Псориаз: масштаб проблемы и ограничения существующих подходов

Псориаз — хроническое рецидивирующее воспалительное заболевание кожи — поражает, по различным оценкам, от 2 до 3% населения планеты и занимает одно из центральных мест среди иммуноопосредованных дерматозов. Наиболее распространенная форма заболевания — бляшечный псориаз — проявляется четко очерченными эритематозными бляшками с серебристыми чешуйками, чаще всего локализованными на волосистой части головы, локтях и коленях. Помимо выраженного физического дискомфорта, болезнь нередко сопровождается тревожными и депрессивными расстройствами, существенно снижающими качество жизни пациентов, а также ассоциирована с системными нарушениями — метаболическим синдромом и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

В основе патогенеза лежит аномальная пролиферация кератиноцитов, избыточный синтез коллагена фибробластами и инфильтрация воспалительными клетками — прежде всего Th1- и Th17-лимфоцитами. Ключевую роль в инициации и поддержании воспалительного каскада играют макрофаги: они стимулируют дифференцировку Т-клеток в Th17, активируют нейтрофилы и усиливают пролиферацию кератиноцитов через секрецию провоспалительных цитокинов — TNF-α, IL-36γ, IL-23 [2].

Арсенал терапевтических опций при псориазе достаточно широк — топические кортикостероиды, фотолечение, системные иммунодепрессанты (метотрексат, циклоспорин), генно-инженерные биологические препараты, — однако каждый из подходов имеет существенные ограничения. Длительное использование топических стероидов ведет к атрофии кожи; иммунодепрессанты несут риск поражения печени и почек; биологические препараты, несмотря на высокую эффективность у части пациентов, отличаются высокой стоимостью и потенциалом серьезных нежелательных явлений, включая повышенный риск инфекций [3]. Все это определяет острую потребность в разработке новых, более безопасных и прицельно действующих терапевтических стратегий — особенно тех, которые воздействуют непосредственно на иммунные клетки, инициирующие воспаление. Именно такой подход предложил научный коллектив из Пекинского университета и Центрально-Южного университета (Китай) в работе, опубликованной в журнале Biomaterials [1].

Эмодин и его ограничения: почему нужна наноупаковка

Эмодин — природный антрахинон, выделяемый из различных лекарственных растений (в частности, ревеня, крушины, горца), — давно привлекает внимание исследователей. Он обладает противовоспалительными, антиоксидантными и иммуномодулирующими свойствами и в экспериментальных работах продемонстрировал способность ослаблять симптомы псориаза: подавлять выработку провоспалительных цитокинов IL-6, IL-23 и TNF-α в макрофагах, снижать продукцию TNF-α и IL-17 в Т-клетках и тормозить пролиферацию кератиноцитов через путь STAT3.

Принципиально важно и другое свойство эмодина, выявленное авторами данной работы в предшествующих исследованиях: молекула является двухфотонно-возбуждаемым (two-photon-excited, TPE) фотосенсибилизатором. Это означает, что под воздействием фемтосекундного лазера с длиной волны 800 нм она способна генерировать активные формы кислорода (АФК) и уничтожать опухолевые клетки, обеспечивая при этом глубокотканную визуализацию. Такие двойные возможности — диагностика и терапия одновременно — делают эмодин перспективным кандидатом для лечения псориаза [4].

Главное препятствие для его клинического применения — крайне низкая растворимость в воде и слабое трансдермальное проникновение. Для преодоления этих барьеров авторы разработали липосомальную форму — липосомальный эмодин (liposomal emodin, LE). Липосомы — сферические везикулы с фосфолипидным бислоем — широко применяются в клинической практике благодаря отличному профилю безопасности, биосовместимости и способности радикально улучшать биодоступность гидрофобных молекул [5]. Оптимизированные липосомы с диаметром 100 нм демонстрировали стабильность в различных растворителях на протяжении не менее 7 суток и значительно усиливали двухфотонные флуоресцентные свойства заключенного в них эмодина.

Двухфотонная визуализация: глубже, точнее, информативнее

В основе флуоресцентной микроскопии лежит простой физический принцип: молекула-флуорофор поглощает фотон и переходит в возбужденное состояние, а затем, возвращаясь в исходное, испускает фотон с большей длиной волны — этот вторичный свет (флуоресценция) и регистрирует детектор микроскопа, формируя изображение.

В стандартной (однофотонной) флуоресцентной микроскопии для возбуждения флуорофора используется лазер с короткой длиной волны (~400 нм, ближний ультрафиолет). Такое излучение сильно рассеивается и поглощается тканями, поэтому метод позволяет исследовать лишь поверхностные слои кожи.

Двухфотонная лазерная микроскопия основана на ином принципе: молекула возбуждается не одним, а двумя фотонами одновременно, каждый из которых несет вдвое меньше энергии и имеет вдвое большую длину волны (~800 нм, ближний инфракрасный диапазон). Такое излучение значительно глубже проникает в ткани, меньше рассеивается и не повреждает окружающие клетки. Возбуждение при этом происходит только в крошечном фокальном объеме, где плотность фотонов достаточно высока, — что обеспечивает высокое пространственное разрешение и сниженную фототоксичность по сравнению с однофотонными методами.

Нанесение LE на псориатические очаги кожи мышей существенно усиливало флуоресцентный сигнал, позволяя четко визуализировать скопления воспалительных клеток. Авторы также провели пилотные двухфотонные исследования на биоптатах кожи человека: в псориатических участках интенсивность флуоресценции после нанесения LE была значительно выше, чем в контрольных зонах здоровой кожи. Это указывает на потенциал метода для прижизненной диагностики и динамического контроля терапии.

Как работает липосомальный эмодин на уровне клеток

Терапевтическое действие LE разворачивается на нескольких уровнях и начинается с избирательного накопления эмодина в макрофагах.

• Молекулярный механизм: митохондрии провоспалительных макрофагов как мишень

Терапевтический эффект LE начинается с избирательного накопления молекул эмодина в макрофагах. Липосомы активно захватываются этими клетками через рецепторы-«мусорщики» (scavenger receptors) SR-A/MSR1 и SR-BI/CD36 — специализированные поверхностные рецепторы макрофагов, эволюционно предназначенные для распознавания и поглощения чужеродных частиц, модифицированных липопротеинов и клеточного «мусора». Именно эта особенность макрофагальной биологии обеспечивает клеточную избирательность всего терапевтического подхода: LE концентрируется там, где сосредоточен воспалительный процесс, не затрагивая кератиноциты и фибробласты. Внутри клетки эмодин накапливается в митохондриях, что подтверждено конфокальной микроскопией с использованием красителя MitoTracker.

Протеомный анализ и молекулярный докинг (компьютерное моделирование, позволяющее предсказать, с каким участком белка-мишени и каким образом связывается исследуемая молекула) выявили, что эмодин взаимодействует с субъединицами комплекса IV (COX4I1) митохондриальной цепи переноса электронов (ЦПЭ). Это взаимодействие нарушает нормальную работу ЦПЭ, снижает митохондриальную массу и подавляет окислительное фосфорилирование. Метаболическая перестройка ведет к фенотипическому переключению макрофагов: провоспалительный M1-фенотип трансформируется в противовоспалительный M2. В коже возрастает экспрессия IL-10 и TGF-β — ключевых противовоспалительных медиаторов, подавляющих активацию Т-клеток и ограничивающих воспалительный каскад, — тогда как уровни IL-6, IFN-γ и IL-17A снижаются. Последние три цитокина играют центральную роль в патогенезе псориаза: IL-6 и IFN-γ поддерживают провоспалительную активацию макрофагов и дифференцировку Th1-клеток, а IL-17A — главный эффекторный цитокин Th17-пути — непосредственно стимулирует пролиферацию кератиноцитов и рекрутирование нейтрофилов в очаги поражения. Таким образом, наблюдаемый цитокиновый сдвиг отражает реальное переключение иммунного микроокружения кожи с провоспалительного на противовоспалительный режим.

Результаты одноклеточного секвенирования РНК (scRNA-seq) дополнили эту картину. KRT1 и KRT14 — белки-кератины, маркеры нормальной дифференцировки кератиноцитов: KRT14 характерен для клеток базального (самого глубокого) слоя эпидермиса, KRT1 — для вышележащих дифференцированных слоев. При псориазе этот порядок нарушается: кератиноциты аномально пролиферируют, не успевают дифференцироваться, и нормальное распределение кератинов по слоям эпидермиса утрачивается. Под действием LE снижалась избыточная экспрессия KRT1 и восстанавливалось упорядоченное распределение KRT14 — что свидетельствует о нормализации программы дифференцировки кератиноцитов. Помимо этого, LE тормозил синтез коллагена фибробластами и угнетал провоспалительную активность Т-лимфоцитов.

Параллельно LE снижает экспрессию хемоаттрактанта IL-36γ в пролиферирующих макрофагах, что дополнительно блокирует миграцию Т-клеток и рекрутирование нейтрофилов.

• Фотодинамический механизм: TPE-PDT

При активации фемтосекундным лазером с длиной волны 800 нм LE генерирует АФК, вызывающие повреждение ДНК — преимущественно в уже «насыщенных» препаратом M1-макрофагах.

Это подтверждено методом двойного иммунофлуоресцентного окрашивания с использованием двух маркеров: CD68 — универсального маркера всей популяции макрофагов — и CD86, который экспрессируется исключительно на провоспалительных M1-макрофагах. Анализ показал, что до лазерного облучения 24,53% CD86+ клеток уже несли метку повреждения ДНК (γH2AX). После TPE-PDT в псориатических очагах достоверно сокращалось как общее число CD68+ макрофагов, так и число CD86+/γH2AX+ клеток в частности.

При этом анализ экспрессии генов, связанных с различными механизмами клеточной гибели (ферроптоз, пироптоз, апоптоз, некроптоз), не выявил значимых изменений в кератиноцитах, что свидетельствует об избирательности действия метода.

Результаты в модели псориаза

В мышиной модели псориаза, индуцированного имихимодом (IMQ), применение LE — особенно в сочетании с лазерным облучением (группа TPE-PDT) — давало наиболее выраженный клинический эффект. По всем параметрам псориазоподобного индекса тяжести (PASI) — эритема, шелушение, инфильтрация — группа IMQ + LE + лазер демонстрировала достоверно лучшие показатели по сравнению не только с необработанным контролем (IMQ), но и с группами монотерапии LE или лазером. Гистологически в очагах фиксировались значительное уменьшение толщины эпидермиса и снижение выраженности гиперкератоза.

В мышиной модели псориаза, индуцированного имихимодом (IMQ), применение LE — особенно в сочетании с лазерным облучением (группа TPE-PDT) — давало наиболее выраженный клинический эффект. По всем параметрам псориазоподобного индекса тяжести (PASI) — эритема, шелушение, инфильтрация — группа IMQ + LE + лазер демонстрировала достоверно лучшие показатели по сравнению не только с необработанным контролем (IMQ), но и с группами монотерапии LE или лазером. Гистологически в очагах фиксировались значительное уменьшение толщины эпидермиса и снижение выраженности гиперкератоза.

Данные одноклеточного секвенирования РНК (scRNA-seq — метод, позволяющий оценить активность генов отдельно в каждой клетке ткани, а не усредненно по всему образцу) раскрыли клеточную основу этих изменений:

• в популяции макрофагов увеличивалась доля клеток с M2-поверхностными маркерами (Mrc1, Cd163, Clec10a — белки, характерные для противовоспалительного фенотипа) и нарастала экспрессия Socs3 — ингибитора JAK-STAT-пути, одного из ключевых сигнальных каскадов, поддерживающих хроническое воспаление при псориазе;
• подавлялась активность генов, ответственных за поддержание воспалительного микроокружения: Cxcr2 и S100a8 — за привлечение нейтрофилов в очаги поражения, Il36g — за активацию Т-клеток;
• среди кератиноцитов снижалась доля «стрессированных» эпидермальных стволовых клеток (Stressed EpiSCs) — клеток-предшественников, которые при псориазе переходят в патологический режим избыточного деления — и пролиферирующих кератиноцитов, что свидетельствует о нормализации структуры эпидермального пласта; это подтверждено иммунофлуоресцентным окрашиванием KRT1/KRT14.

Безопасность

Нанесение LE или лазерное облучение на нормальную кожу здоровых мышей в течение 6 последовательных дней не вызывало каких-либо изменений во внешнем виде кожи, толщине эпидермиса или степени кератинизации.

Биохимический анализ крови и гистологическое исследование внутренних органов в различные временные точки не выявили патологических отклонений от нормы.

Заключение

Работа, опубликованная в журнале Biomaterials, убедительно демонстрирует многоплановый терапевтический потенциал липосомального эмодина применительно к псориазу. Объединяя в одном агенте возможности высокоточной двухфотонной визуализации воспалительных очагов, иммунного перепрограммирования макрофагов через воздействие на митохондриальную ЦПЭ и фотодинамической элиминации провоспалительных клеток, LE предлагает принципиально новую концепцию лечения — прицельную и потенциально более безопасную, чем существующие системные подходы.

Исследование примечательно концептуально: одна и та же молекула реализует сразу три функции:

• иммуномодулятор — без лазерного облучения LE перепрограммирует митохондриальный метаболизм макрофагов и нормализует воспалительный микроклимат кожи;
• контрастный агент — при топической визуализации обеспечивает высокоточную двухфотонную микроскопию воспалительных очагов;
• фотодинамический агент — при активации лазером избирательно устраняет провоспалительные M1-макрофаги.

Такой интегрированный «теранозный» подход — совмещение диагностики и терапии в одном агенте — соответствует актуальным трендам персонализированной медицины.

Вместе с тем авторы обозначают ряд ограничений. Исследование выполнено преимущественно на животной модели; данные по применению у пациентов носят пилотный характер. Макрофаги играют ключевую роль не только в воспалении, но и в заживлении ран и регенерации тканей — особенно M2-популяция, секретирующая IL-10 и TGF-β, — поэтому потенциальное воздействие LE на репаративные процессы требует дальнейшего изучения. Наконец, глубина проникновения препарата при TPE-PDT может оказаться недостаточной для более глубоких форм поражений — например, при псориатическом артрите.

Если данные подтвердятся в контролируемых клинических исследованиях, липосомальный эмодин может занять нишу безопасного и доступного средства для топической терапии бляшечного псориаза — как в виде монотерапии, так и в сочетании с фотодинамическим компонентом в условиях специализированного кабинета. Перспективы связаны с оптимизацией протоколов применения и изучением возможностей сочетания LE с уже одобренными препаратами для повышения его M1-макрофаг-специфической активности.

Источники

1. Sun J., Sun A., Wang Y. et al. Liposomal emodin: a nanomedicine for two-photon imaging and mitochondria-targeted photodynamic therapy of psoriasis. Biomaterials 2026; 325: 123631.
2. Griffiths C.E.M., Armstrong A.W., Gudjonsson J.E., Barker J. Psoriasis. Lancet 2021; 397(10281): 1301–1315.
3. Armstrong A.W., Read C. Pathophysiology, clinical presentation, and treatment of psoriasis: a review. JAMA 2020; 323(19): 1945–1960.
4. Liu Y., Zhao J., Xu X. et al. Emodin-based nanoarchitectonics with giant two-photon absorption for enhanced photodynamic therapy. Angew Chem 2023; 62(33): e202308019.
5. Large D.E., Abdelmessih R.G., Fink E.A., Auguste D.T. Liposome composition in drug delivery design, synthesis, characterization, and clinical application. Adv Drug Deliv Rev 2021; 176: 113651.