La Interleucina-18 Exacerba la Inflamación Cutánea y Afecta la Formación de Microabscesos y Escamas en un Modelo de Psoriasis Inducida por Imiquimod en Ratones
La psoriasis es una enfermedad inflamatoria crónica de la piel que afecta al 2% al 3% de la población mundial. A pesar de las extensas investigaciones, la etiología exacta de la psoriasis sigue sin estar clara, aunque se cree que implica una interacción compleja de citocinas y quimiocinas producidas por diversas células inmunes y tisulares. Entre estas citocinas, la interleucina-18 (IL-18), una potente citocina proinflamatoria de la familia de la IL-1, ha sido implicada en la patogénesis de la psoriasis. Estudios previos han demostrado que los niveles de IL-18 están elevados en las lesiones tempranas activas y progresivas de la psoriasis en placas, y los niveles séricos o plasmáticos de IL-18 se correlacionan con el Índice de Severidad y Área de la Psoriasis (PASI). Sin embargo, los mecanismos específicos por los cuales la IL-18 exacerba la inflamación psoriásica siguen siendo poco comprendidos. Este estudio tuvo como objetivo investigar el papel de la IL-18 en un modelo de psoriasis inducida por imiquimod (IMQ) en ratones, utilizando ratones knockout (KO) para IL-18 y ratones de tipo salvaje (WT) para dilucidar los efectos de esta citocina en la inflamación cutánea, las características patológicas y los perfiles de citocinas.
Introducción
La psoriasis se caracteriza por la proliferación anormal de queratinocitos, la infiltración de células inmunes y la producción de citocinas proinflamatorias. Se cree que la enfermedad es impulsada por las células T colaboradoras 1 (Th1) y 17 (Th17), que secretan citocinas como el interferón-gamma (IFNγ) y la interleucina-17 (IL-17), respectivamente. La IL-18, una citocina estructural y funcionalmente similar a la IL-1β, desempeña un papel crítico en la activación de las células Th1 y en la promoción del desarrollo de las células Th17 en colaboración con la IL-23. Se sabe que la IL-18 sinergiza con la IL-23 para potenciar la hiperplasia epidérmica y la inflamación similares a la psoriasis. A pesar de estos hallazgos, los mecanismos precisos por los cuales la IL-18 contribuye a la patogénesis de la psoriasis siguen sin estar claros. Este estudio buscó abordar esta brecha examinando los efectos de la IL-18 en un modelo de psoriasis inducida por IMQ en ratones, centrándose en la inflamación cutánea, los perfiles de citocinas y las características patológicas como los microabscesos y la formación de escamas.
Métodos
Modelo de Ratón y Tratamiento
Se utilizaron ratones C57BL/6 y ratones KO para IL-18 (fondo C57BL/6) en este estudio. Los ratones se dividieron en cuatro grupos: grupo control WT (n=12), grupo control KO para IL-18 (n=12), grupo WT + IMQ (n=13) y grupo KO para IL-18 + IMQ (n=11). La piel dorsal de los ratones fue afeitada para exponer un área de 2 cm x 3 cm. Los ratones tratados con IMQ recibieron una aplicación diaria de 62.5 mg de crema de IMQ al 5%, mientras que los ratones control recibieron un volumen equivalente de crema de vaselina. Las muestras de piel se recolectaron de todos los ratones el día 8 después del tratamiento.
Evaluación de la Inflamación Cutánea
La severidad de la inflamación cutánea inducida por IMQ se evaluó utilizando un sistema de puntuación basado en el PASI clínico. La eritema, la descamación y el engrosamiento se puntuaron independientemente de 0 a 4, con puntuaciones acumulativas que oscilaban entre 0 y 12. La puntuación fue realizada por tres investigadores independientes.
Análisis Histopatológico
Las muestras de piel se sometieron a tinción con hematoxilina y eosina (H&E) para evaluar características patológicas como la acantosis, la infiltración celular dérmica, los microabscesos de Munro y la formación de escamas. Se realizaron mediciones del grosor de la acantosis, el área de las escamas y el área de los microabscesos utilizando el software Image-Pro Plus. También se realizaron recuentos celulares en la capa dérmica.
Perfil de Citocinas
El ARN total se extrajo de las biopsias de piel y se transcribió inversamente en ADNc. Se utilizó la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) en tiempo real para cuantificar los niveles de expresión de citocinas relacionadas con la psoriasis, incluyendo IL-1β, IL-4, IL-12, IL-15, IL-17, IL-23, IL-27 e IFNγ. Se realizó inmunohistoquímica (IHC) para evaluar los niveles de proteína de IL-1β, IL-27, CXCL1 y Ly6g.
Resultados
La IL-18 Exacerba la Inflamación Cutánea Inducida por IMQ
Los ratones WT tratados con IMQ desarrollaron eritema, engrosamiento epidérmico y escamas plateadas, mientras que los ratones KO para IL-18 mostraron lesiones cutáneas más leves. Las puntuaciones PASI revelaron que los ratones WT inducidos por IMQ exhibieron eritema, descamación y engrosamiento significativos desde el día 2 hasta el día 7, con una regresión el día 8. En contraste, los ratones KO para IL-18 mostraron un aumento continuo de los síntomas durante el período de 8 días. Las puntuaciones PASI acumulativas fueron significativamente más bajas en los ratones KO para IL-18 en comparación con los ratones WT desde el día 3 hasta el día 7, lo que indica que la IL-18 exacerba la inflamación cutánea inducida por IMQ.
Hallazgos Histopatológicos
La tinción H&E mostró que los ratones KO para IL-18 inducidos por IMQ exhibieron una acantosis más leve (98.46 ± 14.12 μm vs. 222.68 ± 71.10 μm) y una infiltración celular dérmica menor (572.25 ± 47.45 células/campo vs. 762.47 ± 59.59 células/campo) en comparación con los ratones WT. Los ratones control no mostraron inflamación significativa ni engrosamiento epidérmico.
La IL-18 Influye en los Microabscesos de Munro y la Formación de Escamas
Los ratones KO para IL-18 inducidos por IMQ tuvieron áreas significativamente más grandes de microabscesos de Munro (11,467.83 ± 5,112.09 μm² vs. 4,093.19 ± 2,591.88 μm²) y escamas (100,935.24 ± 41,167.77 μm² vs. 41,604.41 ± 14,184.10 μm²) en comparación con los ratones WT. Estos hallazgos sugieren que la IL-18 puede desempeñar un papel en la formación de estas características patológicas.
Perfil de Citocinas
El análisis de PCR en tiempo real reveló que los ratones KO para IL-18 inducidos por IMQ tuvieron niveles significativamente más altos de ARNm de IL-1β (343.04 vs. 54.99), IL-27 (1,360.68 vs. 373.15) e IL-4 (6,276.45 vs. 1,312.03) en comparación con los ratones WT. En contraste, los niveles de ARNm de IL-17 disminuyeron en los ratones KO para IL-18 (89.29 vs. 188.34). La IHC confirmó niveles aumentados de proteína de IL-1β e IL-27 en los ratones KO para IL-18, consistentes con los hallazgos de ARNm.
Infiltración de Neutrófilos y Expresión de CXCL1
El análisis inmunohistoquímico mostró que los ratones KO para IL-18 inducidos por IMQ tuvieron niveles significativamente más bajos de expresión de CXCL1 (0.19 ± 0.01 vs. 0.75 ± 0.14), una quimiocina involucrada en el reclutamiento de neutrófilos. Sin embargo, Ly6g, un marcador para neutrófilos, aumentó significativamente en la epidermis de los ratones KO para IL-18 (0.23 vs. 0.01), sugiriendo un potencial papel de la IL-18 en la infiltración de neutrófilos.
Discusión
Este estudio proporciona evidencia convincente de que la IL-18 exacerba la inflamación cutánea inducida por IMQ en ratones. Los hallazgos demuestran que la deficiencia de IL-18 resulta en lesiones cutáneas más leves, reducción de la acantosis y disminución de la infiltración celular dérmica. Sin embargo, los ratones KO para IL-18 exhibieron áreas más grandes de microabscesos de Munro y escamas, lo que indica que la IL-18 puede influir en estas características patológicas. Los datos del perfil de citocinas sugieren que la IL-18 regula al alza las citocinas proinflamatorias como la IL-17 mientras regula a la baja las citocinas protectoras como la IL-4 y la IL-27. Además, la IL-18 parece promover la infiltración de neutrófilos, como lo evidencia el aumento de la expresión de Ly6g en la epidermis de los ratones KO para IL-18.
Los niveles elevados de IL-1β en los ratones KO para IL-18 pueden reflejar un mecanismo compensatorio debido a las similitudes estructurales y funcionales entre la IL-18 y la IL-1β. Ambas citocinas son miembros de la familia de la IL-1 y comparten vías de señalización, incluyendo la activación del factor nuclear-kappa B (NF-κB). El aumento de la expresión de IL-4 e IL-27 en los ratones KO para IL-18 sugiere que la IL-18 puede inhibir estas citocinas protectoras, exacerbando así la inflamación. La IL-4 es conocida por sus propiedades antiinflamatorias, mientras que la IL-27 puede inhibir la actividad de la IL-18 al potenciar la proteína de unión a la IL-18 (IL-18BP).
El papel de los neutrófilos en la psoriasis sigue siendo controvertido. Aunque los neutrófilos son un componente clave de los microabscesos de Munro, su contribución exacta a la severidad de la enfermedad no está clara. El aumento de la expresión de Ly6g en los ratones KO para IL-18 sugiere que los neutrófilos pueden ser más abundantes en la epidermis, aunque esto no se correlacionó con lesiones cutáneas más severas. Esta discrepancia justifica una mayor investigación.
Conclusión
En conclusión, este estudio destaca el papel crítico de la IL-18 en la exacerbación de la inflamación cutánea inducida por IMQ en ratones. La deficiencia de IL-18 resulta en lesiones cutáneas más leves, reducción de la acantosis y disminución de la infiltración celular dérmica, pero áreas más grandes de microabscesos de Munro y escamas. Los datos del perfil de citocinas sugieren que la IL-18 regula al alza las citocinas proinflamatorias y regula a la baja las citocinas protectoras, agravando así la inflamación psoriásica. Además, la IL-18 puede influir en la infiltración de neutrófilos y la formación de características patológicas como los microabscesos y las escamas. Estos hallazgos proporcionan valiosas ideas sobre los mecanismos por los cuales la IL-18 contribuye a la patogénesis de la psoriasis y pueden informar el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas dirigidas a la IL-18 en el tratamiento de la psoriasis.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000140