Витилиго — неизлечимое аутоиммунное, малоизученное заболевание кожи, которым страдает 0,5-1% населения мира. На сегодняшний день отсутствуют направленные методы лечения витилиго, т.к. заболевание не относится к категории смертельных или опасных для жизни болезней и, поэтому, низким уровнем выделяемого финансирования на исследование этого заболевания.
Обычная терапия включает наружное использование кортикостероидов и UVB фототерапию. Эти способы лечения не всегда достигают желаемого эффекта и обладают серьёзными побочными действиями. В случае, когда кожа пациента поражается более 70-80%, применяют хирургическую трансплантацию меланоцитов и полную депигментацию.
С точки зрения качества жизни, витилиго негативно сказывается на качестве и благополучие жизни пациентов. Стигматизация варьирует в разных культурах, многие пациенты испытывают психологический стресс, низкую самооценку и депрессию, что может привести к попыткам самоубийства.
Этиология витилиго до конца не изучена. Причинами развития витилиго являются стресс, генетическая предрасположенность, факторы окружающей среды и меланоцит-специфичный аутоиммунный ответ. Согласно последним исследованиям, срыв иммунной толерантности считается основной причиной развития заболевания, при котором цитотоксические Т-клетки атакуют меланоциты пациента. Большинство аутоиммунных заболеваний имеют сходную этиологию, связанную с нарушением регуляции иммунного ответа, в том числе с дефицитом или нарушением активности Трегов. При проблеме распознавании собственных или чужих антигенов иммунная система неспецифично разрушает клетки и ткани организма и в результате вызывает аутоиммунные заболевания. Роль Трегов в этом случае заключается в активном подавлении активации иммунной системы и предотвращении патологической само-реактивности. При витилиго наблюдается системное снижение доли CD39+ и CD44+ Трегов, которое определяет фенотипические характеристики и функциональную активность, а также уменьшение миграции Трегов в очаги витилиго, что коррелирует с площадью депигментации. Ранее было показано, что адаптивный перенос Трегов мышам с витилиго, приводил к временной остановке депигментации. Таким образом, было выдвинуто предположение, что использование антиген-специфичных Трегов в качестве клеточной иммунотерапии витилиго может обладать высокой эффективностью, восстанавливая локальную иммунную толерантность и предотвращая нежелательные аутоиммунные реакции. Также перспективным направлением терапии витилиго и других аутоиммунных заболеваний считается коррекция микробиома, в результате применения антибиотиков. Лучшее понимание бактерий, влияющих на активацию Т-клеток, может выявить влияние микробиома на развитие витилиго, что показано на модели мышей, склонных к витилиго, для оценки изменения микробиома и распределения Трегов.
Цель исследования, проведенного в рамках PhD диссертации Мухатаевым Жусупбеком Еркиновичем, является изучение фенотипических характеристик Трегов периферической крови больных витилиго и разработка подходов для стимуляции и генерации антиген-специфических Трегов на основе CAR в качестве потенциальной иммунотерапии витилиго и изучение эффективности подходов in vitro и in vivo, а также влияние антибиотиков для контроля депигментации у мышах.
В ходе исследования Мухатаевым Ж. впервые было обнаружено, что доля CD39+ и CD44+ Трегов периферический крови значительно снижена при витилиго. Также было установлено, что у больных витилиго, находящихся на стадии ремиссии, также снижена доля Трегов с фенотипом CD39+ и CD44+FoxP3+ по сравнению с контролем. Полученные данные указывают на дисфункцию Трег клеток при витилиго и могут свидетельствовать о снижении их иммуносупрессорных свойств и способности эффективно мигрировать в очаги депигментации, что может приводить к неконтролируемой активности меланоцит-специфичных Т-клеток и прогрессии заболевания. Полученные результаты вносят вклад в понимание механизмов нарушения иммунной регуляции при витилиго и могут послужить основой для разработки новых подходов к лечению витилиго на основе повышения супрессорной активности Трегов и их рекрутирования в пораженные витилиго участки кожи.
Впервые была выявлена сверхэкспрессия GD3 в пораженных эпителиальных клетках и меланоцитах, в пораженных витилиго участках кожи людей и мышей. Повышенная экспрессия поверхностного антигена GD3, была идентифицирована как антигенная мишень при витилиго.
Впервые было исследовано микробное разнообразие после введения антибиотиков таких как ампициллин и неомицин, и его влияние на развитие витилиго в экспериментальной мышиной модели. Было обнаружено, что ампициллин приводит к усилению депигментации, тогда как неомицин подавляет развитие заболевания путем опосредованного влияния на инфильтрацию Трегов кожи.
Полученные данные раскрывают механизмы развития витилиго и могут быть использованы для создания подходов клеточной иммунотерапии витилиго, на основе применения антиген-специфических Трегов.
Практическая значимость полученных результатов заключается в разработке новых подходов терапии аутоиммунных заболеваний с помощью применения трансгенных Трегов на основе CAR, обладающих антиген-специфичностью. Полученные в ходе выполнения диссертационной работы данные свидетельствуют об эффективности адаптивного переноса CAR-модифицированных Трегов для лечения витилиго, что говорит о перспективах данного метода для дальнейших клинических испытаний, а разработанные методы могут послужить основанием для разработки иммунотерапии других аутоиммунных заболеваний, таких как псориаз, рассеянный склероз, целиакия, болезнь Крона, волчанка и др.
Опосредованное влияния неомицина на повышение инфильтрации участков кожи Трегами и снижение депигментации в экспериментальной модели витилиго может быть использовано для разработки подходов терапии витилиго.
Подготовленный и детально оптимизированный протокол трансдукции, обеспечивает получение Трегов с высокой экспрессией антиген-специфичного CAR.
Результаты исследования Мухатаева Ж.Е. опубликованы в 13 научных работах, в том числе Autoimmunity reviews (IF 8.2, Q1, 94 percentile), Frontiers Immunollogy (IF 5.08, Q1, (94 percentile), Journal of Investigative Dermatology (IF 7.12, Q1, 98th Percentile) и были доложены на ряде международных конференций.
Полечен провизиональный патент США (серийный № 62/915,945 в США) «Материалы и методы лечения витилиго», и последовательно патент США и международный патент PCT (Utility&PCT, серийный №:17/072,939&PCT/US2020 / 056104) было подано 16.10.2020 под названием «МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ВИТИЛИГО» (внутренняя ссылка: NU2019-172-02 и -03).
Диссертационная работа «Разработка подходов к стимуляции T-регуляторных клеток для иммунотерапии витилиго» была успешно защищена в диссертационном совете КазНУ им. аль-Фараби по специальности 6D060700 – Биология в 2020 году и Мухатаев Ж.Е. получил премию «Дарын» для талантливых молодых ученых.