TLR4 knock out C3H/Hej fareler ile oluşturulan alopesi areata fare modelinde adiposit kökenli kök hücre tedavisi
Adipocyte-derived stem cell therapy in alopecia areata mouse model induced by TLR4 knock out C3H/Hej mice
Yazar: NUR BÜŞRA AKDAĞ
Danışman: PROF. DR. MURAT BORLU
Erciyes Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Deri ve Zührevi Hast. Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Dermatoloji = Dermatology

Özet:
Giriş: Alopesi areata (AA), kıl foliküllerini etkileyen ve skar bırakmayan alopesiye yol açan otoimmün bir durumdur. Dünya çapındaki prevalansı %0,1 ile %0,2 arasında değişirken, yaşam boyu risk %1,7'dir. AA genellikle tiroid hastalığı ve vitiligo gibi diğer otoimmün bozukluklarla birlikte görülür. Mevcut tedavi seçeneklerinin etkinliği sınırlıdır ve yan etkileri kullanımlarını kısıtlamaktadır.
Çeşitli kaynaklardan elde edilen mezenkimal kök hücreler (MKH), immünmodülatör ve antiinflamatuar özellikleri nedeniyle GVHD ve romatoid artrit gibi çeşitli otoimmün hastalıkların tedavisi için umut verici bir yaklaşım sunmaktadır. Ayrıca, mevcut çalışmalar MKH'nin özellikle AA vakalarında kıl foliküllerindeki bağışıklık tepkisini modüle ederek saç dökülmesini önlemeye yardımcı olabileceğini göstermektedir. Bununla birlikte, AA için MKH tedavisinin etkinliğini değerlendiren araştırmalar sınırlıdır ve bu tedavinin in vivo etkileri belirsizliğini korumaktadır. Bu durum, mevcut bilgi açığını kapatmak ve MKH'lerin terapötik potansiyeline ilişkin anlayışımızı geliştirmek için daha derinlemesine çalışmalara ihtiyaç duyulduğunu vurgulamaktadır. Bu nedenle, bu çalışmada transgenik C3H/Hej fareleri kullanılarak oluşturulan alopesi areata fare modelinde adiposit türevli MKH'nin hem intralezyonel hem de intravenöz uygulanmasının terapötik etkinliği ile IL-6 ve IL-15 seviyeleri üzerindeki etkileri incelenmiştir.
Yöntem: Bu çalışmaya Jackson Laboratuvarı'ndan temin edilen ve kendiliğinden AA geliştirdiği bilinen 5 erkek ve 15 dişi C3H/HeJ faresi dahil edilmiştir ve çoğaltılmıştır. Fareler tedavi yöntemlerine göre gruplara ayrılmıştır:
Grup 1: İntralezyonel MKH ile tedavi edilen alopesi geliştiren C3H/Hej fareleri.
Grup 2: İntravenöz MKH ile tedavi edilen alopesi geliştiren C3H/Hej fareleri.
Grup 3: Kontrol grubu olarak intralezyonel salin alan alopesi geliştiren C3H/Hej fareleri.
Grup 4: Kontrol grubu olarak intravenöz salin ile tedavi edilen alopesi geliştiren C3H/Hej fareleri.
Grup 5: Alopesi gelişmeyen transgenik C3H/HeJ fareleri.
Grup 6: C3H/HeJ farelerinin orijinal kaynağı olan tamamen sağlıklı C57BL/6 fareleri.
Fareler 12 haftalık bir süre boyunca haftalık olarak izlenmiş ve bu süre zarfında MKH tedavisinin etkinliğini değerlendirmek için klinik gözlemler ve fotoğraflama yapılmıştır. 12. haftanın sonunda, tüm gruplardan tam kalınlıkta deri biyopsileri alınmış, doku örneklerindeki IL-15 ve IL-6 sitokinlerinin immün yoğunluklarını değerlendirmek için immünohistokimyasal analizler yapılmıştır.
Bulgular: Sonuçlar, intralezyonel MKH enjeksiyonlarının dökülme alanlarında anlamlı bir azalmaya yol açtığını göstermiştir. Ek olarak, intravenöz uygulama dökülme alanlarını azaltmıştır, ancak iyileşme intralezyonel MKH tedavisi ile elde edilenden daha az anlamlı olmuştur. Hem intralezyonel hem de intravenöz olarak verilen kontrol salin enjeksiyonları, MKH tedavisine kıyasla dökülme alanlarını azaltmada etkisiz kalmıştır. Çalışmada ayrıca tedaviden 12 hafta sonra alınan tam kalınlıktaki deri örneklerinde IL-6 ve IL-15 seviyeleri de incelenmiştir. Sonuçlar, özellikle intralezyonel uygulama ile MKH tedavisine bağlı olarak IL-15 ekspresyonunda önemli bir düşüş olduğunu göstermiştir. Buna karşılık, salin grubu sitokin seviyelerinde kayda değer bir değişiklik göstermemiştir. Ek olarak, MKH tedavisi IL-6 ekspresyonunda önemli bir artışa neden olmuş ve intralezyonel uygulamalar daha güçlü bir etki yaratmıştır.
Sonuç: İntralezyonel MKH tedavisi AA'lı farelerde doku IL-15 seviyelerini azaltırken doku IL-6 sitokin seviyelerini artırmıştır. Ayrıca, bu tedavi dökülme alanlarının azalması ve saç foliküllerinde kıl yeniden büyümesi de dahil olmak üzere kayda değer klinik iyileşmelere yol açmıştır. Bu bulgular, intralezyonel MKH tedavisinin antiinflamatuar özellik göstererek ve dokuyu normalleştirerek AA tedavisine katkıda bulunabileceğini göstermektedir. Bununla birlikte, intravenöz MKH uygulaması bu önerme için daha az kanıt sağlamıştır.
Anahtar Kelimeler: alopesi areata, interlökin-6, interlökin-15, mezenkimal kök hücreler, fare modeli

Abstract:
Introduction: Alopecia areata (AA) is an autoimmune condition that affects hair follicles, leading to hair loss without scarring. Its worldwide prevalence ranges from 0.1% to 0.2%, while the lifetime risk stands at 1.7%. AA often co-occurs with other autoimmune disorders, including thyroid disease and vitiligo. Existing treatment options have limited effectiveness, and their side effects restrict their use.
Mesenchymal stem cells (MSC) derived from various sources offer a promising approach for treating several autoimmune diseases, such as GVHD and rheumatoid arthritis, due to their immunomodulatory and anti-inflammatory characteristics. Moreover, current studies indicate that MSC could aid in preventing hair loss by modulating the immune response within hair follicles, especially in cases of AA. Nonetheless, research evaluating the effectiveness of MSC therapy for AA is limited, and the in vivo effects of this intervention remain unclear. This highlights the need for more in-depth studies to bridge the existing knowledge gap and enhance our understanding of their therapeutic potential. Therefore, this study examined the therapeutic efficacy of both intralesional and intravenous delivery of adipocyte-derived MSC, along with their influence on IL-6 and IL-15 levels in a mouse model of alopecia areata using transgenic C3H/Hej mice.
Method: This study involved 5 male and 15 female C3H/HeJ mice, known to spontaneously develop AA, sourced from the Jackson Laboratory and bred. Mice were assigned to groups based on the treatment methods:
Group 1: C3H/Hej mice with alopecia treated with intralesional MSC therapy.
Group 2: C3H/Hej mice with alopecia treated with intravenous MSC therapy.
Group 3: C3H/Hej mice with alopecia receiving intralesional saline as a control group.
Group 4: C3H/Hej mice with alopecia treated with intravenous saline as a control group.
Group 5: Transgenic C3H/HeJ mice that did not develop alopecia.
Group 6: Completely healthy C57BL/6 mice, the original source of the C3H/Hej mice.
The mice were monitored weekly over a period of 12 weeks, during which clinical observations and photography were conducted to evaluate the effectiveness of MSC treatment. At the end of week 12, full-thickness skin biopsies were taken from all groups, followed by immunohistochemical analyses to assess the immune densities of IL-15 and IL-6 cytokines in the tissue samples.
Results: The results showed that intralesional MSC injections resulted in a notable decrease in shedding areas. Additionally, intravenous administration reduced shedding areas, but the improvement was less significant than that achieved with intralesional MSC treatment. Control saline injections, given both intralesionally and intravenously, remained ineffective in reducing shedding areas compared to MSC treatment. The study also examined the levels of IL-6 and IL-15 in full-thickness skin samples taken 12 weeks after treatment. Results showed a significant decrease in IL-15 expression linked to MSC treatment, especially with intralesional delivery. In contrast, the saline group did not show a notable change in cytokine levels. Additionally, MSC therapy resulted in a substantial increase in IL-6 expression, with intralesional applications yielding a stronger effect.
Conclusion: Intralesional MSC therapy reduced tissue IL-15 levels while increasing tissue IL-6 cytokine levels in mice with AA. Additionally, this treatment led to notable clinical improvements, including the reduction of shedding areas and the regrowth of hair follicles. These findings indicate that intralesional MSC therapy may contribute to treating AA by promoting anti-inflammatory effects and normalizing tissue. However, intravenous MSC administration provided less evidence for this proposition.
Keywords: alopecia areata, interleukin-6, interleukin-15, mesenchymal stem cells, mouse model