Mechanizmy molekularne leżące u podstaw patogenezy zapalenia wielomięśniowego są niezwykle złożone i obejmują wielopoziomowe zaburzenia procesów komórkowych. Proces chorobowy charakteryzuje się aktywacją licznych szlaków sygnałowych, które prowadzą do uszkodzenia włókien mięśniowych i charakterystycznych objawów klinicznych1.
Szlak sygnałowy NF-κB
Jądrowy czynnik kappa B (NF-κB) stanowi centralny element w molekularnej patogenezie zapalenia wielomięśniowego. Cytokiny prozapalne, takie jak IL-1α i IL-17, regulują w górę szlak sygnałowy NF-κB, zwiększając ekspresję cząsteczek głównego układu zgodności tkankowej klasy I2. Aktywacja tego szlaku prowadzi również do bezpośredniego uszkodzenia miofibryli poprzez negatywny wpływ na zdolność różnicowania miocytów2.
Nadekspresja MHC klasy I na włóknach mięśniowych pacjentów z zapaleniem mięśni i w transgenicznym mysim modelu zapalenia mięśni prowadzi do aktywacji szlaków odpowiedzi NF-κB i stresu retikulum endoplazmatycznego. W ten sposób ekspresja MHC klasy I w mięśniu szkieletowym łączy klasyczne mechanizmy immunologiczne (poprzez limfocyty CD8 T) i nieimmunologiczne (stres ER) uszkodzenia i upośledzenia mięśni1. Ten mechanizm ilustruje, jak pojedynczy czynnik molekularny może aktywować różne ścieżki patogenetyczne.
Stres retikulum endoplazmatycznego
Stres retikulum endoplazmatycznego (ER) został zaproponowany jako jeden z kluczowych mechanizmów nieimmunologicznych w patogenezie zapalnych miopatii. Mechanizm ten został opisany na podstawie obserwacji zarówno z badań na ludziach, jak i z zwierzęcego modelu zapalenia mięśni – transgenicznego modelu MHC klasy I3. Stres ER może przyczyniać się do dysfunkcji komórek mięśniowych poprzez zakłócenie prawidłowego fałdowania białek i homeostazy komórkowej.
Wspólną cechą w biopsji mięśni od pacjentów z zapaleniem mięśni jest nadekspresja MHC klasy I, która aktywuje szlaki odpowiedzi na stres ER. Ten mechanizm może tłumaczyć, dlaczego uszkodzenie mięśni utrzymuje się nawet po kontroli odpowiedzi zapalnej, ponieważ stres ER może prowadzić do trwałych zaburzeń funkcji komórkowych1. Badania wskazują również na możliwość, że stres ER może być wczesnym wydarzeniem w patogenezie, poprzedzającym masywną infiltrację komórek zapalnych.
Cytokiny i mediatory prozapalne
W molekularnej patogenezie zapalenia wielomięśniowego kluczową rolę odgrywają różnorodne cytokiny prozapalne. Badania wykazały znaczący wzrost stężenia interleukiny-21 (IL-21) zarówno w mięśniach, jak i surowicy pacjentów, wraz ze zwiększoną ekspresją receptorów IL-21R w uszkodzonych włóknach mięśniowych4. IL-21 może działać jako kluczowy regulator odpowiedzi zapalnej i przyczyniać się do utrzymania stanu patologicznego.
Inne istotne cytokiny obejmują limfotoksynę (LT), której ekspresja jest regulowana w górę w zapaleniu wielomięśniowym i odgrywa ważną rolę w uszkodzeniu mięśni oraz organizowaniu reakcji zapalnej5. Transformujący czynnik wzrostu beta (TGF-β) i białko grupy wysokiej mobilności 1 (HMG-1) indukują zmęczenie mięśni poprzez zmniejszenie uwalniania wapnia, co bezpośrednio wpływa na funkcję skurczową mięśni6.
Zaburzenia metaboliczne i energetyczne
Molekularne podstawy osłabienia mięśni w zapaleniu wielomięśniowym obejmują również znaczące zaburzenia metaboliczne. Hipoksja może zmniejszać poziomy fosfokreatyny i adenozynotrifosforanu (ATP) w mięśniach, prowadząc do zmęczenia i osłabienia mięśni6. Te zaburzenia energetyczne mogą być wtórne do uszkodzenia mikronaczyń lub bezpośredniego wpływu mediatorów zapalnych na mitochondria.
Wykazano również, że sygnały z układu odpornościowego, zwane interferonami typu I, zmniejszają zdolność komórek mięśniowych do wytwarzania energii poprzez mitochondria. Gdy komórki mięśniowe nie mogą wytworzyć wystarczającej ilości energii, nie są w stanie naprawiać się po uszkodzeniu. Osłabienie i słaba zdolność naprawy uszkodzeń mięśni obserwowana w zapaleniu mięśni może być spowodowana tym, że interferony zmniejszają zdolność komórek mięśniowych do produkcji energii poprzez mitochondria7.
Szlaki sygnałowe interferonowe
Badania molekularne wykazały, że geny regulowane w górę w zapaleniu wielomięśniowym i skórno-mięśniowym są znacząco wzbogacone w szlaki sygnałowe interferonu, sekrecję białek i odpowiedź na nieprawidłowo sfałdowane białka8. Te obserwacje wskazują na istotną rolę szlaków interferonowych w patogenezie choroby i mogą tłumaczyć niektóre cechy kliniczne, takie jak objawy systemowe i podatność na infekcje wirusowe.
Szczególnie interesujące jest odkrycie, że receptor RIG-I, ważny w odpowiedzi przeciwwirusowej, jest nadmiernie obecny w mięśniach pacjentów z dermatomyozytem, ale nie w innych zapalnych miopatiach. Badania in vitro sugerują, że aktywność tego enzymu może wyjaśniać utrzymujący się mechanizm autoimmunologiczny w mięśniu9. To odkrycie łączy odpowiedź przeciwwirusową z mechanizmami autoimmunologicznymi w patogenezie.
Molekularne biomarkery genetyczne
Analiza molekularna zidentyfikowała potencjalne biomarkery genetyczne, w tym 10 polimorfizmów pojedynczego nukleotydu (SNP), które mogą odgrywać kluczową rolę w napędzaniu zapalenia wielomięśniowego i skórno-mięśniowego8. Wykazano również, że nieprawidłowa ekspresja TMSB10 może być związana z nabytymi nowotworami złośliwymi w tych chorobach10.
Znaczenie wariantów genetycznych w ekspresji genów zostało podkreślone w badaniach molekularnych. Wykryte egeny z tkanki skóry narażonej na słońce były podkreślane w poprzednich badaniach i mogą być interpretowane jako potencjalni kandydaci na cis-eQTL10. Te odkrycia molekularne mogą w przyszłości prowadzić do rozwoju nowych celów terapeutycznych i biomarkerów diagnostycznych.













