Eklem İltihabında Tirozin Kinazlar

H. DireskeneliMarmara Üniversitesi Tıp Fakültesi

Romatoloji BD

• ATP ya da GTP gibi pürin nükleotid trifosfatların -fosfatlarının protein substratlarına transferinden sorumlu enzimler – Serin, treonin ya da tirozin fosforlarlar.

• Kinazlar: insan genomunda %1.7 - 518 kinaz - 90 tirozin kinaz

• İki ana grup:• Reseptör protein tirozin kinazlar (RTK)

– Fibroblast büyüme faktörü reseptörü (FGFR)– Epidermal büyüme faktörü reseptörü (EGFR)– Fms-benzeri tirozin kinaz 3 (FLT-3)

• Non-reseptör sitoplazmik PTK’lar (9 aile)– Abl, Fes/Fer, Syk/Zap70, Jak, Tec, Fak, Ack, Src ve Csk

Protein Tirozin Kinazlar (PTK)

İntra-selüler Sinyal İleti Yolakları

(Mavers, Curr Rheumatol Rep, 2009, 378)

TNF- sinovyal hücrelerde tirozin-kinaz ekspresyonlarını uyarır

(Mun, AR, 2009, 678)

IL-18 sinovyal hücrelerde MCP-1, VEGF ve SDF-1 salınımlarını uyarır

(Amin, AR, 2007, 1787)

IL-18 sinovyal hücrelerde tirozin-kinaz ekspresyonlarını uyarır

(Amin, AR, 2007, 1787)

(Amin, AR, 2007, 1787)

IL-18 sinovyal hücrelerde tirozin-kinazlar yoluyla

SDF-1, MCP1 ve VEGF’ü uyarır

• Tec

• Src

• Syk/Zap70/Csk

• Abl

• Jak

Protein Tirozin Kinazlar (PTK)

• Bmx, Btk, ltk, Tec ve Txk• B-hücresinde ileti

Protein Tirozin Kinazlar (PTK) - Tec Ailesi

(Bradshaw, Cellular Signalling, 2010, 1175)

• Bmx, Btk, ltk, Tec ve Txk• T-hücresinde ileti

Protein Tirozin Kinazlar (PTK) - Tec Ailesi

(Bradshaw, Cellular Signalling, 2010, 1175)

Tec Aktivitesi MSU-ilişkili nötrofil aktivasyonundan sorumludur

(Popa-Nita, AR, 2008, 1866)

IL-8

IL-1

Txk Behçet Hastalığında artmış Th1 yanıtı ile ilişkilidir

İntestinal Mukoza

Cilt

(İmamura, CEI, 2005, 371)

Btk inhibisyonu deneysel artriti (CIA) önler

(Konda, AR, 2010, 1683)

META060: dalak tirozin kinaz [Syk], Bruton’un tirozin kinazı[Btk], fosfatidlinositol 3-kinaz [PI3-kinaz] veGSK3 inhibitörü

K META60

• Tec

• Src

• Syk/Zap70/Csk

• Abl

• Jak

Protein Tirozin Kinazlar (PTK)

Protein Tirozin Kinazlar (PTK) – Src Ailesi

• Lyn, Lck, Yes, Blk, Fgr, Fyn, Hck, Src– T-hücre sinyal iletisi, diferensiasyon, antijene yanıt ve

hafıza hücre gelişiminde rol alırlar.– Eksikliklerinde IL-2 salınımı azalır, otoimmünite gelişir.

(Bradshaw, Cellular Signalling, 2010, 1175)

IL-18’e bağlı sinovyal anjiogenez Src, Jnk ve p38 ilişkilidir

(Amin, ARD, 2010, 2204)

• Tec

• Src

• Syk/Zap70/Csk

• Abl

• Jak

Protein Tirozin Kinazlar (PTK)

Protein Tirozin Kinazlar (PTK) – Syk Ailesi

- Hematopoetik hücrelerde ekspresyon• T-hücresi

– diferansiasyon, antijen sunumu• B-hücresi

– pre-B hücre gelişimi• Nötrofil

– NO salınımı, adezyon, fagositoz• Osteoklast

– osteoklastogenez• Sinoviosit

– TNF-bağımlı IL-32 salınımı, MMP3 ekspresyonu, matriks degradasyonu

(Riccaboni, Drug Discovery, 2010, 517)

Protein Tirozin Kinazlar (PTK) – Syk

(Riccaboni, Drug Discovery, 2010, 517)

WT Syk-/-

R406 - Syk kinaz inhibitörüİmmün-kompleks artritini bloke eder

(Braselmann, J Exp Pharmacology, 2006, 998)

Klinik Skor Ödem AlanıHistopatoloji

R406 - Syk kinaz inhibitörükollajen-artritinde radyolojik erozyonları önler

(Pine, Clinical Immunology, 2007, 244)

tedavisiz R406

R406 - Syk kinaz inhibitörü sinovyumda pro-inflamatuar sitokin düzeylerini düşürür

(Pine, Clinical Immunology, 2007, 244)

Syk Ailesi - ZAP70

(Wang, Cold Spring Harb Pers, 2010, 1)

ZAP70-/- farede (SKG) otoimmün artrit gelişir

(Hata, JCI, 2004, 582)

- Kronik, erozif, RF ve CCP+, Th17 tipi patern

(Singh, J Immunology, 2009, 183)

RA’da artmış T-hücre Duyarlılığı

RA’da artmış T-hücre DuyarlılığıZAP70, NFk ve ERK aktivasyonu

(Singh, J Immunology, 2009, 183)

Protein Tirozin Kinazlar (PTK) - Csk

- C-terminal Src kinaz: • Src’nin karboksi terminalindeki tirozin’i (Tyr527) fosforiller.• Src’nin “negatif” regülatörüdür.• Adenovirüsle csk transfekte edilmiş farelerde artrit azalır.

(Takayanagi, JCI, 1999, 137)

Klinik Skor Radyoloji - Histopatolji IL-6

• Tec

• Src

• Syk/Zap70/Csk

• Abl

• Jak

Protein Tirozin Kinazlar (PTK)

• Tec

• Src

• Syk/Zap70/Csk

• Abl

• Jak

Protein Tirozin Kinazlar (PTK)

Janus Kinaz Ailesi (JAK)

- Janus Kinazlar: Jak1-3, Tyk2• Hücre büyümesi, sağkalım ve değişimi ile ilgili

fonksiyonlarda çok sayıda hücrede aktive olurlar. – İmmün/hematopoetik hücreler: T, NK

• Eksiklikleri:– JAK1 -/-: Tip I ve II IFN, gp130 sitokinleri (IL-6)– JAK2 -/-: GM-CSF, eritropoetin, trombopoetin yanıtı– JAK3 -/-: SCID fare T-/NK-/B+

(Ghoreschi, Nat Immunol 2009, 356)

(Haan, Biochemical Pharmacology, 1538, 2006)

JAK-STAT Yolağının Sitokinlerle Aktivasyonu

(Murray, J Immunol, 178, 2007)

Sitokin Yanıtı ve JAK Kombinasyonları

JAK İnhibitörleri ve İlgili Sitokinler

(Ghoreschi, Nat Immunol 2009, 356)

CP-690,550: TofacitinibEtkinlik JAK1/3 İnhibisyonu ile ilişkilidir

Fare CIA : Etkinlik

0

1

2

3

4

5

6

0. Gün 42 49 56

Sidd

et S

koru

Araç

0.5 mg/kg

5 mg/kg

50 mg/kgNormal

38

Tofacitinib: Sitokin ve Kemokinlerin Supresyonu

G-CSF0

200

400

600

800

pg/m

L pl

asm

a

p = 0.010

IL-60

10

20

30

40

pg/m

L pl

asm

a

p = 0.005

SAA (CRP)0

200

400

600

800

gm/m

L pl

asm

ap = 0.008

KC/CXCL10

30

60

90

120

pg/m

L pl

asm

a

p = 0.025

MIP-1 /CCL30

60

120

180

240

pg/m

L pl

asm

a

p = 0.044

MCP-1/CCL20

15

30

45

60

pg/m

L pl

asm

a

p = 0.016

IP-10/CXCL100

60

120

180

240

pg/m

L pl

asm

a

p = 0.0001

Normal Vehicle CP-690,550

0

100

200

300

400

500

600

CXCL9/MIG

pg/m

l

p=0.050

(IL8)

(LaBranche, Shevlin)

39

STAT1

4 Hr0

2,000

4,000

6,000

CCL2 / MCP-1200,000

Day 40

50,000

100,000

150,000

Sign

al In

tens

ity

TNF

Day 70

200

400

600

Sign

al In

tens

ity

IL-17a

Day 70

500

1,000

1,500

2,000

2,500

Sign

al In

tens

ity

IL-1

Day 70

50,000

100,000

150,000

200,000

Sign

al In

tens

ity

Tofacitinib: STAT1 ve ilişkili Sitokin SupresyonuHHıızlzlıı (4(4--24 24 SaatSaat))

Uzun etkiler (4Uzun etkiler (4--7 g7 güün)n)

Normal Vehicle CP-690,550

4 Hr

CCL20

0

20000

40000

60000

80000

CXCL10 / IP-10

4hr0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

Sign

al In

tens

ity

IFN

4 Hr0

100

200

300

(LaBranche, Shevlin)

Tofacitinib İmmün Hücre İnfiltrasyonu ve Kemik Rezopsiyonunu Önler

Makrofajlar

- CD3+ Hücreler

- Kemik Rezopsiyonu

Araç CP-550

Araç CP-550

Araç CP-550

4h0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

50 mpk CP-550Se

verit

y S

core

Vehicle

7day4day1day

50 mpk CP-550Se

verit

y S

core

Vehicle

7day4h 4day1day0.0

0.2

0.4

0.60.8

1.0

50 mpk CP-550Se

verit

y S

core

Vehicle

7day4h 4day1day0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

40(LaBranche, Shevlin)

tasocitinib 7 daysvehicle 7 days

tasocitinib 7 days

0

1

2

3

4

5 vehicletasocitinibnormal

Inflam

m. S

ever

ity s

core

4 h 4 d 7 d

0

1

2

3

4

5

Bone

Sev

erity

sco

re

vehicletasocitinibnormal

4 h 4 d 7 d

Time after onset of therapy

Time after onset of therapy

vehicle 7 days

**

#

*

*

*

Osteoklast Osteoblast

(LaBranche, Shevlin)41

Tofacitinib: İmmün Hücre İnfiltrasyonu ve Kemik Rezopsiyonunu Önler

• Th1/Th17 tipi immün yanıt– IL-2, IFN, IL-6, IL-15, IL-17, IL-23

• Oto-inflamatuar vs otoimmün ?– Nötrofil/monosit vs T-hücre aktivasyonu

• Tedavi yanıtı: Farklı inflamatuar mekanizmaların baskılanması– Kortikosteroidler, kolsisin, azatioprin, interferon-, anti-TNF

Behçet HastalığıPatojenik Mekanizmalar

Behçet’de aktif bir genomik ekspresyon vardır

• CD4+ T hücreleri (BH vs AAA vs SK)- 2880 transkript (p<0.05)

- 109 transkriptte 2-kat fark

• CD14+ monositler (BH vs AAA vs SK)- 1188 transkript (p<0.05)

- 279 transkriptte 2-kat fark

BH SK AAA BH SK AAA

CD14+ CD4+– Genomda paralel gen ekspresyon ölçümleri

- Affymetrix mikroçip - 54.000 transkript

CD14+ BD/C Gene Symbol Gene Title

3,83 OSBPL8 oxysterol binding protein-like 83,07 CDC27 cell division cycle 27 homolog (S. cerevisiae)3,07 MLL3 myeloid/lymphoid or mixed-lineage leukemia 33,02 ARGLU1 arginine and glutamate rich 12,98 PHF3 PHD finger protein 32,91 C6orf106 chromosome 6 open reading frame 1062,69 BAX BCL2-associated X protein2,65 CHD4 chromodomain helicase DNA binding protein 42,63 LOC552889 hypothetical protein LOC5528892,61 MAP4 microtubule-associated protein 42,55 JAK1 Janus kinase 12,53 RSRC1 arginine/serine-rich coiled-coil 12,48 EZR Ezrin

CD14+ monositlerde Behçet’de Kontrollere göreEn yüksek eksprese edilen Transkriptler

JAK Pathway Ana Bileşim Analizi

Behçet Hastalığı: PCA ile Genel İnflamatuar Yolak

• Tirozin kinazlar ekzojen antijenlere bağlı sitokin ve diğer pro-inflamatuar uyarıların hücre-içine iletilmesinde ana rol alırlar.

• Hücre-için tirozin kinazlardan dalak tirozin-kinaz (Syk), janus kinaz (JAK), abl ve Src kinazların eklemdeki inflamasyonda ana rol aldıklarıgösterilmiştir.– Syk-/- farede artrit gelişmemesi vb.

• Küçük moleküller ile tirozin kinaz inhibisyonu hayvan modellerinde deneysel artritleri önlemede başarılıdır.

Tirozin Kinazlar ve Eklem İnflamasyonu -Sonuç

• Bazı tirozin-kinaz inhibitörleri birden fazla kinazıinhibe edebilmektedir. – META060: Syk, Btk, PI3-kinaz ve GSK3 inhibitörü– R406 (fostaminitib): Syk, Lyn, Lck

• Bu moleküller tirozin kinazların çok çeşitli (hemapoetik, sinovyal vb) hücrede ekspresyonları nedeni ile birçok otoimmün ve inflamatuar hastalıkta etkili olabilirler.– RA, SLE, M. Skleroz, Behçet, transplantasyon,

lenfoma vb.

Tirozin Kinazlar ve Eklem İnflamasyonu -Sonuç