İstanbul Üniversitesi Cerrahpasa Tıp Fakültesi, Nöroloji Anabilim Dalı

Multipl skleroz (MS); santral sinir sistemi (SSS)' nin immün kökenli demiyelinizan hastalığıdır. Hastalığın etyolojisi henüz bilinmemektedir. Ancak, MS' da demiyelinizasyona yolaçan inflamatuvar sürecin olusumunda, aktive T lenfositlerin kilit rolü oldudu düsünülmektedir (6,24). Sirküle lenfoid hücreler (primer olarak T lenfositler ve monositler); MS' da intratekal inflamasyonu regüle eder görünmektedirler. Bu hücreleri hedef alan immünosupressif tedavilerin terapötik etkileri de bu görüsü desteklemektedir.İmmün kökenli inflamatuvar cevapların olusumu için, kompleks intersellüler iliskiler gerekmektedir. Bu iliskiler, reaksiyona katılan hücrelerin salgıladıkları ürünlerle olusturulurlar.İnflamasyon cevabı sırasında sentezlenen bu ürünler multifonksiyonel polipeptidlerdir ve "Sitokin" olarak adlandırılırlar (6,36).

Sitokinlerin aktiviteleri ilk kez 1926' da Zinsser ve Tamiya tarafından tanımlanmıs ve bunların lökositlerden salgılanan solübl ürünler oldukları, damar duvarı fonksiyonlarını etkiledikleri bildirilmistir (23). Günümüzde bilinmektedir ki; sitokinler, vücuttaki dedisik hücreler tarafından sentezlenen, birçok fizyolojik cevapta önemli rol oynayan, hastalıkların patofizyolojisinde etkili ve terapötik potansiyele sahip olan bir protein grubudur (2,3). Lenfokin, monokin, interlökin, interferon gibi değisik adlarla da anılmaktadırlar. Bu heterojen protein grubunun ortak karakteristik özellikleri sunlardır (1,2,27):

1- Düsük moleküler adyrlıktadırlar (80 kDA' dan küçük).

2-İmmünite ve inflamasyon reaksiyonlarında vücut cevabının amplitüd ve süresini regüle ederler.

3- Daima geçici süre ile ve lokal olarak sentezlenirler.

4- Son derece potenttirler, genellikle pikomolar konsantrasyonlarda fonksiyon gösterirler.

5- Her sitokin yada sitokin grubu kendisi için spesifik olan, yüksek afiniteli hücre yüzey reseptörleri ile reaksiyona girer.

6- Sitokinlerin hücre yüzeyindeki reseptörüne bağlanması, hücrenin RNA yapısını ve protein sentezini etkileyerek, hücrenin davranıs paterninde değisime yol açar.

Santral sinir sistemi açısından sitokinler spesifik bir rol oynarlar ve asağıda sayılan durumlarda özellikle önemlidirler. Bunlar (42):

A- Embrionik gelisim,

B- Ates, nöroendokrin aktivasyon, davranıs ve affekt dedisiklikleri,

C- Beyin travması,

D- Yabancı antijene karsı immün cevabın regüle edilmesi,

E- Hücresel ve hümoral immünite ile inflamatuvar cevapların gelisimi olarak sıralanabilir.

Antijen bağlanmasını takiben, aktive T lenfositler ilk sitokin grubunu sentezlerler;

interlökin-2 (IL-2), IL-4 ve interferon-gama (IFN-g ). Monositler, T lenfositlerden sentezlenen sitokinlere cevap olarak ikinci grup sitokinleri olustururlar. Tümör nekroz faktörü-alfa (TNF-a ) ve IL-1’ in de içinde yer aldığı bu monosit ürünleri immün fonksiyonu olan hücreler üzerinde regülatuar etkilere sahiptirler.İzleyen immünolojik olayları ya amplifiye eder, yada inhibe eden sinyaller olustururlar. Aktif monositlerin diğer ürünleri (prostaglandinler ve lökotrienler gibi) immün sistem hücrelerinin aktivasyonunu etkilerler. Tüm bu kompleks iliskiler bütününe "Sitokin Ağı" adı verilmektedir (17,36).

Fare ve insan T hücreleri üzerinde yapılan yoğun arastırmalar helper T hücrelerinin 2 farklı tipi olduğu sonucunu ortaya koymaktadır. Bunlar tip 1 (Th 1) ve tip 2 (Th 2) hücreleridir. Th 1 hücreleri IL-2, IFN-g ve lenfotoksin (LT yada TNF-b ) sentezler. Th 2 tipi hücreler ise IL-4, IL-5, IL-6 ve IL-10 salgılarlar. Her iki hücre grubu da IL-3, granülosit-makrofaj koloni stimüle edici faktör (GM-CSF) ve TNF-a salgılama özelliğine sahiptir. Bu hücreler Th 0 olarak adlandırılan öncü hücrelerden gelisirler. Th 0 hücrelerinin Th 1 mi, yoksa Th 2 tipi hücrelere mi dönüsecedi birçok faktör tarafyndan etkilenen bir durumdur. Örneğin; mikroçevrede bulunan sitokin yada hormonal mediatörler, antijen prezente edici hücrenin (APC) tipi, Th 0 hücresini etkileyen antijenin tipi ve miktarı bu etkenler arasında sayılabilir. Th 1 hücreleri temel olarak hücresel immünite ve inflamatuvar cevapta etkilidirler.

Bunun aksine, Th 2 hücreleri tarafından sentezlenen sitokinler hümoral immünitede rol oynarlar, B hücresi gelisimi ve diferansiasyonunda etkilidirler. Th 1 ve Th 2 hücreleri ayrıca birbirleri üzerinde de karsılıklı etkilere sahiptirler. Örneğin; Th 1 hücrelerinden sentezlenen IFN-g , Th 2 hücrelerinin proliferasyonunu inhibe ederken; Th 2 hücrelerince sentezlenen IL-10 da IFN-g sentezini inhibe eder (SEKİL-I). Otoimmün demiyelinizasyonun seyrinin, Th 1 ve Th 2 hücreleri arasındaki dengeyi etkileyen terapötik ajanlar vasıtasıyla değistirilebileceği ileri sürülmektedir (6,14,21,28,42).

Bilindiği gibi MS; multifokal inflamatuvar lökosit infiltrasyonu ve demiyelinizasyon ile karakterize, SSS' nin kronik, demiyelinizan bir hastalığıdır.İnflamatuvar dokudaki erken değisikliklerden birisi de vasküler endotel hücrelerinin (EH) aktivasyonudur. Normalde, vasküler EH' leri lökositler için düsük adezyon-geçirgenlik özellidine sahiptir, fakat sitokinlerle stimüle edildikleri zaman, lökositlerin yapysması ve inflamatuvar dokuya migrasyonu için gerekli olan adezyon moleküllerini yüzeylerinde gösterir hale dönüsürler. (SEKİL-II) (9,13). Bu adezyon moleküllerinden üç tanesi insan EH' sinde tanımlanmıstır:

-Vasküler hücre adezyon molekülü-1 (VCAM-1); immünglobülin süper gen ailesinin bir üyesidir. Endotele T hücre bağlanması ve monosit-endotel hücresi etkilesiminde rol oynar.

-İntraselüler adezyon molekülü-1 (ICAM-1, CD 54) de immünglobülin süper gen ailesinin bir üyesidir ve EH lerinden eksprese edilir. Nötrofil, lenfosit ve LFA-1 integrin reseptörü içeren hücrelerin adezyonunda etkilidir.

-Endotel lökosit adezyon molekülü-1 (ELAM-1, E-selektin); selektin ailesinin bir üyesidir.İnflamasyonun etkilediği EH' lerinde bulunur. Nötrofil, monosit ve CD4+ bellek T hücrelerinin endotele bağlanmasını sağlar.

Tüm bu adezyon moleküllerinin hücre migrasyonu ve genelde inflamatuvar proçeste , özellikle de otoimmün demiyelinizasyonun mekanizmasında önemli oldukları düsünülmektedir (9,13). Yapılan çalısmalarda MS' un klinik relapsları sırasında serumda veya beyin-omurilik sıvısında (BOS) ICAM-1 ' in yüksek saptandığı (9, 13,39), yüksek doz kortikosteroid tedavisi sonrası olusan remisyon tablosunda ise azaldığı bildirilmektedir (13). Relapslar sırasında es zamanlı alınan serum ve BOS örneklerinde VCAM-1 düzeyleri yüksek bulunmustur (13).

Yürütülen diğer bir çalısmada adezyon molekülleri ile proinflamatuvar ve immünomodülatuvar sitokinler (IL-1, IL-2, IL-4, IL-10, TNF-a , TGF-b ve IFN-g ) değisik dönemlerdeki MS lezyonlarında ve MS dısı nörolojik hastalıklarda (inflamatuvar ve non-inflamatuvar) arastırılmıstır. Sonuç olarak; non-inflamatuvar hastalıklar da dahil tüm nörolojik hastalıklarda, incelenen moleküller pozitif bulunmustur. Non-inflamatuvar hastalıklarla karsılastırıldığı zaman, MS' da sadece IL-4 ve TNF-a 'nın istatistiki olarak anlamlı bir yükselme gösterdiği bildirilmistir. Bu çalısmada MS için spesifik olabilecek bir sitokin ekspresyon paterni saptanamadığı gösterilmistir (4,34). (TABLO-I)

Sitokinler inflamatuvar sürecin erken dönemlerinde endotel hücre aktivasyonuna yol açabilirler. Özellikle, TNF-a ' nın endotel hücreleri üzerindeki etkisi kan-beyin bariyeri geçirgenliğini artırır ve bu da aktive T hücrelerinin periferik kandan SSS içine geçisini mümkün kılar (muhtemelen MS relapsları sırasında).İlk T hücre cevabı SSS içinde de lokal olarak olusabilir. Sonrasında, TNF; IFN-g ve IL-1 ile sinerjik bir aktivite göstererek, monosit-makrofaj toksisitesine yol açar. Hem astrositlerde, hem de endotel hücrelerinde (fakat özellikle endotel hücrelerinde, IFN-g gibi sitokinler vasıtasıyla) Class II HLA (MHC) antijenlerinin non-spesifik indüksiyonu; sirküle hücrelere antijenin prezente edilmesini sağlar ve demiyelinizasyona yol açan lokal immün cevabı tetikler (6,21).

MS' daki karakteristik bulgu "inflamasyon" dur. Akut ve kronik-aktif MS plaklarını çevreleyen perivenüler infiltratlar sayısız makrofaj, monosit ve T hücreleri içerirler (36,40). MS' da bu hücreler tarafından sentezlenen sitokinler hakkında bilgi birikimi yetersizdir. Hastalığın gelisiminde bu sitokinlerin nasıl bir rol oynadıkları da bilinmemektedir. Ancak, anti-sitokin ya da anti-sitokin reseptör antikorlarının immün ya da otoimmün reaksiyonları dramatik olarak suprese ettiklerinin gösterilmesi, birçok arastırmacıda değisik otoimmün hastalıkların tedavisinde sitokin fonksiyonlarının inhibisyonunun kullanılabileceği fikrini uyandırmıstır (11). Bunun yanısıra MS' da hastalık aktivitesini gösteren objektif bir belirteç bulunmamaktadır.

Klinisyen için hastalığın aktivitesinin saptanması; sadece prognostik açıdan değil, terapötik girisimlerin etkisini değerlendirmek için de önem tasımaktadır. Bu düsüncelerden yola çıkılarak MS' lu hastalarda (relapsing-remitting ve kronik progressif MS formlarında) sitokin düzeyleri serum, BOS ve hücre kültürlerinde tetkik edilmistir (4,5,7,8,9,10,12,13,14,15,16,18,19,20,22,24,26,29,30,31,32,33,36, 37,38,40, 41,42). Negatif sonuçlar da bildirilmis olmasına rağmen, genellikle elde edilen veriler sitokinlerin MS' da hastalık aktivitesini değerlendirmek ve terapötik yaklasımları yönlendirmek açısından önemli olduğunu göstermektedir. Çalısmalarda varılan ortak sonuç olarak; MS atakları sırasında IFN-g ve TNF-a ' nın arttığı, lezyonların rezolüsyonu sırasında ise IL-4 ve TGF-b ' nın (transforming growth factor) artıs gösterdiği söylenebilir (25). Ayrıca atak sırasında artıs gösterdiği bildirilen diğer moleküller ; IL-1, IL-2, IL-6, GM-CSF 'dir. Monosemptomatik optik nörit'li olgularda da MS'dakine benzer bir sitokin profili gözlenmistir (17). Tetkik edilen sitokinler arasında yalnızca TNF-a ' nın mRNA ekspresyonunun klinik relaps'tan 4 hafta önce artıs gösterdiğini saptayan yazarlar TNF-a mRNA ekspresyon tetkikinin hastanın immünolojik ve klinik durumunun izlenmesinde iyi bir gösterge olabileceğini ileri sürmüslerdir (35).

MS' da TNF-a ' nın olusturduğu doku harabiyetini inhibe etmek için pratik stratejiler gelistirmek konusu yoğun ilgi çekmektedir. Thalidomide, pentoksifilin ve fosfodiesteraz inhibitörü rolipram gibi geleneksel ilaçlar ve monoklonal antikorlar gibi rekombinant proteinler ve TNF' ün solübl reseptörleri gibi yeni ilaçlar üzerinde çalısılmaktadır (14).

Üzerinde en çok çalısılan sitokinlerden TNF-a ' nın diğer ilginç yönü ise; TNF genlerinin MHC içinde, kromozom 6' nın kısa kolunda kodlanıyor olmasıdır. Bilindiği gibi bu lokus MS' a genetik yatkınlığı belirlemede etkilidir. MS bu lokustaki HLA-DR2, Dw2 ve DQ6 HLA Class II haplotipleri ile iliskilidir. Hem TNF-a , hem de TNF-b ' nın HLA bölgesinde genetik olarak kodlanıyor olması, bu sitokinlerin sentezinin HLA-MS birlikteliği ile iliskili olabileceğini düsündürmektedir. Bu hipotezden yola çıkılarak yürütülen bir çalısmada, DR2(+) MS' lularda TNF-a ve b sentezinin, DR2(-) olanlara göre belirgin olarak daha yüksek olduğu ortaya konmustur (14, 43).

Günümüzde henüz MS' daki inflamatuvar süreç için spesifik olan bir immün sistem molekülü tanımlanamamıstır. Üzerinde yoğun çalısmalar yapılan moleküller; adezyon molekülleri, sitokinler ve sitokin reseptörleri, TcR molekülleri, heat shock proteinleri ve miyelin-related proteinler (oligodendrositlerin sürvisi ve remiyelinizasyonla iliskili) dir. Elimizdeki veriler ısığında varılan sonuç; MS patogenezinde Th 1 hücreleri ve makrofaj fonksiyonları ile bu iki hücre arasındaki etkilesimlerin ön planda rol oynadığı seklindedir.

1- Abraham RT. Lymhokines and cytokines. Mayo medical school. Immunology course notes, l992.

2- Balkwill FR, Burke F. The cytokines network. Immunology Today l989,vol 10,no 9, 299-304.

3- Brennan FM, Feldmann M. Cytokines in autoimmunity. Curr Opin Immunol , 1992 Dec ,4(6), 754-759.

4- Cannella B, Raine CS. The adhesion molecule and cytokıne profile of MS lesions. Ann Neurol 1995 Apr, 37, 424-435.

5- Carrieri PB, Maiorino A, Provitera V et al. Cytokines in the pathogenesis of MS. Acta Neurol, l992 Aug-Dec, 14 (4-6), 333-41.

6- Carrieri PB. The role of cytokines in the pathogenesis of MS. Int MS Journal 1994, vol 1, no 2, 53-59.

7- Cnofflon M, Jullard C, Juillard P et al. Tumor necrosis factor-alfa production as a possible predictor of relapse in patients with MS. Eur Cytokine Netw, l992 Nov-Dec, 3(6), 523-31.

8- Demisch L, Engelhardt W, Fischer PA. IL-2 , soluble IL-2R, neopterin, L-tryptophan and beta-2 microglobulin levels in CSF and serum patients with relapsing-remitting or chronic-progressive MS. J Neurol, l993 Dec, 241 (2), 108-14.

9- Dore-Duffy P, Newman W, Balabanov R et al. Circulating, soluble adhesion proteins in CSF and serum of patients with MS: correlation with clinical activity. Ann Neurol 1995, 37, 55-62.

10- Freedman MS, Muth KL, Trotter JL et al. Prospective serial analysis of IL-2 and soluble IL-2R in RR MS. Neurology l992, 42, l596-1601.

11- Gillis S. Cytokine receptors. Current Opinion in Immunology l991, 3, 315-319.

12- Gusev EL, Demina TL, Boiko AN et al. Prolonged dynamic clinico-immunological observation of 85 patients with definite MS, first steps towards monitoring process activity. J Neurol 1994 Jul, 241(8), 500-510.

13- Hartung HP, Archelos JJ, Zielasek J et al. Circulating adhesion molecules and inflammatory mediators in demyelination: A review. Neurology 1995, 45 (suppl 6), 22-32.

14- Hauser SL. Tumor necrosis factor: Immunogenetıcs and disease. Ann Neurol , 1995 Nov, 38(5), 702-703.

15- Huberman M, Shalit F, Roth-deri I et al. Decreased IL-3 production by peripheral blood mononuclear cells in patients with MS. J Neurol Sci, l993 Aug, 118(1), 79-82.

16- Imamura K, Suzumura A, Hayashi F et al. Cytokine production by peripheral blood monocytes/macrophages in MS patients. Acta Neurol Scand, 1993 Apr, 87(4), 281-285.

17- Krammer PN, Kirchner H, Schimpl A. Lymphokines. Immunology Today, 1989, vol 10, no 8 suppl, 521-522.

18- Kroemer G, Wick G. The role of IL-2 in autoimmunity. Immunology Today, l989, vol 10, no 7, 246-251.

19- Link J, Soderstrom M, Kostulas V et al. Optic neuritis is associated with MBP and PLP reactive cells producing IFN-gama, IL-4 and TGF-beta. J Neuroimmunol, l994 Jan, 491(1-2), 9-18.

20- Lu CZ, Jensen MA, Arnason BG. IFN-gama and IL-4 secreting cells in MS. J Neuroimmunol, l993 Jul, 46(1-2), 123-128.

21- Lucas K, Hohlfeld R. Differential aspects of cytokines in the immunopathology of MS. Neurology 1995, 45 ,suppl 6, 4-5.,

22- Maimone D, Reder AT, Gregory S. T-cell lymphokine-induced secretıon of monocytes from patients with MS. Cell Immunol l993 Jan, 146(1), 96-106.

23- Mantovani A, Dejana E. Cytokines as communication signals between leucocytes and endothelial cells. Immunology Today l989, vol 10, no 11, 370-374.

24- Martino G, Clementi E, Brambilla E et al. Gamma interferon activates a previously undescribed Ca2+ influx in T lymphocytes from patients with MS. Proc Natl Acad Sci, 1994 May 24, 91(11), 4825-4829.

25- Mc Farland HF. The MS lesion. Ann Neurol 1995 Apr, 37(4), 419-420.

26- Mokhtarian F, Shi Y, Shiracian D et al. Defective production of anti-inflammatory cytokine, TGF-beta by T cell lines of patients with MS. J Immunol, 1994 Jun 15, 152(12), 6003-10.

27- Mosmann TR. Cytokines: Is there biologic meaning? Current Opin Immunology, l991, 3, 311-314.

28- Noort JM, Nagelkerken L, Boog CJP. Immune intervention strategies ıin EAE. Int MS Journal ,1994 ,vol 1, no 2, 43-50.

29- Noronha A, Toscas A, Jensen MA. IFN-beta decreases T cell activation and IFN-gama production in MS. J Neuroimmunol, l993 Jul, 46(1-2), 145-153.

30- Ollson T. MS: cerebrospinal fluid. Ann Neurol l994, 36 suppl, 100-102.

31- Olsson T. Cytokine-producing cells in EAE and MS. Neurology 1995, 45, suppl 6, 11-15.

32- Peter JB, Boctor FN, Tourtellotte WW. Serum and CSF levels of IL-2,sIL-2R, TNF-alfa and IL-1beta in chronıc progressive MS. Expected lack of clinical utility. Neurology l991, 41, l2l-123.

33- Porrini AM, Reder AT. IFN-gama, IFN-beta and PGE 1 affect monokine secretion, relevance to monocyte activation in MS. Cell Immunol, l994 Sep, 157(2), 428-438.

34- Raine CS. The Dale E. McFarlin memorial lecture: The immunology of the MS lesions. Ann Neurol 1994, 36, 61-72.

35- Rieckmann P, Albrecht M, Kitze B et al. TNF-alfa messenger RNA expression in patients with relapsing-remitting MS is associated with disease activity. Ann Neurol 1995, 37, 82-88.

36- Rudick RA, Ransohoff RM. Cytokine secretion by MS monocytes. Arch Neurol l992, 49, 265-270.

37- Sharief MK, Thompson EJ. Correlation of IL-2 and sIL-2R with clinical activity of MS. J Neurol Neurosurg Psychiatry 1993, 56, 169-174.

38- Sharief MK, Hentges R, Thompson EJ. The relationship of IL-2 receptors to intrathecal immunoglobulin synthesis in patients with MS. J of Neuroimmunology 1991, 32, 43-51.

39- Sharieff MK, Noori MA, Ciardi M et al. Increased levels of circulating ICAM-1 in serum and CSF of patients with active MS. Correlation with TNF-alfa and BBB damage. J Neuroimmunol 1993 March, 43(1-2), 15-21

40- Söderström LJ, Olsson T, Höjeberg B et al. Increased TGF-beta, IL-4 and IFN-gama in MS. Ann Neurol 1994, 36, 379-386.

41- Woodröfe MN, Cuzner ML. Cytokine mRNA expression in inflammatory MS lesions, detection by non-radioactive in situ hybridization. Cytokine, l993 Nov, 5(6), 583-588.

42- Woodroofe MN. Cytokine production in the CNS. Neurology 1995, 45 (suppl 6), 6-10.

43- Zipp F, Weber F, Huber S et al. Genetic control of MS: Increased production of lymphotoxin and TNF-alfa by HLA-DR2+ T cells. Ann Neurol 1995, 38, 723-730.

Şekil-II : Adezyon moleküllerinin transendotelial migrasyon üzerindeki etkileri (*Neurology 1995, supp.6 sayfa 23 ten alynmıstır)

Şekil-I : EAE’ nin olusumu syrasında sitokinlerin etkileri (Noort JM, Nagelkerken L, Boog CJP. Immune intervention strategies in EAE. Int MS Journal ,1994 ,vol 1, no 2, 43-50. ‘den alınarak uyarlanmıstır)