer (BCR) vilka är bundna till cellytan via en transmembran del medan T-celler har T-cellsreceptorer (TCR) på ytan och dessa antigenbindande molekyler känner igen epitop på antigen (7). Antigenpresenterade celler som B-celler, makrofager och dendritiska celler reagerar på främmande peptider. Dessa fagocyterar främmande samt kroppsegna proteiner som bryts ner för att presenteras. Peptider från nedbrutna protein visas upp av Major Histocompatibility Complex (MHC) för T-celler. TCR binder bara MHC med peptid vid direkt matchning d.v.s. den är specifik för ett komplex med antigen-mhc (6). Den enskilda människans medfödda uppsättning av Human Leukocyt Antigen (HLA) typer utgör MHC och påverkar svaret vid infektion p.g.a. variationer. MHC är de mest polymorfa molekyler som finns. Hos människor återfinns MHC i genomets sjätte kromosom och alla gener från båda föräldrarna avläses vilket maximerar antalet tillgängliga MHC-molekyler som kan binda och presentera peptider för T-celler. Människor har tre klass I MHC-molekyler; HLA-A, HLA-B och HLA-C, samt tre klass II MHC-molekyler; HLA-DP, HLA-DQ och HLA-DR. Klass II MHC-molekyler är en heterodimer och består av a och b polypeptider. Det finns MHC klass I på alla celler med kärna och dessa presenterar peptid för CD8 + T-celler för eliminering av intracellulära mikrober som virus och tumörer. MHC klass II finns bl.a. på antigenpresenterande celler och dessa presenterar peptid för CD4 + T-celler så extracellulära mikrober elimineras genom aktivering av makrofager och B-celler. Unika antikroppar och TCR skapas i en slumpmässig kombineringsprocess vilket ger skillnader mellan människor. B- och T-cellernas receptorer består av konstanta samt variabla delar och specificitetet kommer ur de variabla delarna. T-celler kontrolleras i tymus så inte reaktion på det kroppsegna sker dvs tolereras av egna antigen ska finnas hos de T-celler som lämnar tymus och om detta inte uppfylls rensas T-cellen bort. B- celler kontrolleras och testas på liknande sätt i benmärgen (6, 7). Vid exponering för antigen behövs det flera olika typer av bindningar och signaler för att immunrespons ska ske. Det finns även inhiberande signaler som dämpar immunresponsen och ger ett balanserat immunsvar (6). B-cellen har specifik receptor, antikropp, som är individuell för inbindning till sitt antigen. Binds antigen till antikroppen blir reaktionen celldelning vilket medför att fler B-celler kommer känna igen det specifika antigenet (5). De flesta immunceller frisätter cytokinet interleukin 2 (IL-2) som stimulerar B-celler och T-celler till proliferation och differentiering. IL-2 påverkar även B-celler till omvandling till s.k. plasmaceller (4, 6). B-celler omvandlade till plasmaceller kommer producera stora mängder av identiska antikroppar som frisätts till blodet. Antikropparna binder det specifika antigenet och utgör ett riktat immunsvar. När infektionens omfattning minskar sker även en minskning av antalet B-celler. Minnesceller bildas och vid en återinfektion ger det ett snabbare immunsvar (5). Sekundär immunrespons ger ett snabbare antikroppssvar samt en reaktion vid lägre dos (6). Plasmacellerna lever bara ett par dagar medan minnescellerna lever länge, upp till 10-tals år. B-celler reagerar på proteinantigen men även på kolhydratantigen. Skillnaden är dock att proteinantigen ger upphov till minnesceller medan kolhydratantigen inte gör det (6, 7). Huvudtyperna av antikroppar är de fem isotyperna IgM, IgG, IgA, IgD och IgE. Antikropparnas uppbyggnad är liknande med proteinkedjor, två tunga kedjor och två 4

11 lätta kedjor. Pentameren IgM finns i blodet och som monomerer på B-celler. Det finns mest IgG i blodet medan IgA oftast förekommer som dimerer och återfinns som skydd i slemhinnor. IgE-antikroppar finns främst bundna på cellytor och försvarar kroppen mot parasiter samt allergier. IgM-antikroppar bildas först i ett immunsvar men kan med hjälp av T-hjälparceller genomgå isotyp switch d.v.s. byta till t.ex. isotypen IgG. Detta kan ske vid upprepad kontakt med ett antigen och antikroppens antigenbindande delar förändras inte. Antikroppar kan bl.a. neutralisera toxiner och binda upp virus i blodbanan (6, 7). Det adaptiva immunsystemet är specifikt eftersom immunsvar inte påbörjas förrän antigenet identifierats vilket medför att full effekt uppnås först efter några dagar. Det är också monospecifikt eftersom ett antigens epitop binder till specifik antikropp eller TCR. Det adaptiva immunsystemet kan användas för att skapa ett immunologiskt skydd mot t.ex. virus genom vaccinationer (5, 7). Hudens immunsystem Huden är kroppens näst största barriär mot yttervärlden och ska skydda mot bl.a. patogena mikrober vilket kräver att hudens immunsystem är en fysisk barriär samt fungerar aktivt mot mikrober. Normalfloran i huden innehåller många mikrober och huden drabbas ofta av skador. Detta möjliggör angrepp av mikrober eller andra främmande substanser och leder till många immunologiska responser. Immunologiska celler som återfinns i hudens yttersta lager, epidermis, är langerhanska celler och intraepitelära lymfocyter (CD8 + ). Det är ett väl fungerande immunsystem innehållande 2 x lymfocyter (6). Langerhanska cellerna ligger i stratum basale och/eller stratum spinosum. Dessa celler härstammar från benmärgen och är en typ av dendritisk cell som presenterar antigen för T-lymfocyter. Cellerna har korta utskott och återfinns mellan keratinocyterna i epidermis. Epidermis översta lager består av celler som genomgått programmerad celldöd och utgör en permeabel barriär bestående av keratin och lipid (1, 2, 6). Keratinocyter producerar antimikrobiella peptider som defensiner samt cytokiner som t.ex. tumörnekrosfaktor (TNF) och ett antal olika interleukiner (IL) som bidrar till inflammation vid mikrobiellt angrepp eller skada. Dendritiska celler i epidermis differentierar och aktiveras av granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM- CSF). Keratinocyterna producerar kemokinet CCL27 för att locka till sig lymfocyter som uttrycker CCR10 samt använder sig av det medfödda immunsystemets TLR och NLR samt inflammasomer för att få aktivt IL-1 och IL-18. Immunresponsen kontrolleras av IL-10 och keratinocyterna syntetiserar i normalfallet, utan angrepp, pro- IL-1b och pro-il-18. Stimuli som UV-strålning aktiverar inflammasomen vilket ger aktiva cytokiner och inflammatorisk respons vid solbränna. Patogener som tar sig igenom epidermis och når dermis möter det medfödda immunsystemets makrofager, mastceller, dermala dendritiska celler och lymfoida celler. Makrofager och mastceller har PRR för att hitta och fånga PAMPs och DAMPs samt ge immunsvar i form av sekretion av inflammatoriska cytokiner. Inflammatorisk respons lockar till sig makrofager som fagocyterar samt dendritiska celler som tar upp antigen och degraderar till peptider. De dendritiska cellerna i epidermis och dermis migrerar till lymfknutor och presenterar komplexet bestående av MHC med peptid för initiering av T-celler (6). De flesta av T-cellerna i huden är av minnesfenotyp och uttrycker homing-molekyler som kan binda adhesionsproteinet E-selectin vilket medför att T-celler kan migrera från 5

12 hudens blodkärl tillbaka till dermis. Denna funktion är viktig när epidermis utsätts för strålning från solen, UVB, då 7-hydroxykolesterol omvandlas till pre-vitamin D3. Dendritiska celler i dermis omvandlar med hjälp av D3-hydroxylas pre-vitamin D3 till den aktiva formen av vitamin D3, 1,25(OH)2D3. Transporteras fritt eller i migrerande dendritiska celler till lymfknuta i huden där det aktiva vitamin D3 tas upp och transporteras till cellkärnan hos T-celler som aktiverats av antigenpresenterande dentritiska celler. Transkription av cytokiner sker och naiva T-celler som aktiverats differentierar till effektor T-celler vilka kommer återvända till huden genom homing (6). Immunologisk tolerans Immunsystemets respons bygger på igenkänning av det kroppsegna och kunna skilja det från patogener d.v.s. immunologisk tolerans. B-celler måste ha central tolerans vilket kontrolleras i benmärgen innan de mognar. Känner B-cellen igen självantigen från perifer vävnad och binder hårt kommer cellen tas bort och genomgår apoptos. B-cellen kan även omprogrammeras genom ändring av receptorer vilket ger antikroppen en ny lätt kedja. Om B-cellen inte binder hårt till självantigen men reagerar på dessa försätts B-cellen i anergi. Omogna T-cellers centrala tolerans kontrolleras i tymus. En speciell mekanism i tymus är uttryck av många protein-antigen som finns uttryckta i perifer vävnad vilket medför selektion av T-celler. De perifera vävnadsantigenen syntetiseras av medullära tymiska epitelceller (MTEC) vilket kontrolleras av en autoimmun regulator (AIRE). Vid igenkänning av vävnadsantigen sker negativ selektion vilket leder till att T-cellen genomgår apoptos. Några CD4 + T-celler omprogrammeras till regulatoriska T-celler som sedan återfinns i perifer vävnad där de via många olika mekanismer inhiberar både T-cellsrespons samt B-celler och NK-celler. Saknas fungerande AIRE elimineras inte T-cellerna som reagerar på kroppens egna antigen vilket skadar perifer vävnad och ger en ökad risk för autoimmunitet (6). Alla kroppsegna antigen finns inte i tymus vilket medför att T-celler missar exponering och när T-cellerna frisätts från tymus finns kloner av T-cell som kan reagera på självantigen (7). Perifer T-cells-tolerans upprätthålls via anergi, apoptos och suppression genom regulatoriska T-celler. När en dendritisk cell presenterar självantigen för en naiv T-cell och den känner igen antigenet sätts den i anergi genom blockering av signaler från TCR. T-cellen kan sakna inhiberande receptor, som CTLA-4 eller PD-1, alternativt stängas av via den inhiberande receptorn. Perifer tolerans gällande B-celler upprätthålls genom att mogna B-celler som reagerar på självantigen i perifer vävnad försätts i anergi eller genomgår apoptos. Ibland kan responsen från igenkänningen av självantigen förebyggas genom reglering via inhibitoriska receptorer. Immune privilege medför varierande grad av skydd mot inflammatorisk immunrespons i viss vävnad t.ex. ögat och hjärnan. Antigen som normalt ger respons från immunsystemet tolereras i vävnad med immune privilege. Lokalt i vävnaden produceras immunsuppressiva cytokiner samt vävnaden uttrycker på ytan molekyler som inaktiverar eller dödar lymfocyter (6). Autoimmunitet Autoimmunitet tros bero på genetisk känslighet d.v.s. inte en gen utan en viss genetisk disposition som inte kan upprätthålla immunologisk tolerans. Immunsystemet påverkas av något slags trauma. Traumat ger obalans i immunsystemet vilket medför autoimmun respons genom aktivering av T-celler som reagerar på kroppens egna vävnadsantigen. 6

13 Mogna effektor T-celler bidrar till vävnadsskada vilket ger autoimmun sjukdom när T- cellsklonerna expanderat tillräckligt mycket (6). Immunsystemet försöker identifiera och supprimera icke önskvärda T-cellskloner. Autoimmuna sjukdomar speglar balansen i immunsystemets processer utifrån skov med aktiva mekanismer samt nedreglering (7). Autoimmuna sjukdomar kan vara systemiska eller organspecifika och många olika mekanismer ansvarar för vävnadsskada i olika autoimmuna sjukdomar. När autoimmun sjukdom brutit ut tenderar den att vara kronisk, progressiv och självbevarande. Immunologiska avvikelser som defekter i självtolerans, onormal uppsättning av självantigen och inflammation bidrar till utveckling av autoimmunitet. Det finns en ärftlig faktor i autoimmuna sjukdomar i form av flera genetiska polymorfismer som bidrar till känslighet och tillsammans med miljöfaktorer leder det till sjukdom. MHC/HLA-generna är starkast associerade med autoimmunitet men är troligen en av ett flertal faktorer som bidrar till autoimmunitet. Risken för autoimmuna sjukdomar kan påverkas av den MHC klass I uppsättning man föds med men troligen är MHC klass II av större betydelse eftersom molekylerna är inblandade i det adaptiva immunsystemets aktivering (7). Det finns även associationer med polymorfism i icke-hla-gener och ärftlig abnormalitet i en gen som orsak till autoimmunitet. Virus- och bakterieinfektioner kan bidra till utveckling och försämring av autoimmuna sjukdomar. Det kan ske med ökat uttryck av ko-stimulatorer och via korsreaktion mellan mikrobens antigen och självantigen eller genom att mikroben imiterar självantigen, molekylär mimikry, vilket kan bidra till sjukdom (6). Skador på vävnad och andra yttre faktorer kan även vara mekanismer som medverkar till sjukdomsutbrott (7). Det finns även infektioner som kan skydda mot autoimmunitet, dock är mekanismen okänd. Förutom genetisk känslighet och infektioner kan förändringar i vävnader orsakat av inflammation leda till att dolda självantigen från vävnad som normalt sett inte immunsystemet når exponeras och starta autoimmun respons. Autoimmuna sjukdomar drabbar i större utsträckning kvinnor än män vilket kan tyda på att hormoner eller andra könsrelaterade faktorer kan påverka. Sjukdomar kan relateras till immunrespons i huden (6). Hudens roll vid läkemedelsadministration Huden som organ kan användas för läkemedelsadministration. Lokal administration på huden kan användas för att undvika systemiska effekter men ibland är det önskvärt att uppnå systemiska effekter via transdermal administrering. Systemiska effekter kan förekomma vid behandling av stora hudytor med potenta läkemedel. Läkemedel som används lokalt på frisk och hel hud behöver vara lipidlösliga för att uppnå god absorption och effekt av läkemedlet (2). Alopecia areata Alopecia areata är en sjukdom där hår tappas fläckvis. Sjukdomen kommer och går, så småningom kan dessa fläckar samlas, vilket leder till total skallighet (2). Alopecia areata är en komplex autoimmun sjukdom där hårfolliklarna attackeras vilket leder till håravfall. Incidensen världen över är ca 2 % och sjukdomen kan inträffa i alla åldrar. Män diagnostiseras oftast i barndomen medan diagnosen för kvinnor oftare kommer i tonåren. Alopecia areata ses som tydligt avgränsade runda fläckar med håravfall utan atrofi, se figur 1. Sjukdomen har speciella beteckningar och klassas utifrån omfattning; alopecia universalis vid totalt kroppshåravfall, alopecia totalis vid totalt håravfall på 7

14 huvudet och alopeci i ett ophiasismönster som ger ett bandliknande håravfall på huvudets temporal- och occipital-områden. Mindre vanliga varianter inkluderar diffus variant med utbredd uttunning av hår över hårbotten eller retikulärt mönster med återkommande håravfall i ett område och spontan hårväxt i en annan. Ophiasis inversus orsakar bandliknande håravfall i frontoparietotemporalområdet. Hos patienter med alopecia förekommer nagelpåverkan, atopi samt andra autoimmuna sjukdomar som vitiligo och sköldkörtelsjukdomar. Sjukdomsprognosen är oförutsägbar men de flesta återhämtar sig inom ett år medan sjukdomsprogression till alopecia totalis eller alopecia universalis sker hos en del patienter. Håråterväxten är sämre vid svårare former av alopecia. Patienter kan under livet ha många tillfällen av håravfall samt återväxt. Sjukdomsprognoser är sämre vid känd familjehistoria av alopecia areata, sjukdomsutbrott i ung ålder, nagelpåverkan, omfattande håravfall, ophiasismönster, atopi eller förekomst av annan autoimmun sjukdom (8). Figur 1. Alopecia areata med kala fläckar samt ophiasismönster (Wikipedia, Public Domain). Diagnos ställs kliniskt genom trichoskopi där aktiv sjukdom karakteriseras av bl.a. avsmalnande och brutna hårstrån (8). Sjukdomsaktivitet kan även fastställas genom närvaro eller frånvaro av positiv resultat vid hårdragningstest (9) medan biopsi kan användas i svårbedömda fall. Patofysiologin gällande alopecia areata är inte helt klarlagd men det finns bevis för att sjukdom orsakas av autoimmun reaktion mot hårfolliklar till följd av genetiska- och miljö-faktorer. Det finns korrelation mellan alopecia areata och familjehistoria då riskfaktor för alopecia areata återfinns på HLA i kromosom 6 (8). Det är HLA-allelerna DR4, DR11, DQ3 och DQ7 som framför allt är associerade med alopecia areata (10). Dessa MHC klass II gener är starkt kopplade till CD4 + och CD8 + T-celler som utgör viktiga effektorceller i alopecia areata. Miljöfaktorer som bl.a. stress, infektioner, vaccinationer och hormonsvängningar inducerar eller förvärrar troligen sjukdomen. Kortikosteroider och estradiol höjer nivåerna av pro-inflammatoriska cytokiner i huden vilket kan vara en faktor som bidrar till sjukdom. Korrelation kan även finnas mellan alopecia areata och nivåerna av vitamin A och D. Hårfolliklarna har normalt en nedreglering av bl.a. MHC klass I och II samt produktion av immunsuppressiva molekyler och en minskad aktivitet av antigenpresenterande celler. En hypotes är kollaps av immune privilege genom okända autoantigen. Inflammation i hårfollikeln kan leda till håravfall genom att IFN-g och IL-2 inducerar infiltration av CD8 + och CD4 + T-celler till området som normalt är skyddat av immune privilege (8). 8

15 Patogenesen vid alopecia areata är inte helt klarlagd men hårfolliklar attackeras av autoreaktiva CD8 + T-celler (11, 12). Alopecia areata kan ses som en T-cellsmedierad autoimmun sjukdom som ger förtidigt åldrande där IFN-g är viktig för aktivering av autoreaktiva T-celler. Vid sjukdom uppregleras många interferon-reglerande gener och cytokiner som IL-2 och IL-15 (13). Håravfall vid alopecia areata kan spontant upphöra och hår kan växa ut men tidsramen kan vara månader till år (8). Patienter med alopecia areata bör vara medvetna om att sjukdomen har perioder med håravfall, stabilitet och håråterväxt. Läkemedelsbehandling med bra resultat garanterar inte en frisk period utan sjukdomsåterfall kan komma direkt (9). Behandling av alopecia areata sker bl.a. med kortikosteroider, immunoterapi och ljusterapi. Lokal behandling med kortikosterioder på huden används för att begränsa inflammationen och påskynda tillfrisknande av skadade hårfolliklar vid mindre håravfall. Kortikosterioder kan även administreras intralesionalt och oralt. Behandlingsresultaten är varierande men många patienter får håråterväxt. En biverkning vid lokal behandling med kortikosteroider är ökad risk för atrofi i huden som behandlats. Kortikosteroider som administereras systemiskt ger fler biverkningar och risken för sjukdomsåterfall är stor oavsett terapi. Immunoterapi kan ske med lokala eller systemiska immunomodulatorer medan behandling med UVA-strålning och laser är ovanligt (8). Kalcineurin-inhibitorer är immunomodulatorer som ger en specifik immunsuppressiv behandling genom inhibering av T-hjälparceller. Effektiviteten av kalcineurin-inhibitorer kan jämföras med kortikosteroider (12). Evidens finns gällande systemisk puls-behandling med hög dos kortikosteroider vid omfattande håravfall. Valet av behandling baseras på patientens ålder, platsen för håravfallet, sjukdomens omfattning och aktivitet samt andra medicinska och psykologiska frågor som patienten kan tänkas ha. Systemisk behandling med inhibitorer av januskinas (JAK) har visat sig vända sjukdomsförloppet och kan vara användbart vid omfattande håravfall hos barn (9). Vuxna och barn läkemedelsbehandlas på liknande sätt men barn kan ha svårare att hantera biverkningar och påverka psykosocialt välmående vilket kan leda till alternativet ingen läkemedelsbehandling (14). Om läkemedelsbehandling väljs bort kan peruk eller hårbottenprotes vara alternativ (9). Vitiligo Vitiligo drabbar 0,5 1 % av befolkningen världen över och är den mest förekommande depigmenterande sjukdomen. Sjukdomen kan utvecklas oavsett ålder men oftast sker sjukdomsutbrottet före 20 års ålder. Ingen skillnad i prevalens har kunnat urskiljas gällande kön, ras eller hudtyp. Historiskt har vitiligo omgetts av mystik och har beskrivits redan 2000 före Kristus. Vitiligo har omgetts av många missuppfattningar särskilt i länder där ljusa fläckar på huden, se figur 2, förknippats med allvarlig sjukdom (15). 9

16 Figur 2. Vitiligo med depigmenterad hud samt påverkan på hår (Wikipedia, Public Domain). Patienter med vitiligo upplever stor psykisk påfrestning samt påverkan på livskvaliteten. Typer som förekommer är icke-segmentell och segmentell vitiligo. Vanligast är ickesegmentell vitiligo karakteriserad av depigmentering på kroppens båda sidor medan typiskt vid segmentell vitiligo är begränsning till en sida av kroppen samt att kroppens mittlinje sällan överskrids. Diagnostisering av vitiligo-typ är viktig med avseende på behandling och sjukdomsutveckling. Icke-segmentell vitiligo är kronisk med risk för progression till generaliserad vitiligo, vitiligo vulgaris. Segmentell vitiligo karakteriseras av snabb sjukdomsutveckling med stabilisering inom något år. Blandvariant förekommer hos ett fåtal vitiligo-patienter med progression från segmentell till icke-segmentell vitiligo. Vanliga differentialdiagnoser är andra depigmenterings- och hypopigmenterings-sjukdomar som bl.a. pityriasis vesicolor och lichen striatus. En ovanlig men viktig differentialdiagnos är spontan depigmentering hos patienter med melanom som inte kan skiljas från vitiligo (15). Vitiligo är en autoimmun (15) inflammatorisk hudsjukdom där aktiverade T-celler bidrar till sjukdomsutbrott samt utvecklingen av sjukdomen (16). Sjukdomspatogenes vid vitiligo medieras av CD8 + T-celler genom riktad förstörelse av melanocyter (11). De evidens som finns gällande vitiligo tyder på att T-celler förstör melanocyter och troligen har IFN-g en nyckelroll i detta (13). Depigmenteringen orsakas genom förstörelse av melanocyter i epidermis. Inflammatoriska celler, mestadels T-celler som inducerar apoptos, har identifierats nära lesioner samt förekomst av anti-melanocyt CD8 + T-celler i blod och hud hos vitiligopatienter (16). Vitiligo är en komplex sjukdom med en kombination av genetisk predisposition samt miljöpåverkan tillsammans med melanocyter innehållande abnormaliteter som förändringar i metabolism och oreglerad inflammatorisk immunrespons (17). Epidermala celler som melanocyter kan fristätta molekyler, HSP70, liknande DAMPs d.v.s. associerade med fara vilket bidrar till 10

17 aktivering av både immunsystemets medfödda och adaptiva delar. T-celler samt cytokiner som IFN-g, TNF och IL-17 återfinns i närheten av melanocyter i vitiligopatienters hud. Minnes T-celler har en roll i sjukdomspatogenesen genom oavsiktlig aktivering av pro-inflammatoriska cytokiner. Regulatoriska T-celler som lokalt prolifererar och dämpar responsen är hos vitiligopatienter dysfunktionella vilket leder till lokal auto-reaktiv respons. Melanocytspecifika minnes T-celler uttrycker CXCR3 samt höga nivåer av aktiverade pro-inflammatoriska cytokiner. Ökad oxidativ stress är karakteristiskt för sjukdomen vilket kan leda till apoptos hos keratinocyter och/eller melanocyter samt senare även frisättning av självantigen som ger immunrespons (17). Lokal immunomodulerande behandling med kalcineurin-inhibitorer på repigmenterade lesioner, hos patienter med begränsat antal lesioner och liten yta, kan förebygga sjukdomsutbrott genom att minnes T-cellerna dämpas (17) eftersom produktionen av pro-inflammatoriska cytokiner minskas (15). Patienter med många lesioner över stor kroppsyta behandlas effektivare via systemisk behandling. Oral mini-puls-behandling med steroider ger effekt under begränsad tid och användning under lång tid är olämplig p.g.a. biverkningar. Immunomodulerande läkemedel som metotrexat och JAKinhibitorer kan användas under längre perioder för att undvika biverkningar av systemisk steroidbehandling. Repigmentering kan påskyndas om läkemedelsbehandling kombineras med ljusbehandling, UV-ljus, eftersom inflammationsmediatorer hämmas och repigmenteringen stimuleras (17). Behandlingsalternativ Immunsuppressiv terapi vid autoimmuna sjukdomar syftar till dämpning av immunsystemets respons. Behandlingen är inte specifik utan ger effekt på olika system eftersom sjukdomsprocessen innehåller flera typer av celler och effektormekanismer men det finns även specifika behandlingar med t.ex. TNF (7). Alla immunsupprimerande läkemedel hämmar T-cellernas aktivitet och vissa läkemedel även aktiviteten hos B-celler (5). Läkemedel med immunsupprimerande egenskaper är bl.a. glukokortikoider, TNF-alfa-hämmare (TNF-a), interleukinhämmare samt läkemedel som hämmar T-celler t.ex. antimetaboliter, enzymhämmare, kalcineurinhämmare, antikroppar (5). JAK-hämmare är nyare immunsuppressiva läkemedel varav ruxolitinib godkändes 2012 och tofacitinib godkändes 2017 (18, 19). Vanligen använt läkemedel sedan lång tid tillbaka är glukokortikoider som bl.a. betametason, dexametason, metylprednisolon och prednisolon, se figur 3. Kortisol är människokroppens egna glukokortikoid och frisätts från binjurebarken (5). Figur 3. Strukturer av molekylerna (från vänster till höger): betametason, dexametason, metylprednisolon och prednisolon (Wikipedia, Public Domain). Hypotalamushormonet kortikotropinfrisättande hormon (CRH) frisätts och påverkar främre hypofysen att frisätta adrenokortikotropiskt hormon (ACTH) som stimulerar 11

18 binjurebarken till kortisolfrisättning. Kortisol frisätts som respons på stress men även vid infektion eller trauma och sker genom neuronal signalering. Effekter ses bl.a. i metabolismen genom nedbrytning av t.ex. ben och muskler samt upprätthållande av glukosnivån i blodet, ökad känslighet för vasokonstriktion i det vaskulära systemet samt inhibering av inflammation och specifik immunrespons. Kortisols inhiberande effekter används farmakologiskt i höga doser men påverkar även i lägre doser (4). Den immunsuppressiva och anti-inflammatoriska effekten av glukokortikoider beror främst på att immunsystemets celler får en minskad produktion och frisättning av cytokiner, enzymer, leukotriener och prostaglandiner (5). Det finns kortverkande milda glukokortikoider som kortison och hydrokortison, medellångverkande potenta glukokortikoider som prednisolon och triamcinolon samt långverkande potenta glukokortikoider som betametason och dexametason (2, 5, 20-23). Glukokortikoider binder intracellulärt till glukokortikoidreceptor och komplexet går in i cellkärnan där det binder till DNA vilket påverkar genuttrycket. Ökad eller minskad transkription av mrna förändrar cellens proteinprofil vilket ger effekt på metabolismen (5, 24). Proteingener aktiveras i inflammatoriska celler som makrofager genom acetylering av histoner som finns inflätade i DNAt. Kromatinstrukturen öppnas av acetyleringen vilket tillåter gentranskription och syntes av inflammatoriska proteiner. Glukokortikoider påverkar transkriptionen av inflammatoriska gener genom deacetylering av det acetylerade kromatinet vilket reverserar processen och stänger av inflammatorisk gentranskription (24). Receptorer för glukokortikoider finns spridda i kroppen medan receptorer för mineralkortikoider förekommer främst i njurarna. Syntetiska glukokortikoider har olika affinitet för dessa snarlika receptorer. Selektiviteten för glukokortikoidreceptorer är större hos bl.a. betametason och prednisolon vilket minskar påverkan på elektrolytbalansen. Effekterna av glukokortikoider kan ge biverkningar vid höga doser under lång tid. Det egna immunsystemet hämmas vilket kan ge ökad risk för infektioner. Förändringar i metabolism kan leda till omfördelning av fett, hyperglykemi, muskelförtvining samt rubbningar i vätske- och saltbalans. Nedbrytning av ben kan leda till benskörhet. Den egna kortisolproduktionen hämmas och det är därför viktigt att trappa ut behandlingen för att motverka binjurebarks-insufficiens (5). Långtidsanvändning i höga doser kan leda till Cushing s syndrom som biverkan (4). Korttidsbehandling med mindre potenta glukokortikoider t.ex. hydrokortison ger sällan biverkningar. Vid behandling med glukokortikoider, systemiskt eller lokalt på huden, behöver behandlingen trappas ut för att undvika rekylfenomen (4, 5). Lokal behandling på huden med glukokortikoider som avbryts abrupt kan ge sjukdomsåterfall i aggressivare form. Hudatrofi är en biverkan som går tillbaka till viss del när behandlingen upphör. Systemisk absorption kan förekomma om stora hudområden behandlas. Behandlingsval, systemiskt eller lokalt på huden, gällande glukokortikoider görs utifrån sjukdomens svårighetsgrad (2). Om glukokortikoider inte ger effekt vid systemisk eller lokal behandling på huden kan istället immunsuppressiva medel som takrolimus eller ciclosporin alternativt biologiska läkemedel vara användbara (2). Kalcineurinhämmaren takrolimus, se figur 4, är en makrolidantibiotika som bildas naturligt ur vissa sorters mögelsvampar (2). Makrolidantibiotika är ett säkert antibiotikum ofta använt vid infektioner i vävnad och vid nedre luftvägsinfektioner (24). 12

19 Figur 4. Takrolimus molekylstruktur (Wikipedia, Public Domain). Verkningsmekanismen liknar ciclosporins men takrolimus är mer potent och har ett bredare terapeutisk intervall och inbindning sker till annan receptor (2). Takrolimus är en peptid som hämmar T-celler genom minskad bildning av IL-2. Effekten sker genom bildning av komplex med immunofilin vilket ger hämning av enzymet kalcineurin (5). Takrolimus är en prodrug som blir aktiv vid komplexbildning med det intracytoplasmatiska proteinet immunofilin (12). Enzymet behövs vid defosforylering av transkriptionsregulator som krävs för ökad transkription av IL-2. Cytokinet IL-2 aktiverar T-celler samt stimulerar till ökad celldelning hos T-cellerna (5). Hämning sker av T-cellernas kalciumberoende signaleringsvägar vid takrolimus inbindning till immunofilinet (FKBP12) (2, 25). Komplexbildning sker i cellens cytoplasma och påverkar förutom transkription även syntesen av IL-2, IL-3,IL-4, IL-5, IFN-g och TNF. Frisättningen av inflammatoriska mediatorer hämmas hos mastceller i huden samt även från basofiler och eosinofiler. Langerhanska cellers Fc-receptoruttryck minskar vid behandling med takrolimus-salva (25). Det är ett kraftigt immunsupprimerande läkemedel vilket medför ökad infektionskänslighet samt även ökad risk för utveckling av tumörer (5). Vanliga biverkningar av takrolimus-salva 0,1% är brännande känsla och klåda på applikationsstället samt lokal hudinfektion. Det är viktigt att undvika sol eller använda bra solskydd och begränsa tiden i solen vid användande av salva innehållande takrolimus p.g.a. ökad risk för skivepitelkarcinom (25). JAK-hämmare är en nyare läkemedelsgrupp inom immunsuppressiv behandling som är användbar när behandlingsresultat inte uppnåtts med andra läkemedel alternativt haft mycket biverkningar av tidigare behandlingar. Den potenta selektiva januskinashämmaren tofacitinib, se figur 5, hämmar JAK1, JAK2, JAK3 samt i någon grad även tyrosinkinas-2 (TyK2) och i människans genom andra kinaser i liten grad (19). Detta sker genom en enzymkopplad receptor på cellmembranet som vid inbindning av cytokin aktiveras genom dimerisering följt av inbindning av ligand. Kinasaktivitet fullföljs av separata, icke-kovalenta bundna proteinkinas ur JAK-familjen. Efter dimerisering aktiveras JAKs som fosforyliserar tyrosinrester på receptorn vilket medför att receptorn binder andra molekyler s.k. signal transducers and activators of transcription (STATs). STATs fosforyleras av JAK, dissocierar senare till cytoplasman och translokeras därefter till cellkärnan där STATs initierar transkription (24). Tofacitinib hämmar med selektivitet främst cytokinreceptorer som signalerar med JAK1 och/eller JAK3 jämfört med heterodimera cytokinreceptorer som signalerar via JAK2. Hämningen ger en försvagad signalering från typ I- och typ II interferoner samt interleukiner (IL-2, -4, -6, -7, -9, -15 och -21) vilket dämpar den immunologiska och inflammatoriska responsen. Vanliga biverkningar med tofacitinib är bl.a. infektioner, huvudvärk, trötthet, gastrointestinala (GI) störningar och anemi (19). Ruxolitinib, se 13

20 figur 5, klassas som antineoplastiskt medel och proteinkinashämmare. Läkemedlet hämmar selektivt JAK1 och JAK2 vilket minskar mängden tillväxtfaktorer samt cytokiner som signalerar i immunsystemet och hematopoesen. JAK-STATsignaleringen hämmas av ruxolitinib vilket ger hämning av den cytokininducerade fosforyleringen av STAT3. Mycket vanligt förekommande biverkningar vid behandling med ruxolitinib är bl.a. infektioner, blåmärken, anemi samt yrsel och huvudvärk (18). Figur 5. Molekylstrukturer av tofacitinib till vänster samt ruxolitinib till höger (Wikipedia, Public Domain). Flertalet inflammatoriska dermatoser drivs av lösliga mediatorer som skapar inflammation genom JAK-STAT-signalering vilket kan motverkas genom hämning. JAK-inhibitorer har visat sig effektiva vid bl.a. alopecia areata och vitiligo. Det finns förutsättningar att JAK-inhibitorer har ett brett användningsområde inom immunsuppression. JAK-inhibitorer kan vara effektiva vid alopecia areata genom att IL- 15 och IFN-g inhiberas vilket medför minskad proliferation och aktivering av autoreaktiva T-celler. Långvarig och svår alopecia areata har förbättrats hos patienter som deltagit i studier med JAK-inhibitorn tofacitinib. CD8 + T-celler och IFN-g som signalerar via JAK-STAT påverkar även vid Vitiligo vilket medför att JAK-inhibitorer kan vara ett lämpligt behandlingsalternativ vid svårare former av sjukdomen (generaliserad) (11). IL-15 signalering sker via JAK involverar även STAT5 vilket kan hämma sjukdom både vid systemisk och lokal behandling på huden. JAK-inhibitorer kan ha betydelse vid många olika dermatologiska sjukdomar genom att den immunsuppressiva behandlingen är målinriktad (13). Epigallocatechi-3-gallate (EGCG) är en anti-oxidant i grönt te som inhiberar proteinkinas och som i studier påvisats inhibera IFN-g inducerad fosforylering av JAK2, STAT1 och STAT3 i humana melanocyter samt inhiberade även produktionen av kemoattraktanter i T-celler (16). SYFTE OCH FRÅGESTÄLLNING Syfte Mitt syfte med examensarbetet var att få en djupare kunskap om de autoimmuna hudsjukdomarna alopecia areata och vitiligo samt undersöka vilken effekt 14