İmmün Sistem ve Nöropeptitler
Giriş
İnflamasyon,
patojenlerin ortadan kaldırılması için gerekli olmasına rağmen, kontrol
edilmezse ciddi zararlı etkilere neden olabilir. Bu hasarlardan bir tanesi
immün sistemin kendi antijenlerine karşı reaksiyon gösterdiği otoimmün
hastalıklarının ortaya çıkmasıdır. Bu bağlamda, endojen faktörlerin
tanımlanması, otoimmün ve inflamatuar hastalıklar için yeni terapötik
yaklaşımların geliştirilmesinde temel amaç olmuştur. İnflamatuar yanıt boyunca
üretilen bazı nöropeptitler endojen anti-inflamatuar ajanlar olarak ortaya
çıkar. Bu nöropeptitler immün sistemin toleransını sürdürmesine iki farklı
mekanizma ile katılırlar: (1) Pro-inflamatuar ve anti-inflamatuar
faktörler arasındaki dengeyi düzenleyerek. (2) Otoreaktif T hücre efektörlerine
karşı baskılayıcı etki ile regülatör T hücrelerinin ortaya çıkmasını
indükleyerek. Aslında işleyen bir nöropeptit sistemi, genel sağlığa katkıda
bulunur ve bu nöropeptitlerin ve/veya reseptörlerinin ekspresyonlarındaki
değişiklikler inflamatuar ve otoimmün hastalıklara duyarlılıkta değişikliğe
neden olurlar. Son zamanlarda antimikrobiyel ve antiparasitik etkilere sahip
bazı nöropeptitlerin en ilkel organizalarda bile doğal savumanın primer
düzenleyicisi olarak davrandıkları görülmüştür (1).
İmmün Homeostaz: İmmün Sistemin
Zorlu Görevi
İmmün
sistem çok çeşitli yaralanma ve patojenleri tanımak ve yanıt oluşturmak
için mükemmel bir şekilde dizayn edilmiştir. İmmün yanıt tetiklendiğinde,
doğal ve sonradan kazanılan bağışıklık arasındaki işbirliği, tehlikeyi
uzaklaştırmak için birlikte çalışan sitokinlerin ve kemokinlerin farklı hücre
tiplerinde aktivasyonu ile gerçekleşir.
İnflamatuar yanıt sağlıklı veya
hasta tüm organizmalarda önemli bir role sahipken, yoğunluğu ve süresi immün
homestazın yeniden oluşması ve geniş doku hasarından kaçınmak için sıkı bir
şekilde kontrol edilmelidir. Eksik bir yanıt organizmanın canlılığını tehlikeye
atabilirken, aşırı bir yanıt akut veya kronik bir inflamatuar hastalığa
neden olabilir.
Bu koşullarda, sitokinlerin
salınımı ile oluşturulan immünostimulan çevre, otoreaktif T hücreler ve
profesyonel antijen-sunan hücrelerin aktivasyonunu güçlendirme yönünde olabilir.
İnflamatuar yanıt kendi kendini
düzenleyen bir prosestir. Örneğin, inflamatuar moleküller konağın kendisine
zarar vermemek için konağın anti-inflamatuar molekülleri ile kontrol edilir.
Bunun yanında sonradan kazanılmış bağışıklık sistemi de immün toleransın
sürdürülmesinde katkıda bulunur. (Timustaki self-reaktif T hücrelerinin klonal
silme sistemi ve T helper 2 hücrelerinin (Th2) farklılaşması dahil olmak üzere
lenfosit iç kontrolü için farklı mekanizmalar vardır.) Merkez toleranstan kaçan
self-reaktif lenfositler antijenleriyle karşılaşsalar bile, düzenleyici T
hücrelerinin (Treg) aktive olmasıyla veya anerjinin indüksiyonuyla periferde
inaktive olabilirler. Treg’ ler, immün hemostazında hayati rol oynadığı immün
yanıtların üzerinde baskılayıcı aktiviteye sahiptirler. Hayvan deneylerinde
Treg hücrelerinin tüketilmesi otoimmüne hastalıklarla sonuçlanmıştır. Aslında,
çeşitli otoimmün hastalıklarda Treg hücrelerinin sayısında ve işleyişinde kusur
olduğunu gösterir (2).
Bu yüzden
immün sistemin başarısı kendi antijenlerine karşı tolerans oluştururken yabancı
antijenlere karşı savunma gösterebilme yeteneğine dayanır. İnflamatuar ve
otoimmün hastalıklara bakıldığında pro-inflamatuar ve anti-inflamatuar
faktörler arasıdan bir dengesizlik olduğu görülür. Th2 (IL-4, IL-5, IL-10...)
ve Treg hücrelerindeki artış var olan dengeyi anti-inflamatuar yönüne
kaydırırken, Th1/Th17 (IFN-γ, IL-2, IL-17...) hücrelerindeki artış
pro-inflamatuar yönüne kaydırmaktadır. İmmün yanıtın iki bileşeni olan
inflamasyon ve otoimmüniteyi ve bunları düzenleyen ajanları tanımlamak son
derece önemlidir.
İmmün
hücreler inflamatuar/otoimmün yanıt sırasında endojen faktörler üretirler.
Çünkü yaşam için immün toleransın sürdürülmesi gerekmektedir. Geleneksel
anti-inflamatuar ve/veya immünbaskılayıcı sitokinler inflamatuar/otoimmün
yanıtı kontrol altında tutmak için öne çıkan adaylardır. İnflamatuar
mediyatörlerin gen aktivasyonunu önleyen ajanlar (kortitosteroidler ve
non-steroidal anti-inflamatuar ilaçlar gibi) ve inflamatuar sitokinleri
nötralize eden antikorlar, anti-inflamatuar sitokinler ile tedaviler, farklı
seviyelerdeki immün yanıtı engellemede kullanılır. Geçtiğimiz on yılda
araştırmacılar özellikle inflamatuar şartlar altında, bağışıklık hücreleri
tarafından üretilen ve klasik nöroendokrin mediyatör olarak kabul edilen
nöropeptit ve hormanları araştırmaya odaklanmıştır. Bu nöropeptitlerin bazıları
inflamatuar ve otoimmün hastalıkların tedavisi için potansiyel aday listesinde
yer almaktadırlar (3).
Nöroendokrin Sistem ve İmmün
Sistemin Birbirleriyle İletişimi: İki Yönlü Ortak Dil Kullanımı
İmmün
homeostazın düzenlenmesi korporal homeostatik dengenin bir parçasını oluşturur.
Önemli bazı çalışmalar, immün sistem yanıtının sadece otonom immün sistemin
antijenik stimülasyonuyla belirlenmediğini göstermiştir. Endokrin sistem, sinir
sistemi ve immün sistem arasındaki ilişki spesifik ajanlar, primer ve yardımcı
hücrelerin karmaşık ağı ile düzenlenir. Bu biyolojik iletişim, enfeksiyon veya
doku yaralanmasına yanıt olarak sistemik immün/inflamatuar yanıt olduğunda,
immün sistemin nöroendokrin sistemle etkileştiğini gösterir. Sinir sistemi
febril yanıtın düzenlenmesiyle bu bilgiye yanıt oluşturur ve daha sonra uyuma,
hareket ve beslenme gibi davranışsal etkiler gösterir. Hem stres hem de immün
uyarı, bazı önemli moleküler yolakları tetikleyen hipotalamusta çeşitli nöron
gruplarını aktive eder. Buna en iyi örnek, hipotalamus-hipofiz-adrenal eksen ve
glukokortikoitin salgılanmasının aktive edilmesidir. Ayrıca bu koşullar altında
kortikoidler, östrojenler ve katekolaminlerin de salınımı indüklenir.
Kortikosteroidler immün yanıtı dizginlemek için klinikte yaygın bir şekilde
kullanılan anti-inflamatuar ve immünsüpresif ajanlar olarak bilinir. Nörojenik
inflamasyon boyunca salınan opioidlerin anti-inflamatuar ve antinosiseptif
etkisi bir diğer örnektir. İmmün sistem ve nöroendokrin sistem arasındaki
bu etkileşim iki yönlüdür ve karşılık bir biyokimyasal dil aracılığıyla sağlanır.
İmmün hücreler sitokinler/interlökünler üretir. Üretilen
sitokinler/interlökünler nöroendokrin hücrelerde eksprese edilen reseptörler
ile tanınır. Diğer taraftan ise sinir sistemi ve endokrin sistemin ürettiği
nöropeptitler, nörotransmiterler ve hormonlar immün sistemin hücreleri
tarafından tanınır. İlginç bir şekilde immün hücreler antijenik ve inflamatuar
sinyallere yanıt olarak nöropeptit de üretebilirler. Bu nöropeptitler, immün
hücreler üzerinden eksprese edilen spesifik reseptörler ile parakrin/ otokrin
bir şekilde etki gösterir(4).
İmmünomodülatör Role Sahip
Endojen Anti-inflamatuar Nöropeptitler
Vasoaktif intestinal peptit (VIP), hipofiz adenilat
siklaz aktive edici peptid (PACAP), ürokortin (UCN), adrenomedullin
(AM), kortistatin (CST) ve ghrelin (GHR) farklı fizyolojik fonsiyonlara sahip,
farklı hücre ve dokularda üretilen nöropeptitlerdir. Bu nöropeptitler çok
farklı görünmelerine rağmen, İmmün toleransı düzenlemek için onları çekici
kılan bazı karakteristik özellikler paylaşırlar. Genellikle inflamasyona,
yaralanmaya, antijene yanıt olarak immün hücreler tarafından üretilirler (Tablo
1). Farklı immünokomponent hücrelerde eksprese olan G-protein çifti
reseptörlerine bağlanırlar. Bu reseptörler, inflamatuar mediatörlerin
transkripsiyonu ve çeşitli transdüksiyon yolaklarının downregülasyonuyla ile
ilişkili cAMP/PKA yolağının aktivasyonunda yer alırlar.
Farklı deneysel modellerle yapılan çalışmalarda inflamatuar
ve otoimmün hastalıklarda bu nöropeptitlerin rolü denenmiştir. VIP,
PACAP, UCN, AM, CST veya GHR ile tedavinin, hastalık başlangıcını geçiktirdiği,
sağ kalımı arttırdığı, sepsis, kolojen-indüklü artriti, tip-1 diyabetin çeşitli
deneysel modellerinde şiddetini azaltığı gösterilmiştir. Bu nöropeptitler
self-reaktif Th1 hücrelerinin gelişimini bozar. Bunun sonucunda infalamatuar
hücreler sızarak yıkıcı inflamatuar mediatörlerin (sitokinler,
azot/oksijen radikalleri ve matriks metalloproteinazlar) üretimini
azaltır. VIP çalışmalarından elde edilen birçok veri, çeşitli seviyedeki immün
yanıtların düzenlenmesinde, nöropeptitlerin baskılayıcı etki mekanizmlarının
rol oynadığını göstermiştir.
Doğal bağışıklıkta; VIP, PACAP, AM, UCN, CST ve GHR IL-10
ve IL-1 gibi anti-inflamatuar sitokinlerin üretimini uyarırken, kemokinler ve
inflamatuar stokinlerin üretimini azaltır. VIP, PACAP, UCN ve CST aynı
zamanda, dendritik hücreler (DCs) ve migroglia, siklooksijenaz 2 (COX 2),
prostaglandin E2 gibi diğer inflamatuar mediatörlerin ekspresyonunu downregüle
ederler. Özellikle VIP ve GHR fagositik aktivitelerini inhibe ederek peritoneal
makrofajlarının aktivasyonunu düzenlerler. Aynı şekilde VIP ve UCN, inflamatuar
koşullar altında makrofajların apoptosisine neden olur (5).
Son zamanlardaki çalışmalar VIP, GHR ve UCN’ nin kritik
faktör yüksek-hareketli box-1 (high-mobility group box-1) salınımını
azalttığını göstermiştir. High-mobility group box-1 inflamasyon faktörüdür ve
aynı zamanda otoimmünitede önemli role sahiptir.
Nöropeptitler aynı zamanda mast hücrelerinin farklı
fonksiyonlarının düzenlenmesiyle immün yanıtı modüle ederler. Bu örnek olarak
degranülasyon verilebilir.
Öte yandan AM ve GHR inflamasyon düzenlenmesinde kritik rol
oynayan, bir transkripsiyon faktörü olan ve peroksizom proliferatör aktive
edici reseptör-ɣ’ yı indükler.
VIP çalışmalarından gelen çoğu veri, nöropeptitlerin farklı
mekanizmalarla Th1/Th2/Treg dengesini düzenleyebildiğini göstermiştir
(Tablo-1). Bu bağlamda bazı mekanizmalar, aktif Th1 hücrelerinin
proliferasyonunu doğrudan azaltırlar, Th1 ile ilişkili sitokinlerin (IL-2, IFN
ve IL-17) üretimini inhibe ederler ya da spesifik kemokinlerin sekresyonunu
inhibe ederek Th1 hücrelerini zayıflatırlar. Son zamanlardaki in-vivo
çalışmalar VIP, UCN, AM ve CST’ nin iltihaplı dokularda ve lenf
düğümlerinde Th17 hücrelerinin varlığını azalttığını göstermiştir. Ancak bu
etkide immün hücrelerinin infiltrasyonunun azaltılmasının veya Th17
hücrelerinin farklılaşmasının ve/veya göçünün doğrudan bir etkisinin olup
olmadığı tam olarak bilinmemektedir (6).
Self-reaktif Th1 hücre yanıtının inhibisyonu, B hücrelerini
dolaylı olarak etkiler. Çünkü bu durum otoantikor (özellikle IgG2a antikorları)
seviyesinin azalmasının bir sonucudur. Bu etki, hedef doku üzerinde zararlı
yanıtların iyileşmesine katkıda bulunabilir. Çünkü antikorların bu izotipleri
tamamlayıcı ve nötrofil aktivasyona katılırlar. Son zamanlardaki çalışmalar,
VIP’nin mukozal immün sistemi doğrudan etkilediğini de göstermektedir.
Öte yandan bazı önemli çalışmalar, otoimmünitede Treg
hücrelerinin oluşmasının bu nöropeptitlerin faydalı etkilerinde önemli bir rol
oynadığını göstermektedir. Diğer yandan VIP, UCN, CST, AM ve GHR yeni,
antijen-spesifik CD4+CD25+ Treg hücrelerinin periferal büyümesine
neden olur. Bu nöropeptitler tarafından oluşturulan Treg hücreleri ile
self-reakif effektör T hücrelerinin supresyonu self-reaktif T hücrelerini
baskılar. Bu olay sitotoksik T-lenfosit-ilişkili protein 4 (CTLA4) ve IL-10
ve/veya TGF-β (Transforme edici büyüme faktörü beta) gibi immünsuprasif
sitokinlerin ekspresyonuyla ve doğrudan hücre temaslarına bağlı mekanizma ile
gerçekleşir.
Buna
ilaveten VIP, kemik iliği öncüllerinden veya monositlerden tolerojenik
Dentritik hücrelerin (tolDCs) farklılaşmasına neden olur. VIP’ nin neden olduğu
tolDCs, in-vivo ortamda antijen-spesifik toleransı aktarma ve efektör T
hücrelerinde supresif etkiler ile antijen-spesifik T hücreleri oluşturma
yeteneğine sahiptir.
Bütün bu sonuçlar farklı seviyedeki immün yanıtı düzenleyen
inflamatuar mediytörlerin hedef olabileceğini göstermektedir. Bu durum,
muhtemelen mevcut tedaviler içinde nöropeptit tedavisinin avantajıyla en
alakalı durumdur. Bu nöropeptitlerin potansitel etkisinin, cAMP-PKA yolağına
kenetli spesifik reseptörlere olan yüksek bağlanma afinitelerine bağlı olduğu
düşünülmektedir.
Bu hücreler arası yolağın aktivasyonu, nükleer
faktör-κB, mitojen aktivite edici protein kinazlar, interferon düzenleyici
faktör 1 ve aktivatör protein dahil olmak üzere inflamatuar sitokinler,
kemokinler ve kostimülatör faktörlerin gen ekspresyonuna katılan transkripsiyon
faktörlerinin baskılanmasına neden olur. Bazı çalışmalar VIP ve PACAP gibi
nöropeptitlerin, bu sinyal yolaklarının erken evrelerinde bulunan ortak upstream
elementlerini etkilediğini göstermiştir. Bu bulguların çoğu VIP için rapor
edilmesine rağmen, diğer hücre tiplerinde yapılan çalışmalarda çeşitli
yolakları düzenleyen UCN, AM ve GHR için de tanımlanmıştır. Bu çalışmalar, aynı
zamanda bu nöropeptitlerin immün baskılayıcı etkilere katıldığını da
göstermiştir (7).
Fonksiyonel Nöropeptit Ağı
Sağlıklı Bir Durumun Devamlılığı İçin Önemlidir
Bazı nöropeptitler ile düzenlenen bu etkiler göz önüne
alındığında, immün homeostazisin sürdürülmesinde endojen nörepeptitlerin
bulunduğu fizyolojik role ile ilişkili bazı önemli sorunlar vardır. Örneğin;
VIP, AM, VIP/PACAP reseptörlerinin veya UCN’nin eksikliği in vivo şartlarda
endotoksemi, akciğer inflamasyonu ve Th1 aracılı yanıtlara yüksek duyarlılık göstermiştir.
Endotoksemi, arterit ve Helicobacter
pylori’nin neden olduğu enfeksiyonda GHR’nin düşük endojen seviyeleri bu
hastalıkların herbirinin neden olduğu inflamatuar hasarı arttırır. Son
zamanlarda PACAP-KO farelerden elde edilen sonuçlar oto-immün çevredeki bu
bulguları desteklemiştir. PACAP-KO farelerde deneysel otoimmün ansefalomiyelit
(EAE) insidansının ve şiddetinin daha yüksek olduğu gösterilmiştir. Aynı
zamanda bu farelerde inflamatuar ve Th1 ansefalomiyelit hücreleri artmıştır ve
antijene özgü Treg hücrelerini azaltmıştır. Diğer çalışmalar GHR/GHSR’siz
farelerin timik debisini azalttığını ve timik adipositi arttırdığını
göstermiştir. Bu durum, farklı T hücre alt kümelerinin oluşmasını ve seçimini
etkileyebilir (8).
Yapılan çalışmalar artritli, endotoksemili, gastritli ve
ülseratif kolitli hastalarda UCN ve AM seviyelerinin arttığını göstermiştir.
Parkinson veya Alzheimer gibi dejeneratif bozukluğu olan hastalardan alınan
beyin örneklerinde düşük seviyede VIP görülmüştür.
Aynı zamanda VIP seviyeleri, otoantikor seviyelerinin yüksek olduğu lupus ve
otoimmün tiroiditlerde de azalmıştır. Son zamanlardaki çalışmalarda romatoid,
artrit, osteoartrit ve multipl skleroz’lu hastalardan izole edilen
monositlerin, sinoviositlerin ve T hücrelerinin düşük VIP reseptörü eksprese
ettiği gösterilmiştir. Bütün bu sonuçlar göz önüne alındığında sağlıklı bir
nöropeptit sisteminin önemi ortaya çıkmaktadır. Çünkü nöropeptitler immün
yanıtın intrinsik modülatörleridir. Nöropeptit/reseptör sinyal sisteminde
oluşan bir hata immün homeostazisin devamlılığını etkiler (9).
Nöropeptiler İmmün Baskılayıcı
Ajanlar Değildir
İmmün sistemdeki bu
nöropeptitlerin ana etkileri doğrudan immün yanıtı baskılayarak gerçekleşirse,
immün baskılayıcı etki ve enfeksiyonlara karşı yatkınlık riski oluşturabilir.
Ancak beklenen sonuçların aksine, bu nöropeptitlerin uygulandığı septik fareler
uygulanmayan farelerden daha az peritonel bakteriye sahiptir. İlginç bir
şekilde AM ve GHR gibi nöropeptitlerden bazıları doğrudan antimikrobiyal etki
de göstermişlerdir. Bu durum Crohn hastalığı gibi bazı otoimmün koşullarda son
derece önemlidir. Crohn hastalığı komensal ve patojenik bakteri arasındaki
dengesizliktir. İlginç olan nöropeptitlerin ilkel organlarda bulunması ve evrim
sürecinde oldukca iyi korunmuş olmasıdır. Nöropeptitler inflamatuar koşullarda
temel olarak mukozal ve epitel yüzeylerde üretilirler. Önemli olan bu
nöropeptitlerin hepsinin protozoa parazitlerine karşı antiparazitik etki
göstermesidir. Nöropeptitler spesifik olarak Trypanosoma
brucei’ nin dolaşımdaki
formunu öldürür. İlginç bir şekilde polimorfonükleer hücreler tarafından
üretilen nöropeptit fragmanları parasitisidal aktivite gösterir.
Terapötik açıdan bakıldığında, nöropeptitlerin hedeflediği intraselüler
kompartmanlar, parazitik hastalıkların tedavisi için ümit verici yeni
yaklaşımlar oluşturabilir. Bu sonuçlar Trypanosoma
cruzi gibi diğer
trypanosomatidler ile ilgili bazı otoimmün miyokardial hastalıklar için de umut
verici olabilir (10).
Nöropeptitler: Patojen
İmmünite ve İmmün Tolerans Arasındaki Dengeyi Korur.
Yüzyıllardır immün sistem ve nöroendokrin sistem arasında
bir etkileşim olduğu düşünülmüştür. Geçtiğimiz yıllarda immün sistemin sinir
sistemiyle karşılıklı iletişim halinde olduğu gösterilmiştir. Bu iletişim immün
sistemin altıncı hisi olarak kabul edilmektedir. Enfeksiyon veya doku
yaralanmalarında, sistemik immün/inflamatuar yanıtı sinir sistemine taşır.
Sinir sistemi davranışsal yanıtları düzenleyerek (ateş, lokomotor aktivitenin,
iştah ve üremenin azalması) ve genellikle anti-inflamatuar ve immünsupresif
moleküler yolakları hedefleyerek bu çağrıya cevap verir. Ayrıca fiziksel ve
psikolojik stress koşullarında beyin, immün sistemi kontrol eder. Bu iletişim
karşılıklı biyokimyasal bir dille gerçekleşmektedir. İmmün hücrelerin ürettiği
sitokinler/interlökinler nöroendokrin sistemin hücrelerinde eksprese edilen
reseptörlerle tanınır. İletişimin diğer tarafında ise sinir sistemi ve endokrin
sistemin ürettiği nöropeptitler, hormonlar ve nörotransmitterler immün sistemin
hücreleri tarafında tanınır. Bu senaryoda göze çarpan en ilginç olaylardan biri
immün hücrelerinin (lenfositler, makrofajlar, dentritik hücreler, mast
hücreleri ve polimorfonükleer hücreler) antijenik ve inflamatuar sinyallere yanıt
olarak nöropeptit üretebilmesidir. Bu nöropeptitler immün hücrelerdeki spesifik
reseptörleri üzerinde otokrin/parakrin şekilde etki gösterir. Geçtiğimiz 20
yılda immün yanıttın düzenlenmesinde kemokin-like faktör olarak etki gösteren
nöropeptitlerin sayısı artmıştır. Bu nöropeptitlerin bir çoğu anti-inflamatuar
özellik gösterir. Özellikle makrofaj, mikroglia ve nötrofillerde belirgin
fazlalık ile hareket ederler ve doğal inflamatuar yanıtı kontrol altında
tutarlar.
Çok az sayıda nöropeptit sonradan kazanılan immün yanıtı
düzenler. Hatta daha da kısıtlısı, immün toleransın düzenlenmesinde önemli role
sahip nöropeptit sayısıdır. Bu durum otoimmün hastalıkların tedavisinde
potansiyel oluşturmaktadır. Geçtiğimiz birkaç yılda çeşitli yayınlar immün
sistemin düzenlenmesinde nöropeptitler ve hormonların rolünü geniş ölçüde ele
almışlardır. İnflamatuvar hastalıklarda mekanizmayı tartışmışlar, nöropeptit
tabanlı tedavilerin potansiyel faydalı etkilerini analiz etmişlerdir (11).
Nöropeptitle İmmün
Hastalıklarda Klinik Uygulamalar İçin Hazır mıdır?
Bazı deneysel modellerde nöropeptitlerin faydaları etkileri
gösterilmiştir. Temel soru, otoimmün hastalıklarda ve inflamasyonda nöropeptit
temelli etkili klinik tedavilerin ne kadar uzağındayız? Son zamanlardaki
çalışmalar nöropeptit tedavisinin mevcut tedavilerden avantajlı olabileceği
düşüncesini oluşturmaktadır. En geçerli avantajı ise geniş spektrumda
inflamatuar faktörleri (sitokinler, kemokinler ve sitotoksik faktörler)
düzenlemesidir. Örneğin; VIP, PACAP ve kortistatin makrofajlarda, dentritik
hücrelerde ve mikroglialarda siklooksijenaz 2 (COX2) ekspresyonunu inhibe
ederek inflamatuar medyatör PGE2’ nin üretimini azaltır. Aktif mikroglialar da
bu nöropeptitlerin bazılarının supresif etki göstermesi ilgi çekmiştir. Böylece
VIP ve ghrelin, mikrogliada beta-amiloid fibrillerin ve nörotoksin MPTP’ nin
(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahidropiridin) indüklediği inflamatuar yanıtı
baskılar. Bu durum Alzheimer ve Parkinson hastalıklarında nöropeptitlerin
kullanımının yakın gelecekte mümkün olabileceğini göstermektedir. Benzer
şeklide VIP ve ghrelinin mikroglial aktivasyonu bloklayarak Parkinson hasta
modellerinde fareleri nörodejenerasyondan koruduğu gösterilmiş. Ayrıca ghrelin
ile mikrogliaların deaktivasyonu deneysel otoimmün ensefalomiyelitte (EAE)
koruyucu etki göstermektedir. Nöropeptitlerin downregüle ettiği diğer klinik
faktör high-mobility group box-1 (HMGB1)’ dir. HMGB1 DNA-bağlayıcı proteindir.
Bu protein öldürücü endotoksima ve sepsisin gerekli ve yeterli mediyatörü
olarak görülmektedir. Farklı çalışmalar VIP, ürokortin, ghrelin ve PACAP’
nin in vivo ve in vitro olarak makrofajların aktive ettiği HMGB1 sekresyonunu
inhibe ettiğini göstermiştir. Bu inhibisyonun in vivo ve in vitro koşulllarda
aktif makrofajlar tarafında gerçekleştirildiği gösterilmiştir. Bu etki sepsiste
bahsi geçen nöropeptitlerin koruyucu rolüyle alakalıdır.
İnflamasyon üzerinde etkili nöropeptitlerin birçoğu inflamatuar mediyatörlerin
downregülasyonuyla alakalıdır. IL-10 ve IL-10Ra’ nın dışında diğer
anti-inflamatuar faktörlerin nöropeptitler tarafında etkilendiği 2007 yılına
kadar bilinmiyordu. 2007 ve 2009 yılında yapılan iki yayında aktif
makrofajlarda PRAP-γ’ nın adrenamedullin ve ghrelin ile indüklendiği
yayınlandı. PRAP-γ’ nın yağ asidi ve glikoz metabolizmasının düzenlenmesine ve
adipozların farklılaşması ve çoğalmasında katkısının yanında son zamanlarda
endotel hücrelerindeki ve makrofajlardaki anti-inflamatuar yolaklarda da
tanımlanmıştır. Nöropeptitlerle PRAP-γ’ nın düzenlenmesi sadece endotoksima
gibi koşullarda değil aynı zamanda aterosikloroz gibi inflamatuar hastalıklarda
inflamatuar yanıtı ortadan kaldırmak için uygundur. Aterosiklorozlu hastaların
makrofajlarında kolestrol birikmesinin düzenlenmesinde PRAP-γ önemli rol oynar.
Aterosikloroz, arteriyal duvar bileşiklerine karşı Th1’ in düzenlendiği
otoimmün yanıtı oluşturmasıyla inflamatuar hastalıkların karakteristik
özelliklerini taşmaktadır. Çeşitli çalışmalarda VIP ve PACAP gibi nöropeptitlerin,
Th1 yanıtlarını baskıladığı bulunmuştur. Bu durum, gelecekte vasküler
hastalıkların tedavisinde anti-inflamatuar nöropeptitlerden
yararlanılabileceğine işaret etmektedir (12).
MSH, VIP, PACAP, ürokortin, ghrelin, kortistain ve adrenomedullin
gibi nöropeptitler immün toleransın sağlanmasında yer almaktadır. Bu durum
özellikle otoimmün koşullar altında regülatör T hücrelerin (Treg) oluşumunu
indükleyerek meydana gelmektedir. Treg hücreleri self-toleransın
sürdürülmesinde anahtar role sahip immün sistemin miğferi (blue helmets) olarak
düşünülmektedir. Neredeyse bütün otoimmün hastalıklar Treg hücre sayılarının
azalması veya fonksiyonlarının bozulmasıyla tanımlanır. Treg hücrelerinin iki
ana popülasyonu tanımlanmıştır. Doğal oluşan Treg hücreleri temel olarak
Timusta oluşur. Bu hücreler yüksek miktarda CD25 ve transkripsiyon faktör FoxP3
eksprese ederler. Çevresel olarak indüklenen Treg hücreleri IL-10 salgılayan
Tip 1 Treg (Tr1) hücrelerinden, transforme edici büyüme faktörleri salgılayan
Treg hücrelerinden ve indüklenebilir FoxP3 Treg hücrelerinden oluşur.
Kaynağına bakılmaksızın bu Treg hücreleri otoreaktif
efektör T hücrelerini baskılar. Önceki çalışmalar (özellikle in vivo
çalışmalar) nöropeptitlerin periferal CD4+CD25- IL-10 salgılayan T hücrelerinin
oluşumunu indüklediğini göstermiştir. İn vitro koşullarda tolerojenik dendritik
hücrelerinin (tolDC) MSH, VIP ve PACAP ile indüksiyonunun bazı Treg
hücrelerinin oluşumunda önemli rol oynadığı görülmüştür. Nöropeptilerle Treg
hücrelerinin indüksiyonu deneysel otoimmünitede Treg hücrelerinin antijene özgü
etkileri için önemlidir. Bu durum self-antijenlere ve alloantijenlere uzun
dönem tolerans sağlayarak otoimmünite ve allojenik transplantasyon tedavisi
için hücre tabanlı strateji olasılığı doğurur. Treg hücreleri hakkında önemli
biyolojik bulguların kliniğe dönüştürülmesi kısıtlı olduğu için bahsedilen
durum terapötik açıdan son derece önemlidir. Antijen spesifik Treg hücrelerinin
oluşması için seçilmiş antijenler ve peptitler kullanılarak in vitro ortamda
Treg hücre popülasyonunun artması bu problemin çözüm yoludur. Yapılan çalışmalarda VIP ile tolDC’
lerin farklılaşmasıyla allojen spesifik insan Treg hücrelerinin
indüklenebildiği gösterilmiştir. Bunlara
ilaveten VIP varlığında, CD4+CD25- lenfositlerin aktivasyonu, efektör
veya allojenik T hücrelerde supresif kapasiteli CD4+CD25-FoxP3+ IL-10 eksprese eden T hücrelerin
oluşumuna neden olur. Her iki çalışma hücre döngü progresyonunun bloklanmasının
ve supresif molekül CTLA-4’ ün (Cytotoxic T-Lymphocyte Antigen 4)
ekpresyonunun, VIP-dönüşümlü Treg indüksiyonu için ön koşul olduğunu göstermiştir.
Son zamanlarda Treg temelli klinik
tedavilerin bağımsız progresyonu ilaç olarak nöropeptitlerin kullanıldığı
terapötik stratejilerin uygulamasını desteklemektedir. Nöropeptitlerin
immünolojik hastalıklarda çeşitli komponentler üzerindeki etkilerine ilaveten
endojen bir madde olarak diğer immünsuppresif ve anti-inflamatuar ilaçlara göre
ciddi bir yan etkisi görülmemektedir. Aslında daha önceden bu nöropeptitlerin
birçoğu sepsis tedavisinde ve belli komplikasyonları olmayan diğer hastalıklarda
insanlara uygulanmıştır. Kronik pulmoner enfeksiyonlu ve kaşeksili hastalarda
ghrelinin sistemik infüzyonu solunum yolu enfeksiyonunda ciddi azalışa neden
olur. Bu konuyla ilişkili 2010 yılında Prasse ve arkadaşlarının yaptığı önemli
bir çalışma yayınlanmıştır. Bu çalışmada aktif sarkoidozlu hastalarda VIP’ in
terapötik etkisi tanımlanmıştır. Etiyolojik kalıntıları bilinmemesine rağmen
çok sayıda kanıt granülomada alveoler makrofaj/Th1’ in yaptığı inflamatuar
yanıtın sarkoidoz gelişiminde merkezi bir unsur olduğunu
göstermektedir. Nebülize VIP inhalasyonunun kullanıldığı faz
II çalışmasında VIP’ in güvenli ve iyi tolere edilebildiği gösterilmiştir.
Bu durum bronkoalveolar hücrelerin ürettiği TNF-alfa ve kostimülator
moleküllerin ekspresyonunu önemli düzeyde azaltmıştır. Ayrıca bronkoalveolar
CD4+CD25+FoxP3+ Treg sayısı artmıştır. Bu çalışma
hastalarda eksojen VIP’ in immünregulatör etkisini gösteren ilk çalışma
olmasının yanında insan akciğerinde Treg’ in indüksiyonunu da tanımlamıştır.
Her ne kadar VIP immün sistem
hastalıklarında sistemik veya lokal uygulaması etkili olsa da dolaşımdaki
peptidazların bu nöropeptitleri parçalaması söz konudur. İlgili nöropeptitlerin
dolaşımdaki yarı ömürlerini arttıracak stratejiler arasında bu peptitlerin
amino asit modifikasyonları veya değişimlerinin sağlanması düşünülmüştür. Bu
bağlamda Onoue ve arkadaşlarının çalışmalarına göre VIP’ nin stabilitesi 40 oC’ de 60 günün üzerine
çıkarılmıştır. Astım/COPD hastalarında stabilitesi arttırılmış VIP’ nin
inhalasyon yoluyla etkisi gösterilmiştir.
Son zamanlarda nöropeptitleri taşımak için yeni yöntemler geliştirilmiştir.
Önceleri in-vitro ortamda misel ve lipozom tabanlı formulasyonların sürekli
nöropeptit salgıladığı gösterilmiştir. Ancak, nöropeptid-lipozom
formülasyonlarının boyutu hedef organa erişimi tehlikeye sokabilir. Bu
problemden kaçınmak için gümüşten üretilen VIP nanopartiküller formüle
edilmiştir. Bunlar saf VIP deaktive edici mikroglialarla aynı fonksiyona
sahiptirler. Bu çalışma metal nanopartiküllerle hedefe yönelik nöropeptit
tedavisinin ilk örneği olmuştur.
Benzer şekilde diğer hastalıklarda gen tedavisi için kullanılan yöntemler hedef
dokuya nöropeptitleri ulaştırmak için alternatif yol olarak ortaya çıkmaktadır.
Nöropeptit eksprese eden adenoviral vektörler ve adenovirüsle ilişkili viral
vektörler daha önceden hayvan modellerinde inflamatuar ve otoimmün hastalıkları
tedavi etmek için kullanılmıştır. Son zamanlarda otoimmün arterit modellerinde
VIP eksprese eden lentiviral vektörlerin faydası değerlendirilmiştir. Lenti-VIP
vektörlerinin öne çıkan en önemli etkisi şiddetli arteritte potensiyel tedavi
edici etkisi olmuştur. Ancak bu vektörler sistematik olarak uygulandıklarında
neredeyse bütün hücrelerle bütünleştiği için, bazı araştırmacılar seçici
bütünleşme üzerine odaklanmıştır. Kombine gen-hücre tedavisi potansiyel
alternatif yöntem olarak görülmektedir. Burada inokülasyondan önce nöropeptit
içeren vektör ex vivo ortamda merkez bir hücreye entegre edilir. Son zamanlarda
farklılaşma süresinde lenti-VIP vektörlerin transdüksiyon edildiği dentritik
hücrelerin EAE (deneysel otoimmun ensefalomiyelit) ve sepsis modellerinde
tedavi edici etkisi gösterilmiştir. α-MSH kodlayan AAV’ nin (adeno-assosiated
vector) transdüksiye edildiği antijen-spesifik T hücrelerde EAE için benzer
etki görülmüş. Bu etkiler, lenti-VIP-DCs ve AAV-MSH-T hücrelerinin
tolerojenik/immün supresif profil sergilemesine ve inflamasyon tarafına göç
etmesine dayanmaktadır. Bu durum tedavinin etkisini arttırdığı gibi seçicilik
ve güvenlik içinde önemlidir(13).
KAYNAKLAR
1. Lucianna S., Jenny C., Mara C:
Neuroendocrinology 2011; 31: 2109–2113.
2. Lindley S, Dayan CM, Bishop A, Roep
BO, Peakman M, Tree TI: Defective suppressor function in CD4+CD25+ T-cells from
patients with type 1 diabetes. Diabetes 2005; 54: 92–99.
3. Gonzalez-Rey E, Delgado M:
Anti-inflammatory neuropeptide receptors: new therapeutic targets for immune
disorders? Trends Pharmacol Sci 2007; 28: 482–491
4. Lühder F, Lee DH, Gold R, Stegbauer J,
Linker RA: Small but powerful: short peptide hormones and their role in
autoimmune inflammation. J Neuroimmunol 2009; 217: 1–7.
5. Gonzalez-Rey E, Varela N, Chorny A,
Delgado M: Therapeutic approaches of vasoactive intestinal peptide as a
pleiotropic immunomodulator. Curr Pharm Des 2007; 13: 1113– 1139.
6. Gonzalez-Rey E, Chorny A, Varela N,
Del Moral RG, Delgado M: Therapeutic effect of cortistatin on experimental
arthritis by downregulating inflammatory and Th-1 responses. Ann Rheum Dis
2007; 66: 582–588
7. Gomariz RP, Arranz A, Abad C, Torroba
M, Martinez C, Rosignoli F, Garcia-Gómez M, Leceta J, Juarranz Y: Time-course
expression of Toll-like receptors 2 and 4 in inflammatory bowel disease and
homeostatic effect of VIP. J Leukoc Biol 2005; 78: 491–502.
8. Abad C, Tan YV, Lopez R, Nobuta H,
Dong H, Phan P, Feng JM, Campagnoni AT, Waschek JA: Vasoactive intestinal
peptide loss leads to impaired CNS parenchymal T-cell infiltration and
resistance to experimental autoimmune encephalomyelitis. Proc Natl Acad Sci USA
2010; 107: 19555–19560.
9. Delgado M, Robledo G, Rueda B, Varela
N, O’Valle F, Hernandez-Cortes P, Caro M, Orozco G, Gonzalez-Rey E, Martin J:
Genetic association of vasoactive intestinal peptide receptor with rheumatoid
arthritis: altered expression and signal in immune cells. Arthritis Rheum 2008;
58: 1010–1019.
10. Delgado
M, Anderson P, Garcia-Salcedo JA, Caro M, Gonzalez-Rey E: Neuropeptides kill
African trypanosomes by targeting intracellular compartments and inducing
autophagic- like cell death. Cell Death Differ 2009; 16: 406–416.
11. Elena
G., Doina G., Mario D: Neuropeptides: keeping the balance between pathogen
immunity and immune tolerance. Pharmacology 2010; 10: 473-481.
12. Anderson
P, Gonzalez-Rey E: Vasoactive intestinal peptide induces cell cycle arrest and
regulatory functions in human T cells at multiple levels. Mol Cell Biol 2010,
30:2537-2551.
13. Toscano
MG, Delgado M, Kong W, Martin F, Skarica M, Ganea D: Dendritic cells transduced
with lentiviral vectors expressing VIP differentiate into VIP-secreting
tolerogenic-like DCs. Mol Ther 2010, 18:1035-1045.