Wpływ IL-17 i IL-23 na komórki śródbłonka uzyskane z indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych pacjenta z łuszczycą

Łuszczyca (Ps) jest powszechną, przewlekłą, immunologicznie warunkowaną chorobą skóry o podłożu genetycznym, charakteryzującą się pogrubionymi, czerwonymi i łuszczącymi się płytkami. Kluczową rolę w patogenezie łuszczycy odgrywają zaburzenia funkcji układu immunologicznego osi IL-23/Th17/IL-17. Choć łuszczyca dotyczy głównie skóry, jest również związana ze zwiększonym ryzykiem chorób sercowo-naczyniowych (CVD) z powodu zaburzonych funkcji komórek śródbłonka (ECs). Dodatkowo, metabolizm energetyczny w komórkach związanych z łuszczycą nie jest jeszcze w pełni poznany. Uzyskanie indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSCs) z jednojądrzastych komórek krwi obwodowej (PBMCs) pacjentów z łuszczycą oraz ich różnicowanie do komórek śródbłonka (iPSC-ECs) stanowi nowatorskie podejście do badania mechanizmów, przez które zapalenie skóry może prowadzić do powikłań sercowo-naczyniowych w tej chorobie. Celem pracy było określenie wpływu IL-17 i IL-23 na potencjał angiogenny oraz profil bioenergetyczny iPSC-ECs pacjenta z łuszczycą.Ps-PBMCs zostały reprogramowane do iPSCs za pomocą wektorów Sendai, a pluripotencjalność uzyskanych iPSCs oceniono za pomocą IF i FACS. iPSCs zróżnicowano do komórek śródbłonka, które następnie poddano stymulacji IL-17, IL-23 oraz ich antagonistami. Po stymulacji, komórki śródbłonka scharakteryzowano pod kątem ich właściwości angiogennych (test formowania struktur kapilarnych i test tworzenia sferek) oraz określono profil bioenergetyczny (qRT-PCR, Seahorse Bioanalyzer).Otrzymane iPSCs charakteryzowały się morfologią przypominającą kolonie, obecnością markerów pluripotencji oraz zdolnością do różnicowania w iPSC-ECs. Komórki iPSC-ECs miały typową morfologię komórek śródbłonka, wykazywały ekspresję specyficznych markerów oraz potencjał angiogenny. W komórkach śródbłonka stymulowanych IL-17A i IL-23 zaobserwowano wzrost liczby utworzonych struktur kapilarnych i sferek, a efekt ten został skutecznie zahamowany po zastosowaniu odpowiednich antagonistów. Badania ekspresji genów dowiodły zmian w genach śródbłonkowych i metabolicznych, a analiza Seahorse wykazała obniżony poziom oddychania mitochondrialnego iPSC-ECs stymulowanych IL-17A i IL-23.Otrzymane wyniki wskazują, że mechanizm działania IL-17 i IL-23 na łuszczycowe komórki śródbłonka może odbywać się poprzez zwiększony potencjał angiogenny i zmiany metaboliczne, które to procesy mogą być modyfikowane poprzez zastosowanie nowoczesnych leków biologicznych.

Psoriasis (Ps) is a prevalent chronic immune-mediated genetic skin condition characterized by thickened, red, and scaly plaques. The key role in the pathogenesis of psoriasis is played by dysfunctions in the IL-23/Th17/IL-17 immune axis. Although psoriasis predominantly affects the skin, it is also linked to an increased risk of cardiovascular diseases (CVD) due to endothelial cells (ECs) dysfunction. Additionally, the cellular energy metabolism underlying psoriasis is not yet fully understood. Generating induced pluripotent stem cells (iPSCs) from the peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of psoriatic patients and differentiating them into iPSC-derived ECs offers a novel approach to investigating the pathways through which cutaneous inflammation may promote CV complications in this disorder. This study aimed to explore the impact of IL-17 and IL-23 on the angiogenic potential and bioenergetic profile of iPSC-ECs from a psoriatic patient. Ps-PBMCs were reprogrammed into iPSCs using Sendai vectors, and their pluripotency was assessed by IF and FACS. The iPSCs were then differentiated into ECs, which were subsequently stimulated with IL-17, IL-23, and their respective antagonists. Following stimulation, the ECs underwent the assessment of angiogenic properties (tube formation and sprouting sphere assays) and metabolic state (qRT-PCR, Seahorse Bioanalyzer).iPSCs demonstrated colony-like morphology, the presence of pluripotency markers, and the ability to differentiate into iPSC-ECs. These iPSC-ECs expressed typical endothelial markers and exhibited angiogenic capability. IL-17A and IL-23 stimulation enhanced tube and spheres formation, which was effectively countered by their respective antagonists. Gene expression analysis revealed changes in endothelial and metabolic genes, with metabolic profiling showing reduced mitochondrial respiration in IL-17A and IL-23 stimulated iPSC-ECs.These findings indicate that the effects of IL-17 and IL-23 on psoriatic endothelial cells may involve enhanced angiogenic potential and metabolic changes, which could be alleviated by novel biologic therapies.