Dupilumab w leczeniu atopowego zapalenia skóry u dzieci – nowe odkrycia

Czy dupilumab zmienia oblicze leczenia AD u dzieci?

Badanie przeprowadzone na grupie 20 dzieci z atopowym zapaleniem skóry (atopic dermatitis, AD) dostarczyło nowych informacji na temat lokalnych i systemowych zmian proteomicznych zachodzących podczas leczenia dupilumabem. Dupilumab, przeciwciało monoklonalne blokujące wiązanie interleukin IL-4 i IL-13 z receptorami, jest pierwszym zatwierdzonym leczeniem celowanym dla pacjentów z umiarkowanym do ciężkiego AD, dostępnym obecnie dla dzieci od 6. miesiąca życia.

Atopowe zapalenie skóry jest częstą przewlekłą chorobą zapalną skóry, dotykającą do 20% dzieci na całym świecie. Patogeneza AD jest złożona i wysoce heterogenna, charakteryzująca się dominującym zapaleniem napędzanym przez limfocyty pomocnicze T (Th)2, zmienną aktywacją szlaków Th22, Th17 i Th1 oraz dysfunkcyjną barierą naskórkową. Zrozumienie podstawowych lokalnych i systemowych mechanizmów AD, pochodzących z badań molekularnych biopsji skóry i surowicy, znacznie się rozwinęło w ostatnich latach, co doprowadziło do opracowania terapii celowanych.

Jak przeprowadzono badanie proteomiczne?

Metodyka badania opierała się na innowacyjnym podejściu wykorzystującym tape stripping – minimalnie inwazyjną technikę pobierania próbek naskórka, która stanowi alternatywę dla tradycyjnych biopsji skóry. Próbki pobierano zarówno ze zmienionej chorobowo (lesional), jak i niezmienionej (non-lesional) skóry pacjentów, a także analizowano surowicę krwi. Badanie prowadzono na początku terapii oraz po 4 i 16 tygodniach leczenia dupilumabem. Oceniano ekspresję 15 pre-określonych białek, w tym cytokin prozapalnych, mediatorów odpowiedzi immunologicznej typu 2 oraz białek związanych z naprawą i przebudową tkanek. Równolegle monitorowano kliniczne parametry nasilenia choroby, takie jak Eczema Area and Severity Index (EASI), Investigator’s Global Assessment (IGA) oraz Numeric Rating Scale (NRS) dla świądu i bólu.

Pacjenci zostali zrekrutowani z Oddziału Dermatologii Szpitala Dziecięcego Wilhelmina (Uniwersyteckie Centrum Medyczne w Utrechcie) w Holandii, w okresie od października 2022 do listopada 2023 roku. Dupilumab podawano podskórnie w dawce 200 lub 300 mg co 2 lub 4 tygodnie, w tym dawkę nasycającą 400 lub 600 mg na początku lub 200 lub 300 mg w 15. dniu leczenia, w zależności od wieku i wagi. Dozwolone było stosowanie terapii podstawowej miejscowymi kortykosteroidami i inhibitorami kalcyneuryny w okresie obserwacji.

Czy zmiany proteomiczne korelują z efektem klinicznym?

Analiza wyjściowych profili białkowych wykazała istotne różnice między skórą a surowicą. W zmienionej chorobowo skórze obserwowano stosunkowo wysoką ekspresję cytokin prozapalnych wrodzonej odpowiedzi immunologicznej (IL-1α, IL-18), podczas gdy cytokiny pochodzące z limfocytów T były albo niewykrywalne (IL-13, IFN-γ), albo słabo wyrażone (IL-4, IL-15, IL-22). Natomiast w surowicy stwierdzono stosunkowo wysokie poziomy cytokin pochodzących z limfocytów T (IL-13, IFN-γ) oraz mediatorów odpowiedzi typu 2 – TARC (Thymus‐ and Activation‐Regulated Chemokine) i PARC (Pulmonary and Activation Regulated Chemokine). Ekspresja białek w niezmienionej skórze była generalnie niższa niż w zmienionej chorobowo, z wyjątkiem IL-1α.

Charakterystyka populacji badanej wykazała, że mediana wieku wynosiła 10,0 lat (przedział międzykwartylowy (IQR) 4,3-13,5 lat), a 70,0% stanowiły dziewczynki. Pacjenci byli równomiernie rozłożeni w grupach wiekowych: 2-5 lat (n = 6), 6-11 lat (n = 7) i 12-17 lat (n = 7). Żaden z pacjentów nie zgłosił historii innych chorób zapalnych lub autoimmunologicznych. Większość próbek tape strips pobrano z kończyn górnych. Większość pacjentów stosowała jednocześnie miejscowe kortykosteroidy przed pobraniem próbek: 95,0% na początku, 85,0% w 4. tygodniu i 75,0% w 16. tygodniu (mediana: 1,0 dzień wcześniej; zakres 0-7 dni).

Podczas 16-tygodniowego leczenia dupilumabem zaobserwowano znaczącą poprawę kliniczną, z medianą procentowej poprawy w skali EASI wynoszącą 67,0% i NRS świądu 46,4% w 16. tygodniu (wszystkie p < 0,001). W tym okresie 80,0% pacjentów osiągnęło EASI ≤ 7, 68,4% osiągnęło NRS świądu ≤ 4, a 57,9% spełniło oba te kryteria. Te korzystne zmiany kliniczne były skorelowane z istotnymi zmianami w profilach białkowych zarówno w skórze, jak i w surowicy.

W skórze zmienionej chorobowo i surowicy zaobserwowano znaczący spadek mediatorów odpowiedzi typu 2 – TARC i PARC – już po 4 tygodniach leczenia, który utrzymywał się do 16. tygodnia. W niezmienionej skórze znaczący spadek tych mediatorów odnotowano po 16 tygodniach terapii. Obserwowano również odrębne zmiany proteomiczne w skórze i surowicy. W skórze zmienionej chorobowo chemokina rekrutująca limfocyty T – CTACK (Cutaneous T‐cell‐attracting Chemokine), cytokiny prozapalne wrodzonej odpowiedzi immunologicznej (IL-8, IL-18), białka naprawy i przebudowy tkanek (periostyna, MMP-1) oraz mediator odpowiedzi typu 1 – CXCL10 – znacząco zmniejszyły się po 16 tygodniach leczenia. Interesujące jest, że poziom cytokiny prozapalnej IL-1α znacząco wzrósł, co może odzwierciedlać procesy naprawcze i poprawę funkcji bariery skórnej. W surowicy poziomy IL-4 i IL-13 znacząco wzrosły po 4 i 16 tygodniach leczenia, co prawdopodobnie wynika z blokującego działania dupilumabu na receptor IL-4Rα, zapobiegającego wiązaniu IL-4 i IL-13 i prowadzącego do podwyższonych poziomów niezwiązanych krążących cytokin.

Analiza korelacji wykazała, że kilka białek istotnie korelowało z nasileniem AD mierzonym za pomocą EASI i NRS świądu. W skórze zmienionej chorobowo najsilniejsze korelacje z EASI i NRS świądu zaobserwowano dla mediatorów odpowiedzi typu 2: PARC (r = 0,62 i r = 0,54), CTACK (r = 0,57 i r = 0,46) oraz TARC (r = 0,56 i r = 0,52). Białka naprawy i przebudowy tkanek MMP-1 (r = 0,56 i r = 0,36) i periostyna (r = 0,55 i r = 0,43) oraz cytokiny prozapalne wrodzonej odpowiedzi immunologicznej IL-8 (r = 0,55 i r = 0,41) i IL-18 (r = 0,45 i r = 0,43) również wykazały istotne korelacje. Poziomy białek w niezmienionej skórze wykazywały korelacje z nasileniem choroby porównywalne do tych w skórze zmienionej chorobowo, choć mniej wyraźne.

W surowicy EASI i NRS świądu były istotnie skorelowane z cytokiną związaną z Th22 – IL-22 (r = 0,38 i r = 0,51) oraz PARC (r = 0,32 i r = 0,60). Dodatkowo NRS świądu było skorelowane z TARC (r = 0,63), podczas gdy TARC nie było istotnie skorelowane z EASI. EASI było odwrotnie skorelowane z cytokiną związaną z Th2 – IL-4 (r = -0,53), co można interpretować jako inhibicję IL-4 przez dupilumab, a nie jako związek z EASI.

Szczególnie interesujący przypadek zaobserwowano u jednego pacjenta, który doświadczył zaostrzenia AD po 16 tygodniach leczenia dupilumabem (EASI wzrosło z 7,8 w 4. tygodniu do 32,5 w 16. tygodniu). Już w 4. tygodniu poziomy IL-18 i CTACK były podwyższone w skórze zmienionej chorobowo, a następnie dalej wzrastały do 16. tygodnia, co sugeruje potencjalną wartość tych białek jako predyktorów zaostrzenia choroby.

Jak porównać wyniki badań z literaturą?

Badanie to dostarcza cennych informacji o odrębnych lokalnych i systemowych zmianach proteomicznych w odpowiedzi na leczenie dupilumabem u dzieci z AD. Wyniki podkreślają uzupełniające się role tape strips i surowicy w profilowaniu białek immunologicznych i bariery naskórkowej, podkreślając użyteczność minimalnie inwazyjnej techniki tape stripping do monitorowania odpowiedzi proteomicznych na terapie celowane. Ponadto kilka białek mierzonych zarówno w skórze, jak i w surowicy korelowało z nasileniem klinicznym, co sugeruje ich potencjalną użyteczność jako biomarkerów do monitorowania choroby i odpowiedzi na leczenie.

Zgodnie z naszymi wynikami na początku leczenia dupilumabem, Andersson i wsp. oraz McAleer i wsp. zaobserwowali podwyższone poziomy mediatorów wrodzonych (IL-18, IL-8, IL-1β) i chemokin rekrutujących limfocyty T (TARC, CTACK) w skórze zmienionej chorobowo pobranej techniką tape stripping od pediatrycznych pacjentów z AD, w porównaniu do skóry niezmienionej chorobowo i zdrowych kontroli. Podobnie Del Duca i wsp. zaobserwowali regulację w górę cytokin prozapalnych wrodzonych (IL-8, IL-1β) u dorosłych pacjentów z AD. W przeciwieństwie do naszych ustaleń, obserwowano regulację w górę IL-13 w skórze zmienionej chorobowo pobranej techniką tape stripping w porównaniu do biopsji skóry, prawdopodobnie ze względu na wyższą czułość analizy transkryptomicznej.

Nasze wyniki pokazują, że tape strips dokładnie rejestrują szybkie zahamowanie mediatorów odpowiedzi typu 2 TARC i PARC, zarówno w skórze zmienionej chorobowo, jak i niezmienionej, wraz z cytokinami prozapalnymi wrodzonymi IL-8 i IL-18 oraz chemokiną związaną z Th1 CXCL10 w skórze zmienionej chorobowo, co jest zgodne z ustaleniami u dorosłych. Chociaż nie oceniano tego w badaniach dorosłych pacjentów leczonych dupilumabem, zaobserwowaliśmy dodatkowo znaczące zahamowanie chemokiny rekrutującej limfocyty T – CTACK podczas leczenia w skórze zmienionej chorobowo.

Warto zauważyć, że PARC wyłonił się jako najsilniej skorelowane białko z nasileniem klinicznym zarówno w skórze, jak i w surowicy. Chociaż dowody na uogólnienie PARC jako biomarkera AD pozostają ograniczone ze względu na małą liczbę badań, te ustalenia sugerują jego potencjał i uzasadniają dalsze badania. Podobnie, wcześniejsze badania wykazały pozytywne korelacje między poziomami PARC w skórze i surowicy a nasileniem klinicznym. W niektórych badaniach PARC wykazało nawet silniejszą korelację z nasileniem klinicznym niż TARC, które w naszym badaniu wykazało istotną, ale mniej wyraźną korelację.

Wraz z rozwojem nowych celowanych terapii dla pediatrycznego AD, profilowanie proteomiczne staje się coraz ważniejsze dla zwiększenia wyboru pacjentów i leczenia, monitorowania leczenia, monitorowania skutków ubocznych i strategii zmniejszania dawki. Może również pomóc przewidzieć odpowiedź na leczenie i zaostrzenia AD.

Jakie wnioski płyną z badań nad dupilumabem?

Ograniczenia badania obejmują stosunkowo małą wielkość próby. Ponadto, rzeczywisty charakter naszego rejestru BioDay nie pozwolił na włączenie zdrowej grupy kontrolnej. Jednak poprzez porównanie skóry zmienionej chorobowo i niezmienionej oraz próbek przed i po leczeniu u tego samego pacjenta, każdy pacjent skutecznie służył jako własna kontrola. Rzeczywiste warunki kliniczne pozwalały pacjentom na stosowanie jednoczesnych terapii miejscowych, co mogło zniekształcić odpowiedź immunologiczną. Niemniej jednak, podanalizy nie wykazały istotnych różnic w poziomach białek w 16. tygodniu między pacjentami stosującymi miejscowe kortykosteroidy a tymi, którzy ich nie stosowali. Ponadto pacjenci byli obserwowani przez 16 tygodni, podczas gdy dłuższa obserwacja jest potrzebna do oceny długoterminowej trwałości zmian proteomicznych wywołanych przez dupilumab. Dodatkowo, eluowaliśmy tape strips w buforze zawierającym albuminę surowiczą, aby zmniejszyć utratę białek skórnych poprzez adsorpcję na powierzchniach plastikowych, co ogranicza porównanie z innymi badaniami, które normalizują eluowane białka do całkowitej ilości białek. Wreszcie, użyto ograniczonego panelu białek, tym samym potencjalnie wykluczając inne istotne białka.

Podsumowując, nasze ustalenia dostarczają wglądu w odrębne lokalne i systemowe zmiany proteomiczne w odpowiedzi na leczenie dupilumabem u pediatrycznych pacjentów z AD. Ustalenia te podkreślają uzupełniające się role tape strips i surowicy w profilowaniu białek immunologicznych i bariery naskórkowej, podkreślając użyteczność minimalnie inwazyjnej techniki tape stripping do monitorowania odpowiedzi proteomicznych na terapie celowane. Ponadto kilka białek mierzonych zarówno w skórze pobranej techniką tape stripping, jak i w surowicy korelowało z nasileniem klinicznym, co sugeruje ich potencjalną użyteczność jako biomarkerów do monitorowania choroby i odpowiedzi na leczenie.

Podsumowanie

Badanie przeprowadzone w holenderskim Szpitalu Dziecięcym Wilhelmina objęło 20 dzieci z atopowym zapaleniem skóry leczonych dupilumabem. Wykorzystując innowacyjną technikę tape stripping, naukowcy analizowali zmiany proteomiczne w skórze i surowicy pacjentów przez 16 tygodni terapii. Zaobserwowano znaczącą poprawę kliniczną – u 80% pacjentów nastąpiła redukcja objawów według skali EASI, a u 68,4% zmniejszenie świądu. Badanie wykazało istotne zmiany w profilach białkowych, szczególnie spadek mediatorów odpowiedzi typu 2 (TARC i PARC) oraz cytokin prozapalnych. Odkryto również, że niektóre białka silnie korelują z nasileniem choroby, co może być wykorzystane jako biomarkery w monitorowaniu skuteczności leczenia. Wyniki potwierdzają skuteczność dupilumabu w leczeniu atopowego zapalenia skóry u dzieci oraz wskazują na potencjał techniki tape stripping w monitorowaniu odpowiedzi na terapię.