ETIOPATOGENESI DELLE DERMATOSI BOLLOSE

1. ETIOPATOGENESI DELLE
DERMATOSI BOLLOSE
P. Fabbri
Direttore Dipartimento Scienze Dermatologiche
Università degli Studi di Firenze

2. DERMATOSI BOLLOSE (DB)
ACUTE CRONICHE
EREDITARIE
ACQUISITE

3. DB CRONICHE ACQUISITE
• DB GRUPPO PEMFIGO
• DB GRUPPO PEMFIGOIDI

4. DB CRONICHE EREDITARIE =
EPIDERMOLISI BOLLOSE (EB)
• EB SEMPLICE
• EB GIUNZIONALE
• EB DISTROFICA

5. DB CRONICHE ACQUISITE DEL
GRUPPO DEL PEMFIGO E DEI
PEMFIGOIDI
A PATOGENESI AUTOIMMUNITARIA
DB CRONICHE AUTOIMMUNI

6. DB EREDITARIE
• Mutazione dei geni che codificano
proteine strutturali (localizzate a livello
epidermico o della GDE) determinanti
per la COESIONE TRA EPIDERMIDE
E DERMA
Abnorme fragilità della cute a microtraumi →
→ BOLLE (MECHANOBULLOUS DISEASES)

7. Epidermolisi bollosa giunzionale
Epidermolisi bollosa distrofica

8. PARALLELISMO TRA ALCUNE DB
AUTOIMMUNI E DB EREDITARIE
(EPIDERMOLISI BOLLOSE)
Sono in gioco le stesse PROTEINE STRUTTURALI
→
DB AUTOIMMUNI TARGET REAZIONE
AUTOIMMUNE
→ FUNZIONALMENTE E
DB EREDITARIE
STRUTTURALMENTE
INADEGUATE (o assenti)

9. VARIETA’ PROTEINA DERMATOSI
COINVOLTA BOLLOSA
DI EB
AUTOIMMUNE
EB Laminina 5 PEMFIGOIDE
GIUNZIONALE MUCOSE
(Herlitz)
EB BP Ag 2 PEMFIGOIDE
GIUNZIONALE BOLLOSO
(Non Herlitz)
α6β4
EB GIUNZION. PEMFIGOIDE
CON ATRESIA MUCOSE
PILORICA
EB Collagene VII EBA
DISTROFICA

10. AUTOIMMUNE BULLOUS
DERMATOSES
arise in the context of a
BREAK IN THE IMMUNE
TOLERANCE to “SELF”

11. The MECHANISMS for abrogation of
self immune tolerance
appears to be MULTIFACTORIAL (including
both genetic and environmental factors), and lead
to DISREGULATED IMMUNE-ACTIVATION
AGAINST SELF-ANTIGENS and subsequent
TISSUE DAMAGE

12. Genetics factors
• MHC genes
• Non-MHC genes Unregulated
- complement immune
Breaking
- AIRE activation and
immune
tissue damages
- CTLA-4 tolerance to
self-antigen
- FAS
- FAS ligando
- Expression of CKs
(TNF-α, IL-10)
Enviromental factors
• Drugs Autoimmune
disease with
• Infections
autoreactive T
• Toxins
cells and
autoantibodies

13. ETIOPATOGENESI DB
CRONICHE AUTOIMMUNI
RISPOSTA IMMUNE DA
F. GENETICI PREDISPONENTI
AUTOAC E LINF. T
F. AMBIENTALI SCATENANTI AUTOREATTIVI
SPECIFICI AUTOATG
DSGs PR. STRUTT. GDE
F. DI REGOLAZIONE E
CONTROLLO (T-Reg)
LESIONE CUTANEA

14. DERMATOSI BOLLOSE DEL
GRUPPO DEL PEMFIGO
• P. volgare cronico • P. eritematoso
• P. vegetante • P. erpetiforme
• P. foliaceo endemico • P. IgA a tipo DPS
• P. foliaceo sporadico • P. IgA a tipo DNI
• P. Paraneoplastico (POEMS)
AUTO-ATC TARGET: DSGs

15. DB DEL GRUPPO DEL PEMFIGO
FATTORI GENETICI PREDISPONENTI
SIGNIFICATIVA CORRELAZIONE TRA DBGP E HLA
DR4 (DRβ1*0402)
DR14 (DR β1*1401; *1404)
PVC
DQ1 (DQ β1 *0503;*0302)
DR1 (DRβ1*0102)
PF SPORADICO DR4 (DR β1*0402; *0403; *0404)
DR14 (DQ β1*1401; *1402; *1406)
DR1 (DRβ1*0102)
DR4 (DR β1*0404; *0406; *0410)
PF ENDEMICO
DR16 (DQ β1*1602)

16. IMPORTANZA ASSOCIAZIONE
APLOTIPI HLA E PEMFIGO
Questi alleli codificano speciali molecole
MHC II classe (che sono espresse alla
superficie di APC) che accolgono in una
tasca i peptidi antigenici (desmogleine) in
modo particolarmente stabile. Solo così
possono presentare questi peptidi
antigenici in maniera efficiente ai
LINFOCITI T

18. DB DEL GRUPPO DEL PEMFIGO
F. AMBIENTALI SCATENANTI
PE sticides (organochlorine, organophosphates)
Malignancy
P harmaceuticals
H ormones (pillola contraccettiva)
I nfectious agents (HHV8, CMV, Arbovirus)
G astronomy (f. Alliacee; S=S)
U ltraviolet radiation (A, B, InfraR, Rx), ustioni
S tress FUMO: EFFETTO PROTETTIVO

19. FARMACI CAPACI DI SCATENARE
QUADRI DI PVC O PF
(pemfigo farmaco-indotto)
1. FARMACI CONTENENTI GRUPPI SULFIDRILICI
(penicillamina, captopril, auritiomalato di N,
tiopiridossina, tiopronina, 2-mercaptopropionilglicina)
2. FARMACI CONTENENTI GRUPPI FENOLICI
(cefedroxil, rifampicina, levodopa, eroina)
3. Altri: ACE-inibitori, Ca-antagonisti, NSAIDS,
glibenclamide, sartanici

20. FARMACI CAPACI DI SCATENARE
QUADRI DI PVC O PF
(pemfigo farmaco-indotto)
GRUPPI SULFIDRILICI, DISOLFURICI,
FENOLICI DI ALIMENTI E FARMACI
modificano le proprietà adesive o le
caratteristiche conformazionali delle
desmogleine

21. DBC DEL GRUPPO DEL
PEMFIGO: PATOGENESI
• Produzione automantenentesi nel tempo di
autoanticorpi IgG 1-4 antidesmogleine
• Questi autoatc non soltanto DIAGNOSTICI
ma anche DETERMINANTI → LESIONE
ACANTOLITICA
• Le DBG del gruppo del pemfigo non sono
malattie CON autoAc, ma malattie DA autoAc

22. IgG1 IgG2
IgG4
IgG3

23. • PF → DSG 1 → SOLO L. EPIDERMICHE
• PVC → DSG 3 → SOLO LES. MUCOSE
• PVC → DSG 3 + DSG 1 → L. CUTANEE E
MUCOSE

24. LA RISPOSTA AUTOANTICORPALE E’ DIRETTA
→EPITOPI CONFORMAZIONALI CA-
DIPENDENTI LOCALIZZATI NEI DOMAINS 1 E 2
DELLA PORZIONE EXTRACELLULARE DELLE
DSG1 e 3
SOLO GLI AUTO-ATC CON QUESTA
SPECIFICITA’ ANTIGENICA SONO DOTATI DI
ATTIVITA’ PATOGENA

25. PROVE DELLA “PATOGENICITA’”
DEGLI AUTOAC ANTI-DESMOGLEINE
NEL PEMFIGO
1. PROVE INDIRETTE
a. Concordanza tra sede di fissazione ATC e sede
iniziale formazione bolla
b. Correlazione tra titolo ATC e “CLINICA”
c. Neonati di madri con pemfigo → eruzioni
transitorie P-like
d. Allontanamento ATC attraverso plasmaferesi o
immunoassorbimento con DSG ricombinanti →
risoluzione lesioni

26. PROVE DELLA “PATOGENICITA’”
AUTOAC ANTI-DSG NEL PEMFIGO
2. PROVE DIRETTE
a. Riproduzione delle lesioni istologiche del P.
attraverso l’iniezione i.d. di siero del paziente nella
cute umana normale, cute di scimmia
b. IgG pemfigo → intraperitoneo topi BALB-c →
riproduzione malattia
c. Incubazione IgG (Fab’ monovalente) → cute
coltivata (skin organ-culture system) →
riproduzione malattia (CL, IST, IMM)
d. Topi DSG3-null: fenotipo = pazienti con PVC.

27. PROVE DIRETTE PATOGENICITA’ ATC ANTI-
DSG NEL PV/PF
MODELLI SPERIMENTALI MURINI
1. SCID mice → PBMC
di pazienti con PVC →
riproduzione della
patologia spontanea
dell’uomo.
Juhasz et al. J Clin Invest
92;2401;1993

28. MODELLI SPERIMENTALI MURINI
2. DSG3 -/- mice
↑
Immunizzato con rDSG3
I suoi splenociti → Rag2 -/-
immunodeficient mice
Riproduzione patologia
spontanea dell’uomo.
Amagai et al. J Clin Invest
105;625;2000

29. • Le DESMOGLEINE sono molecole
adesive transmembranarie calcio-
dipendenti che mediano i contatti cellula-
cellula, appartenenti alla famiglia delle
caderine desmosomiali.
• Nei desmosomi sono accoppiate ad altre
glicoproteine transmembranarie
denominate DESMOCOLLINE

32. MECCANISMI MOLECOLARI DI
INDUZIONE DELLA LESIONE
ACANTOLITICA NEL PEMFIGO
• Esclusi 2 meccanismi inizialmente proposti:
A. Attivazione C’
B. Attivazione di un meccanismo proteasico
↑
(↑ attivatori urokinasici del plasminogeno con
formazione di plasmina)
a) Frammenti Fab degli ATC anti-DSG →
lesione in topi neonati
b) IgG anti-DSG → lesioni P in “plasminogen
activator knock-out mice”

33. MECCANISMI MOLECOLARI DI
INDUZIONE DELLA LESIONE
ACANTOLITICA NEL PEMFIGO
1. STERIC HINDRANCE (IMPEDIMENTO STERICO)
Gli epitopi riconosciuti dagli autoac anti-DSG nel P sono
localizzati sulle stesse sequenze aminoacidiche delle DSG (EC1)
che assicurano l’adesione cellula-cellula.
L’unione AUTOATC/DSG altera la funzione adesiva (modif.
conformazionali) delle DSG → ACANTOLISI
Shimitzu et al. J Invest Derm 122:1145;2004

34. MECCANISMI MOLECOLARI DI
INDUZIONE DELLA LESIONE
ACANTOLITICA NEL PEMFIGO
2. Attivazione di un meccanismo proteinasico
MMP-9-dipendente
Cirillo et al. J Cell Physiol 212:36;2007
3. Deplezione delle desmogleine di superficie
attraverso la loro accelerata
internalizzazione e distruzione
Chernyavsky et al. J Biol Chem 282:13804;2007

35. MECCANISMI MOLECOLARI DI
INDUZIONE DELLA LESIONE
ACANTOLITICA NEL PEMFIGO
4. “ANTIBODY-MEDIATED INTRACELLULAR
SIGNALING”.
L’interazione AUTO-ATC/DSG attiva un
meccanismo di trasduzione di segnale all’interno
della cellula
↑ inositolo-trifosfato, mobilizzaz. Ca++ intracellulare
•
• Formazione di diacil-glicerolo
• Fosforilazione e/o glicosilazione di proteine citoplasm.

36. M. MOLECOL. INDUZIONE ACANTOLISI
• Fosforilazione e/o glicosilazione di proteine
citoplasmatiche “membrane bound”
A. PLACOGLOBINE → rottura legame con DSG
EGF-R ACANTOLISI
B. PROTEINKINASI C (PKC):
Fosforilazione P38 MITOGEN ACTIVATED PK MAPK2 HSP27
Collasso citoscheletro
APOPTOSI (FI di CK e actina)
ACANTOLISI

37. APOPTOSI E ACANTOLISI
• Aumentata attività apoptotica nella cute
lesionale e perilesionale di p. con PV
• Atc pemfigo sono capaci di indurre apoptosi
in K in coltura (frammentazione di DNA; ↑
espressione di molecole proaptotiche FasR,
FasL, Bax, P58; deplezione di molecole
antiapoptotiche: Bcl2 e FLIPL; attivazione
caspasi 1,3,8).

38. Apoptosis is not required for acantholysis in pemphigus vulgaris
Enno Schmidt,1* Judith Gutberlet,2* Daniela Siegmund,3 Daniela
Berg,3 Harald Wajant,3and Jens Waschke2*
Am J Physiol Cell Physiol 296: C162–C172, 2009.
Taken together, our study demonstrates that acantholysis in
early pemphigus skin lesions as well as in keratinocyte cultures
in vitro occurs in the absence of apoptosis and that inhibition
of apoptosis does not ameliorate the effects of PV-IgG such as
keratinocyte dissociation and loss of desmosomes. Therefore,
apoptosis, which is detectable in some PV skin lesions and also
may occur under some experimental conditions in vitro, appears
to arise secondary to acantholysis, a process that is
referred to as anoikis.

39. L’ACANTOLISI NEL PEMFIGO E’
SOLTANTO LA CONSEGUENZA
DELL’INTERAZIONE DSGs AUTOAC
ANTI-DSG?
SONO PRESUMIBILMENTE COINVOLTI
ALTRI SISTEMI:
• RECETTORI MUSCARINICI PER L’ACH
(α9, α3) /ATC-SPECIFICI
α 80-85% P. con PVC
• PEMFAXINA (75 Kd) / ATC-SPECIFICI

40. LA PATOGENESI DELLE DBG PEMFIGO
E’ PATOGENETICAMENTE CORRELATA:
• NON SOLO ALLA PRODUZIONE DI
SPECIFICI AUTO-ATC ANTI-DSGs
• MA ANCHE ALL’ATTIVITA’ DI
LINFOCITI T AUTOREATTIVI (CHE
RICONOSCONO GLI STESSI EPITOPI
IMMUNODOMINANTI DELLE DSGs)

41. LINFOCITI T AUTOREATTIVI E
DBG PEMFIGO (e pemfigoidi)
• Linfociti T autoreattivi anti-DSG:
1. Determinano l’attivazione di linfociti B
specifici → autoAc antiDSGs (Th1, Th2)
2. Controllano la risposta autoimmune
(linfociti T reg)
3. Contribuiscono amplificazione e
automantenimento flogosi tissutale
(linfociti T effettori cutanei)

42. Linfociti T autoreattivi anti-DSG attivano i linfociti B

43. Linfociti T regolatori controllano risposta autoimmune

44. 2) Nel Pemfigo volgare cronico:
a. Significativa riduzione quantitativa n T
Reg (CD4+, CD25 high+, FOX P3+),
agiscono con meccanismo di interazione
cellulare
(Sugiyamo et al. Exp dermatol 2007;214:210)
b. Significativa riduzione quantitativa TR1
(adaptative Treg secernenti IL-10)
(Veldman et al. J Immunol 2004;172:648)

45. 3) LINFOCITI T AUTOREATTIVI sono
dimostrabili anche nella cute lesionale del
PVC e del PF.
• Sono CD4+, CD25+, DR+, CD30+ (E/D)
• Producono IL-4, IL-5 (Th2)
• Contribuiscono all’amplificazione e
all’automantenimento flogosi cutanea →
richiamo GN e GE; attivazione K →
α
IL1α, IL6 → acantolisi
Caproni et al. J Immunol 2006

46. Malattie Autoimmuni GDE Clinical, Histologic, and Immunopathologic Features of
Bullous, Gestational, and Mucous Membrane Pemphigoid
gruppo pemfigoidi
• Pemfigoide bolloso
• Pemfigoide gravidanza
• Pemfigoide cicatriziale
• Dermatite IgA lineari
marker immunopatologico
deposito in situ
di autoanticorpi rivolti contro
antigeni specifici della GDE
Yancey, K. B. et al. JAMA 2000;284:350-356.

47. DERMAL-
DERMAL-EPIDERMAL JUNCTION AND AUTOIMMUNE BULLOUS DISEASES
BP230 BP, CP
BP180 BP, PG, CP, LAD
α 6β 4 CP
lam 5 CP
Yancey KB. JCI, 2005

48. PEMFIGOIDE BOLLOSO: FATTORI
GENETICI PREDISPONENTI
• Associazione altamente significativa con
antigeni MHC di II classe
• DQ1 → Allele DQβ1*301
β

49. PEMFIGOIDE BOLLOSO: FATTORI
AMBIENTALI SCATENANTI
1. Radiazioni UVA, UVB, PUVA,
radioterapia
2. Ustioni da calore e chimiche
3. Polimicrotraumatismi
4. Farmaci (furosemide, fenacetina,
penicillamina, ampicillina, fluorouracile
topico)

50. PEMFIGOIDE BOLLOSO:
PATOGENESI
Produzione automantenentesi nel
tempo di autoanticorpi contro
antigeni glicoproteici
dell’emidesmosoma dei
cheratinociti basali
BPAg1 (230 kD) BPAg2 (180 kD)

51. GLI AUTOATC DEL PB SONO
IgG1 NELLE FASI INIZIALI
IgG4 NELLE FASI TARDIVE
FISSAZIONE DEL C’ SU SEZIONI CUTANEE CRIOSTATATE
IgG2 IgG1 IgG4

52. ANTIGENI RICONOSCIUTI DAGLI
AUTO-Ac DIMOSTRABILI NEL PB
1. BPAg1 (230 kD) appartenente alla famiglia delle
desmoplachine è contenuto all’interno
dell’emidesmosoma e ha la funzione di ancorare i
filamenti intermedi di CK al desmosoma.
FUNZIONE DI STABILIZZARE IL
CITOSCHELETRO DEI K BASALI
2. BPAg2 (180 kD) proteina trnsemidesmosomiale
corrispondente ai filamenti ancoranti della ME,
localizzata (nella sua parte extramembranaria) in
LL.
FUNZIONE: ANCORAGGIO EMIDESMOSOMA
KB ALLA GDE

53. BP230 (BPAg1) - 6p11-p12
6p11-
proteine citoplasmatiche HD
famiglia delle plachine
organizzazione citoscheletro
COOH-
COOH- filamenti di cheratina
NH2- BP180 e integrina β4
BP180 (BPAg2) - 10q24.3
proteine transmembrana HD
ancoraggio del K alla membrana basale
NH2 ICD -integrina β4, plectina
NC16A - integrina α6 Autoatc “PATOGENI”
ECD - laminina-5
laminina-
Borradori L, Sonnenberg A. Structure and function of hemidesmosomes: more than simple adhesion
complexes. J Invest Dermatol, 1999

54. PROVE INDIRETTE
DELLA”PATOGENICITA’”
DEGLI ANTICORPI ANTI-BPAg2
1. Sede di fissazione in lamina lucida
esattamente dove ha inizio la lesione bollosa
2. Correlazione titolo autoanticorpale e
“clinica”
3. Immunoassorbimento attraverso BPAg2
ricombinante → risoluzione delle lesioni
4. Neonati di p. HG → lesioni PB-like

55. PROVE DIRETTE
DELLA”PATOGENICITA’”
DEGLI ANTICORPI ANTI-BPAg
1. Riproduzione delle lesioni del PB attraverso l’iniezione
di IgG di pazienti nella cornea di coniglio
2. Sezioni di cute umana normale cementati con IgG1 di
pz con PB → separazione d-e, attivazione C’, adesione
di leucociti neutrofili alla g.d.e.
3. Passive transfer di auto-Ac anti-BPAg2 in topi neonati
→ riproduzione malattia
modello sperimentale determinante per comprendere
meccanismi molecolari lesione

56. • Solo gli autoAc anti-BPAg2 (collagene XVII)
sono patogeneticamente rilevanti
• Questi auto-atc riconoscono (nella grande
maggioranza dei casi) sequenze aminoacidiche
contenute nel domain non collagenico 16
(NC16A)

57. proteina transmembrana
orientamento tipo II
NH2- citoplasma del K basale
COOH-
COOH- extracellulare
forme solubili
LAD-1 (120kd)
LAD-
LABD97 (97kd)
alternanza di
domini collagenici (C)
non collagenici (NC)
Zillikens D. Keio J Med, 2002
la porzione EC del 16th domino non-collagenico (NC16A),
non-
suddiviso in sei frammenti (NC16A1-NC16A5) di 15aa, è
(NC16A1-
il target maggiore degli autoanticorpi nel PB e nell’HG
(epitopi MCW-0 - MCW3)
MCW-

58. BP180 - DETERMINANTI ANTIGENICI nei pemfigoidi (BP - HG)
ICD
AA 151-170
AA 176-203
MCW-1
ECD
AA 1080-1107
AA 1331-1404
Zillikens D et al. J Invest Dermatol 1997
Lin MS et al. Clin Immunol, 1999
Schmidt E et al. Br J Dermatol 2001
Di Zenzo G et al. J Invest Dermatol 2004

59. MECCANISMI MOLECOLARI DI
INDUZIONE DELLA BOLLA NEL PB
• IgG1 anti-BPAg2 → fissazione sullo specifico autoAg
(epitopo NC16A)
• Attivazione C’ (via classica)
↑ Permeabilità microvasi Eritema, edema,
Chemiot. G.E
• C3a C5a C5-6-7 Degranulaz. mastociti
↑ Chemiotassi neutrofilica

60. PB: MECCANISMO DI
FORMAZIONE DELLA BOLLA
G. EOSINOFILI → GELATINASI
BOLLA
G. NEUTROFILI → ELASTASI
Adesione FC delle IgG1 Danneggiamento
fissate alla GDE emidesmosoma
Frammentazione BPAg2 BPAg1
IgE antiBPAg2 fissate sui AutoAc anti-BPAg1
mastociti

61. L’elastasi dei neutrofili gioca un
ruolo determinante nella
formazione del distacco D-E

62. L’ ELASTASI NEUTROFILICA E’
FISIOLOGICAMENTE DEGRADATA
α
DALL’α1 ANTIPROTEINASI TISSUTALE
• QUESTA DEGRADAZIONE E’ INIBITA
DALLA MMP-9 o GELATINASI-B
• L’MMP-9 E’ ATTIVATA DALLE CHIMASI
MASTOCITARIE E DALLA PLASMINA
CHERATINOCITARIA

63. meccanismo del danno tissutale
1. legame
5. distacco
autanticorpi
dermo-
dermo-epidermico
a BP180
amplificazione
del danno
tissutale
2. attivazione
4. rilascio di proteasi
complemento
e degradazione delle
e mast cellule
molecole di adesione
3. recruitment
e attivazione citochine
neutrofili chemochine
eosinofili
NC16A+
T linfociti

64. RUOLO DEI LINFOCITI T NEL PB
1. Attivazione linfociti B
2. Controllo risposta autoimmune (linfociti
T Reg → Tr-1 non quantitativamente
ridotti)
3. Amplificazione ed automantenimento del
danno (linfociti T effettori prev. Th2:
• Chemiotassi GE e attivazione M (IL-4, IL-5)
↑ α
• Attivazione K (↑IL-8, IL-1, TNF-α)