Alopecia Mucinosa
Alopecia Areata
AA ist eine Erkrankung, bei der die Haare auf der Kopfhaut stellenweise ausfallen, was auch als „Fleckenkahlheit“ bezeichnet wird. Die Zahl der Menschen mit AA, die später Alopecia totalis (Haarausfall auf der gesamten Kopfhaut) oder Alopecia universalis (Haarausfall am gesamten Körper) entwickeln, ist nicht bekannt, aber die Schätzungen reichen von 7 % bis 30 % (Islam et al., 2015). AA ist in der Regel multifokal, und die kahlen Stellen sind in der Regel oval oder kreisförmig und fühlen sich glatt an. An den Rändern der Flecken können Haare in Form eines Ausrufezeichens vorhanden sein. Vitiligo und Autoimmunerkrankungen der Schilddrüse werden manchmal mit AA in Verbindung gebracht (Walker et al., 2015), und bei fleckiger AA bleiben graue Haare oft aus (Jia et al., 2014).
AA ist eine häufige Autoimmunerkrankung, die auf eine Schädigung der HF durch T-Zellen zurückzuführen ist. Bei betroffenen Menschen und in experimentellen Mausmodellen wurden Autoantikörper gegen HF-Strukturen im Anagenstadium nachgewiesen (Mcelwee et al., 1998). Die Forschung deutet derzeit auf einen zellvermittelten Autoimmunmechanismus als zugrunde liegende Ätiologie dieser Erkrankung hin, obwohl Autoantikörper vermutlich eine wesentliche Rolle im Krankheitsmechanismus spielen (Petukhova et al., 2010). Biopsieproben von betroffenen Personen zeigen ein charakteristisches peri- und intrafollikuläres entzündliches Infiltrat um HFs im Anagenstadium, das aus aktivierten CD4- und CD8-T-Lymphozyten besteht (Gregoriou et al., 2010). Es wurde auch gezeigt, dass T-Lymphozyten, die aus Bereichen der betroffenen Kopfhaut kultiviert wurden, in einem Mausmodell mit schwerer kombinierter Immunschwäche AA auf Bereiche der nicht betroffenen Kopfhaut übertragen (Deeths et al., 2006). Neuere Studien haben ergeben, dass die Transplantation von AA-Gewebe auf normale Mäuse keine AA auslöst, wenn der monoklonale Antikörper (MoAb), Anti-CD44v10, kurz nach der Transplantation in die normalen Mäuse injiziert wurde (Freyschmidt-Paul et al., 2000). Es wird vermutet, dass CD44v10 am Aktivierungsmechanismus von CD4- und CD8-Lymphozyten und an der Wanderung in das Gewebe und der anschließenden Einleitung des Immunangriffs auf die HF beteiligt ist. Ähnliche Untersuchungen zeigen, dass die in vivo Depletion von CD4+-Zellen mit dem CD4+-Zell-depletierenden OX-35/OX-38 MoAb das Haarwachstum bei AA-betroffenen Ratten teilweise wiederherstellt (Mcelwee et al., 1999a).
AA tritt häufiger bei Menschen auf, die betroffene Familienmitglieder haben, was darauf hindeutet, dass Vererbung ein Faktor sein könnte (Martinez-Mir et al., 2003). Starke Hinweise auf einen genetischen Zusammenhang mit einem erhöhten Risiko für AA wurden bei der Untersuchung von Familien mit zwei oder mehr betroffenen Mitgliedern gefunden. In dieser Studie wurden mindestens vier Regionen im Genom identifiziert, die wahrscheinlich diese Gene enthalten (Martinez-Mir et al., 2007). Außerdem tritt sie etwas häufiger bei Menschen auf, die Verwandte mit Autoimmunerkrankungen haben.
Endogene Retinoide spielen eine Schlüsselrolle in der Pathogenese von AA (Duncan et al., 2013). Gene, die an der Synthese von Retinsäure (RA) beteiligt sind, waren erhöht, während RA-Abbaugene sowohl in AA-Mäusen als auch in Biopsien von AA-Patienten verringert waren. Der RA-Spiegel war auch bei C3H/HeJ-Mäusen mit AA erhöht (siehe Beschreibung des Modells im nächsten Abschnitt). C3H/HeJ-Mäuse, die mit einer gereinigten Diät mit hohem Vitamin-A-Gehalt gefüttert wurden, zeigten eine beschleunigte Entwicklung von AA.
AA wurde mit bestimmten menschlichen Leukozyten-Antigen (HLA)-Klasse-II-Allelen in Verbindung gebracht, wie auch viele andere Autoimmunerkrankungen. Die HLA-Antigene DQB1∗03 (DQ3) und DRB1∗1104 (DR11) wurden stark mit einer allgemeinen Anfälligkeit für AA in Verbindung gebracht (Colombe et al., 1995). Bei Patienten mit Alopecia totalis und Alopecia universalis wurde eine signifikant erhöhte Häufigkeit der HLA-Allele DQB1∗0301 (DQ7), DRB1∗0401 (DR4) und DRB1∗1104 (DR11) festgestellt (Colombe et al., 1999).
Im Jahr 2010 wurde eine genomweite Assoziationsstudie abgeschlossen, in der 129 Einzelnukleotid-Polymorphismen identifiziert wurden, die mit AA assoziiert waren. Zu den identifizierten Genen gehören solche, die mit regulatorischen T-Zellen, zytotoxischen T-Lymphozyten-assoziiertem Antigen 4, Interleukin (IL)-2, IL-2-Rezeptor A, Eos, Cytomegalovirus UL16-bindendem Protein und der HLA-Region in Verbindung stehen (Petukhova et al., 2010). In der Studie wurden auch zwei Gene, PRDX5 und STX17, identifiziert, die bei HF exprimiert werden (Jagielska et al., 2012).
HF genießt einen relativen Grad an Immunprivilegierung, der durch die Herabregulierung des Haupthistokompatibilitätskomplexes (MHC) Klasse I und die lokale Expression von Immunsuppressiva gekennzeichnet ist. Normalerweise greifen natürliche Killerzellen (NK) Zellen mit fehlender/geringer MHC-Klasse-I-Expression an, so dass gesunde menschliche anagene HF irgendwie dem Angriff der NK-Zellen entgehen müssen. Ito et al. (2008) fanden heraus, dass die Immunvermeidung über eine aktive NK-Zell-Suppression erfolgt. AA-HF wiesen auffällige Defekte bei der NK-Zell-Inhibition/-eindämmung auf, wobei der NK-Zell-Inhibitor Macrophage Migration Inhibitory Factor vom HF-Epithel stark exprimiert wurde und nur sehr wenige CD56(+)/Natural Killer Group 2D-positive (NKG2D(+)) NK-Zellen wurden in und um normale anagene HF beobachtet. Mittels Durchflusszytometrie wurde festgestellt, dass auf den CD56(+)-NK-Zellen des peripheren Blutes gesunder Kontrollen viel weniger NK-Funktionsaktivierungsrezeptoren (NKG2D, NKG2C) und deutlich mehr Killerzell-Immunglobulin-ähnliche Rezeptoren-2D2/2D3 exprimiert werden als auf denen von AA-Patienten.
Xing et al. (2014) zeigten, dass zytotoxische CD8(+)NKG2D(+) T-Zellen sowohl notwendig als auch ausreichend für die Induktion von AA in Mausmodellen der Krankheit sind. Globale Transkriptionsprofile von Maus- und menschlicher AA-Haut ergaben Genexpressionssignaturen, die auf eine zytotoxische T-Zell-Infiltration, eine Interferon-γ (IFN-γ)-Reaktion und eine Hochregulierung mehrerer γ-Ketten-Zytokine hinweisen, von denen bekannt ist, dass sie die Aktivierung und das Überleben von IFN-γ-produzierenden CD8(+)NKG2D(+)-Effektor-T-Zellen fördern.
Da AA als Autoimmunerkrankung anerkannt ist, kann gefolgert werden, dass bestimmte Wirtsproteine als Autoantigene wirken können. Leung et al. (2010) isolierten AA-reaktive HF-spezifische Antigene aus normalen anagenen HF-Extrakten der menschlichen Kopfhaut durch Immunpräzipitation mit Serumantikörpern von 10 AA-Patienten. Die Proben wurden mittels LC-MALDI-TOF/TOF-Massenspektrometrie analysiert, was in allen AA-Seren eine starke Reaktivität auf das für die Haarwachstumsphase spezifische Strukturprotein Trichohyalin und in einigen Seren auf Keratin 16 (K16) ergab. Ein MoAb gegen Trichohyalin zeigte, dass AA-Seren Immunreaktivität enthielten, die mit Trichohyalin in der wachstumsphasenspezifischen inneren Wurzelscheide der HF kolokalisiert war, und AA-Serumreaktivität mit Anti-K16-Antikörper wurde in der äußeren Wurzelscheide der HF beobachtet.
Da die Pathologie der AA das Zusammenspiel zwischen den Immunzellen des Wirts und den Zellen der HF beinhaltet, ist es weniger praktisch, In-vitro- oder Ex-vivo-Modelle zur Untersuchung der AA zu verwenden als bei der AGA, die eher die Biologie der HF allein betrifft. Daher werden Tiermodelle benötigt, um diese zellvermittelte, organspezifische Autoimmunerkrankung zu untersuchen.
AA wie Haarausfall wurde bei mehreren Tierarten beobachtet, darunter Affen, Hunde, Katzen, Pferde, Rinder, Geflügel und nichtmenschliche Primaten (Mcelwee et al., 1998, 1999b; Mcelwee und Hoffmann, 2002). Die Verwendung dieser Arten in der AA-Forschung ist jedoch aufgrund ihrer begrenzten Anzahl, ihrer genetischen Variabilität und ihrer verstreuten geografischen Verteilung eingeschränkt (Mcelwee und Hoffmann, 2002), und Inzucht-Nagerstämme werden wahrscheinlich als bessere Forschungsmodelle in Betracht gezogen. Es wurden mehrere Nagetiermodelle mit spontaner und induzierter AA identifiziert, von denen C3H/HeJ-Mäuse und die experimentelle Dundee-Kahlkopfratte (DEBR) am häufigsten verwendet werden. Bei der DEBR treten spontane AA häufiger auf als bei Mäusen, da sie aufgrund ihrer größeren Größe teurer in Arzneimittelstudien eingesetzt werden können (Sun et al., 2008). Die geringe Häufigkeit von AA und die Tatsache, dass das Stadium der AA, wie es sich im natürlich vorkommenden C3H/HeJ-Modell der AA entwickelt, nicht vorhergesagt werden kann, kann in ein vorhersagbares System umgewandelt werden, indem die gesamte Haut von AA-befallenen Mäusen auf normal behaarte Mäuse desselben Stammes transplantiert wird (Sun et al., 2008). Ein weiteres experimentelles Modell, das von Kyoizumi et al. (1998) berichtet wurde, ist die Transplantation menschlicher Kopfhautexplantate auf Mäuse mit schwerer kombinierter Immunschwäche (SCID). Kürzlich entwickelten Gilhar et al. (2013) ein neues humanisiertes Mausmodell für AA durch Transplantation von gesunder menschlicher Kopfhaut, die von normalen Freiwilligen gewonnen wurde, auf SCID-Mäuse. Anschließend wurden entweder autologe oder allogene periphere mononukleäre Blutzellen intradermal injiziert, die mit einer hohen Dosis IL-2 kultiviert und mit NKG2D+ und CD56+ Zellen angereichert worden waren. Dieses Protokoll führte zu einer schnellen und vorhersehbaren Entwicklung von fokalem Haarausfall und wurde von Gu et al. (2014) verwendet, die ein Mausmodell durch wiederholte Rück-/Interkreuzung zwischen C57BL/6- und kongenen AA(tj)-Mäusen (genannt B6.KM-AA) schufen. B6.KM-AA-Mäuse wuchsen langsamer als B6-Kontrollmäuse, und im Alter von 4 Wochen entwickelten sich AA-Hautläsionen. Die Anzahl der HF war reduziert, aber die Haarstrukturen waren normal. Der Verlust von Haaren während des Krankheitsverlaufs war mit der Infiltration von CD4(+) und CD8(+) T-Lymphozyten peri- und intra-HF verbunden. Tabelle 55.2 zeigt eine kurze Zusammenfassung häufig verwendeter Mausstämme mit histologisch bestätigten AA-ähnlichen Erkrankungen (Mcelwee und Hoffmann, 2002).
Tabelle 55.2. Mausmodelle von Alopecia Areata (AA) (Mcelwee und Hoffmann, 2002)
Strain oder Substrain | Durchschnittliches Alter bei der Diagnose (mo) | Weibchen mit AA | Männchen mit AA | Dorsale und/oder ventrale Hautveränderungen | Nagelläsionen | Expressionshäufigkeit |
---|---|---|---|---|---|---|
C3H/HeJ | 12 | Ja | Ja | Ja | Ja (selten) | 20% |
C3H/HeJBir | 12 | Ja | Ja | Ja | Nein | 5% |
C3H/HeN/J | 7 | Ja | Nein | Ja | Nein | <1% |
C3H/OuJ | 9 | Ja | Nein | Ja | Nein | <1% |
A/J | 7 | Ja | Ja | Ja | Nein | 10% |
HRS/J+/hr | 7 | Ja | Nein | Ja | Nein | <1% |
CBA/CaHN-Btkxid/J | 8 | Ja | Nein | Ja | Nein | <1% |
BALB.2R-H2h2/Lil | 5 | Ja | Nein | Ja | Nein | <1% |