Proteomic (HLPC-ESI-MS) study of salivary peptides and proteins in patients with Sjögren's syndrome. before and after pilocarpine

OBIETTIVI. Studiare l'effetto della Pilocarpina sulla composizione proteica salivare in soggetti affetti da sindrome di Sjögren primitiva (pSS) e comparare il profilo proteico dei soggetti affetti da pSS con soggetti sani di controllo e pazienti affetti da sindrome di Sjögren secondaria (sSS). E’ stata inoltre ricercata la presenza di immunopeptidi, come le defensine e le timosine, allo scopo di descriverne l’eventuale presenza e l’abbondanza relativa nella saliva di soggetti affetti da SS e di valutarne il possibile ruolo come biomarker di malattia e/o di infiammazione. METODI. Sono stati analizzati campioni di saliva di 9 pazienti affetti da pSS, 9 sSS e 10 soggetti sani mediante High Performance Liquid Chromatography e Mass Spectrometer-Electrospray Ionization Source. In 6 pazienti con pSS sono stati raccolti campioni di saliva anche dopo 30, 60 minuti e 24 ore dall’assunzione di 5 mg di Pilocarpina. RISULTATI. Nei campioni basali, più del 50% delle proteine salivari di origine ghiandolare analizzate risultavano non rilevabili all’indagine spettrometrica o mostravano livelli significativamente più bassi nei pazienti con pSS rispetto ai soggetti sani. I pazienti con sSS mostravano un profilo di proteine salivari intermedio tra i pazienti con pSS ed i soggetti di controllo. Circa un terzo delle proteine meno rappresentate nei pazienti con pSS al basale risultavano rilevabili con frequenza simile ai controlli dopo 60 minuti dall’assunzione di Pilocarpina. Tutte le proteine con livelli significativamente più bassi al basale rispetto ai controlli raggiungevano livelli simili ai soggetti sani dopo 30 minuti dall’assunzione di Pilocarpina. La migliore risposta al farmaco è stata osservata tra le proteine di origine parotidea. I pazienti con pSS erano inoltre caratterizzati da alti livelli di α-defensina 1 e dalla presenza di β-defensina 2, peptidi di origine neutrofilica ed epiteliale rispettivamente, con funzioni antimicrobiche. Mentre la β-timosina 4, peptide strutturale con proprietà antinfiammatorie e riparatrici, risultava rilevabile in quasi tutti i soggetti sani e nei pazienti, la β-timosina 10, è stata riscontrata nella maggior parte dei pazienti con pSS e in un terzo dei soggetti con sSS; non era invece evidenziabile in nessuno dei soggetti sani. 3 CONCLUSIONI. Il nostro studio ha dimostrato come la Pilocarpina, farmaco secretagogo agonista colinergico, che si riteneva aumentare solo la quota fluida della secrezione salivare, sia invece in grado di ripristinare parzialmente i livelli ed il numero delle proteine salivari ridotte in corso di sindrome di Sjögren. L’ α-defensina 1, la β-defensina 2 e la β-timosina 10 potrebbero essere considerati biomarker di infiammazione orale nei pazienti con pSS.

Saliva is a complex fluid composed of a variety of electrolytes, metabolites, nucleotides, polynucleotides and proteins; it plays an important role in the maintenance of oral health (1). The rate of salivary protein secretion is controlled mainly by noradrenalin that is released from the sympathetic terminals and acts through the β-adrenergic receptors, while the rate of fluid and electrolyte secretion is controlled by acetylcholine, released from the parasympathetic terminals and acting through the muscarinic cholinergic receptors (2). A large number of systemic agents has been proposed as secretagogues, but only a few have shown consistent salivary secretion enhancing properties in well-designed trials. Among cholinergic agonists, pilocarpine is the most effective for protein secretion in rat (3), having also a mild β-adrenergic stimulating properties, but a few data have been reported in humans. Pilocarpine has been shown to improve symptoms of oral dryness and to increase salivary output in patients with primary Sjögren’s syndrome (pSS) (4), a chronic autoimmune disorder of the exocrine glands with associated lymphocytic infiltrates and consequent dryness of mouth and eyes (5). Saliva composition in pSS patients has been found to be different from normal subjects (6). However the pattern of salivary gland proteins in patients with pSS is not completely defined with regard to its composition, mainly in relation to low-molecular-weight components as acidic and basic proline-rich proteins (PRPs), statherins and cystatins, as well as defensins, which are immunopeptides of epithelial and neutrophilic origin, and thymosins, G-actinsequestering peptides with immuno-regulatory properties. In particular there are no data concerning the effects of pilocarpine on salivary protein profile in pSS patients. Moreover there are no studies on the possible differences in salivary protein profile between pSS and Sjögren’s syndrome associated to other rheumatic diseases (sSS).