Multi-omics analysis uncovers split formation and keratinocyte detachment as key drivers of long-lasting cellular effects in pemphigus vulgaris
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Datum
2025-08-11
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Zusammenfassung
Pemphigus Vulgaris (PV) is an autoimmune disease in which antibodies mistakenly target
the adhesion proteins Desmoglein 1 (DSG1) and/or Desmoglein 3 (DSG3) on skin cells,
leading to the loss of cell-cell adhesion and causing blistering. While the molecular changes
following antibody binding in PV remain poorly understood, we investigated these
downstream effects by analyzing gene and protein responses in two experimental models:
human primary epidermal keratinocytes (HPEKs) and human skin organ culture (HSOC).
Samples were treated with either PX43, a human-derived antibody fragment targeting DSG1
and DSG3, or AK23, a mouse-derived DSG3 antibody, alongside control treatments. In the
HPEK model, PV antibody treatments did not trigger notable changes compared to controls
at 5, 10, or 24 hours. However, in the HSOC model, only PX43 induced tissue splitting and
significant changes in gene and protein expression, particularly in pathways linked to
inflammation and immune signaling (e.g., TNFα, Interferon α/γ, IL2-STAT5, IL5-STAT3).
Importantly, these molecular changes resembled those seen in wounded or inflamed skin,
suggesting that physical damage from blister formation—not the antibody binding itself—is
the primary driver of downstream cellular responses. This study reveals that tissue injury
may be the main trigger for disease progression in PV, pointing toward new therapeutic
targets that focus on modulating the wound response and inflammation, rather than the
antibodies alone.
Beschreibung
Pemphigus Vulgaris (PV) ist eine Autoimmunerkrankung, bei der Antikörper fälschlicherweise
die Adhäsionsproteine Desmoglein 1 (DSG1) und/oder Desmoglein 3 (DSG3) auf Hautzellen
angreifen, was zum Verlust der Zell-Zell-Adhäsion führt und Blasenbildung verursacht.
Während die molekularen Veränderungen nach der Bindung von Antikörpern in der PV nach
wie vor nur unzureichend verstanden werden, haben wir diese nachgeschalteten Effekte
durch die Analyse von Gen- und Proteinreaktionen in zwei experimentellen Modellen
untersucht: menschliche primäre epidermale Keratinozyten (HPEKs) und menschliche
Hautorgane (HSOC).
Die Proben wurden entweder mit PX43, einem vom Menschen stammenden
Antikörperfragment, das auf DSG1 und DSG3 abzielt, oder mit AK23, einem von der Maus
stammenden DSG3-Antikörper, sowie mit Kontrollbehandlungen behandelt. Im HPEK-Modell
lösten die PV-Antikörperbehandlungen im Vergleich zu den Kontrollen nach 5, 10 oder 24
Stunden keine nennenswerten Veränderungen aus. Im HSOC-Modell führte jedoch nur PX43
zu einer Aufspaltung des Gewebes und zu signifikanten Veränderungen in der Gen- und
Proteinexpression, insbesondere in Signalwegen, die mit Entzündungen und Immunsignalen
verbunden sind (z. B. TNFα, Interferon α/γ, IL2-STAT5, IL5-STAT3).
Wichtig ist, dass diese molekularen Veränderungen denen ähnelten, die bei verletzter oder
entzündeter Haut zu beobachten sind, was darauf hindeutet, dass die physische Schädigung
durch die Blasenbildung - und nicht die Antikörperbindung selbst - der primäre Auslöser für
die nachgeschalteten zellulären Reaktionen ist. Diese Studie zeigt, dass die
Gewebeschädigung der Hauptauslöser für das Fortschreiten der Erkrankung bei PV sein kann,
was auf neue therapeutische Ziele hindeutet, die sich auf die Modulation der Wundreaktion
und der Entzündung konzentrieren und nicht auf die Antikörper allein.
Schlagwörter
Pemphigus, Autoimmune, RNA-seq, proteomics
Zitierform
Institut/Klinik
Lübecker Institut für Experimentelle Dermatologie