БОТУЛОТОКСИН УМЕНЬШАЕТ ВОСПАЛЕНИЕ ПРИ РОЗАЦЕА

16.06.2020

Ботулинический токсин (нейропротеин) представляет собой нейротоксин, выделяемый анаэробным грамположительным спорообразующим микроорганизмом Clostridium botulinum. Основной механизм его действия — блокада высвобождения медиатора ацетилхолина, с помощью которого происходит передача нервных импульсов мышечным волокнам.

В медицине ботулинический токсин официально применяется для лечения различных неврологических состояний уже очень давно, первое официальное признание его как лекарственного средства произошло более 30 лет назад. Примерно столько же ботулотоксин используется и в эстетической медицине с целью расслабления мимических мышц лица.

Механизм действия ботулотоксина

Нейротоксин состоит из двух полипептидных цепей, соединенных дисульфидной связью. Длинная цепь называется тяжелой (ее молекулярная масса приблизительно 100 кДа), она одинакова для токсинов всех типов (в настоящее время выделено 8 основных серотипов нейропротеина и около 20 подтипов). Короткая цепь (легкая, с молекулярной массой порядка 50 кДа) варьирует у различных серотипов. Нейротоксиновый комплекс дополнительно стабилизирован белками, которые защищают его от разрушения в желудочнокишечном тракте и предположительно отвечают за формирование антител.

Этот комплекс сам по себе неактивен. Для его активации недостаточно просто освободиться от стабилизирующих белков. Главное — это высвобождение легкой цепи, которая представляет собой фермент — цинк-зависимую эндопептидазу.

Как только нейротоксин оказывается рядом с нервным окончанием, происходит следующее (см. рисунок):

Связывание с аксоном и проникновение в его цитоплазму

Тяжелая цепь нейротоксина селективно связывается с клеточной мембраной нервного окончания. После связывания токсин поглощается путем активного эндоцитоза и попадает внутрь пресинаптического окончания. Внутри эндоцитозных пузырьков дисульфидная связь в молекуле токсина разрывается, легкая цепь выходит в цитоплазму и расщепляет один из транспортных белков (SNAP25, VAMP или синтаксин), блокируя высвобождение ацетилхолина в синаптическую щель. Протеазная активность легкой цепи зависит от ионов Zn²⁺. Процесс внедрения токсина в нервное окончание и блокады пресинаптической мембраны занимает 1–3 суток, поэтому клинический эффект начинает проявляться не сразу, а через несколько дней после инъекции.

Расщепление одного из белков, необходимых для выброса ацетилхолина в синаптическую щель

Место, в котором происходит передача импульса с нервного волокна на мышечное, называется нервно-мышечным соединением (синапсом). Сигнал передается с помощью сигнальной молекулы — ацетилхолина, который высвобождается из синаптических пузырьков, запасаемых в нервных окончаниях. На конце двигательного аксона имеется ряд транспортных белков, которые принимают участие в связывании синаптических пузырьков с пресинаптической мембраной и высвобождении ацетилхолина в пресинаптическую щель. Эти белки — SNAP25, VAMP и синтаксин, формирующие временный комплекс (SNARE), необходимый для Са²⁺-зависимого экзоцитоза. Ботулотоксины типа А и Е расщепляют белок SNAP25. Ботулотоксины типа B, D, F и G расщепляют белок VAMP. Ботулотоксин типа C1 расщепляет синтаксин и SNAP25. Как только один из белков комплекса SNARE поврежден, нервное волокно утрачивает способность высвобождать ацетилхолин.

Постепенное восстановление иннервации за счет формирования новых нервных окончаний и синтеза новых белков взамен поврежденных

Поскольку ацетилхолин больше не высвобождается, на мышечное волокно не подается нервный импульс, и оно перестает сокращаться. Однако со временем начинают развиваться новые нервные окончания, которые устанавливают новые контакты с мышцами (и потовыми железами). Кроме того, поврежденные белки со временем заменяются вновь синтезированными, и «старые» окончания частично восстанавливают свою активность. Через несколько месяцев паралитическое миорелаксирующее действие ботулотоксина проходит.

Ботулотоксин и розацеа

Кроме коррекции мимических морщин и модулирования лица, исследовались также возможности использования ботулинического нейропротеина для лечения некоторых дерматологических состояний, в том числе розацеа и других состояний, связанных с гиперемией лица.

Сложный механизм, лежащий в основе таких эффектов ботулотоксина до сих пор точно неизвестен. Предлагается, что здесь может играть роль ингибирование высвобождения ацетилхолина из периферических нервных волокон, а также медиаторов воспаления — субстанции Р и белка CGRP (calcitonin gene-related peptide, пептид, связанный с геном кальцитонина), модулирующих дилатацию кровеносных сосудов.

Еще один возможный механизм, описанный в недавнем исследовании, касается влияния ботулотоксина на тучные клетки, которые также вовлечены в патогенез нейрогенного воспаления при розацеа. Гистамин, выделяемый при их дегрануляции, обусловливает повышение проницаемости сосудистой стенки, приток воспалительных элементов, а также явления зуда, сопровождающего розацеа.

В работе, опубликованной в Journal of Dermatological Science, прицельно изучили влияние ботулотоксина на тучные клетки человека и мыши. Для этого клетки обрабатывали ботулотоксином типа А и В, а также контрольным раствором, а затем с помощью вещества 48/80 вызывали дегрануляцию тучных клеток. Выяснилось, что предварительное воздействие на клетки ботулотоксинов обоих типов существенно снижало интенсивность дегрануляции по сравнению с контрольной группой клеток.

Кроме того, ученые также с помощью антимикробного белка кателицидина LL-37, в избытке выделяющего при розацеа, индуцировали розацеа-подобное состояние у живых мышей. Однако у тех из них, кому предварительно было выполнено внутридермальное введение онаботулотоксина типа А, проявляли существенно меньшую эритему. У них также была менее выраженная дегрануляция тучных клеток и снижалась экспрессия мРНК таких биомаркеров розацеа, как CМА1, KLK5, MMP9 и TRPV2, обычно повышенных при заболевании.

Эти данные свидетельствуют о том, что онаботулотоксин типа А уменьшает воспаление кожи, связанное с розацеа, путем непосредственного ингибирования дегрануляции тучных клеток. Авторы заключают, что внутридермальное введение препарата может помочь пациентам с рефрактерными формами розацеа. Однако для введения подхода в широкую практику необхдимо выполнение полноценных клинических исследований.

Подробнее о возможностях ботулинического нейропротеина для коррекции розацеа и гиперемии вы сможете прочитать в журнале «Инъекционные методы в косметологии» №2-2020, который сейчас активно готовится к выходу. Следите за нашими обновлениями!

Источники:

Новая косметология. Инъекционные методы в косметологии. 2-е изд. Под общ. ред. Е.И. Эрнандес. М.: ИД «Косметика & Медицина», 2018.

Choi J.E., Werbel T., Wang Z., Wu C.C., Yaksh T.L., Di Nardo A. Botulinum toxin blocks mast cells and prevents rosacea like inflammation. J Dermatol Sci 2019; 93(1): 58-64.

Capek P., Dickerson T.J. Sensing the deadliest toxin: technologies for botulinum neurotoxin detection. Toxins (Basel) 2010;2(1):24-53.