Comprehensive assessment of the dynamics of angiogenesis in patients with psoriasis treated with methotrexate

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Evaluation of the severity of pathological angiogenesis in patients with psoriasis can be considered as a promising direction for monitoring the activity of the disease and the effectiveness of systemic therapy.

Aims. Evaluation of interconnections between indicators of angiogenesis in the skin and nail bed of psoriasis patients with clinical characteristics of disease course and therapeutic response to the use of methotrexate by a comprehensive study of the morphometric data dynamics of videodermatoscopy in vascular bed of the skin, the severity of blood flow in the dermis and nail bed during ultrasonic power dopplerography and plasma concentrations of vascular endothelial growth factor (VEGF) and endothelin-1 (En-1).

Materials and methods. Work is based on the data analysis from a survey of 82 patients with moderate to severe psoriasis vulgaris in the acute stage, who were first prescribed methotrexate in the form of subcutaneous injections at a dose of 10–15 mg per week in combination with folic acid 5 mg per week. Before treatment and three months after the start of methotrexate therapy, all patients underwent videodermatoscopy with dimension of the density and size of dilated skin capillaries, ultrasonography of psoriatic plaques and nail bed of affected nails and measurement of doppler blood flow parameters and concentration of VEGF and En-1 in blood plasma.

Results. A direct correlation was established between the average diameter of dilated skin capillaries (vascular glomeruli), the degree of increased blood flow in the doppler energy study of psoriatic plaques skin area and the plasma concentration of VEGF and En-1 and values of PASI, BSA, sPGA and DLQI indices, as well as the severity of doppler blood flow of the nail bed and NAPSI index (r = 0.21–0.73). Under the influence of methotrexate treatment, a decrease in diameter and density of vascular glomeruli (16.2 [12.9; 22.5] versus 25.2 [17.1; 33.7] µm before treatment (p = 0.002) and (44.6 [31.6; 53.3] versus 53.5 [34.6; 67.4] before treatment (p = 0.04), respectively), the degree of blood flow in area of psoriatic plaques and the concentration of VEGF and En-1 (12.5 [6.7; 26.8] pg/ml versus 19.5 [4.7; 48.1] pg/ml after treatment (p = 0.002) and En-1 (168.2 [97; 319] versus 274.5 [146; 439] pg/ml
(p = 0.003), respectively) was observed.

Conclusions. Studied indicators of angiogenesis can be used as additional criteria for assessing the degree of activity and achieving clinical improvement/remission during systemic therapy in patients with moderate and severe psoriasis.

About the authors

Olga A. Pritulo

Institute “S.I. Georgievsky Medical Academy” of Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education “Crimean Federal University named after V.I. Vernadsky”

Email: 55550256@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6515-1924
SPIN-code: 2988-8463

Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Simferopol

Alexey A. Petrov

Institute “S.I. Georgievsky Medical Academy” of Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education “Crimean Federal University named after V.I. Vernadsky”

Author for correspondence.
Email: Ya.alexey2312@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4533-2415
SPIN-code: 6070-2810

Graduate Student

Russian Federation, Simferopol

References

  1. Кубанов А.А., Карамова А.Э., Артамонова О.Г. Новые возможности в лечении псориаза и псориатического артрита. Научно-практическая ревматология. 2018; 56(6):722–726 [Kubanov AA, Karamova AJe, Artamonova OG. New opportunities in the treatment of psoriasis and psoriatic arthritis. Nauchno-prakticheskaja revmatologija. 2018;56(6):722–726. (In Russ.)] doi: 10.14412/1995-4484-2018-722-726
  2. Verzì AE, Lacarrubba F, Caltabiano R, Broggi G, Musumeci ML, Micali G. Reflectance confocal microscopy features of plaque psoriasis overlap with horizontal histopathological sections: a case series. Am J Dermatopathol. 2019;41(5):355–357. doi: 10.1097/DAD.0000000000001297
  3. Sankar L, Arumugam D, Boj S, Pradeep P. Expression of angiogenic factors in psoriasis vulgaris. J Clin Diagn Res. 2017;11(3):EC23–EC27. doi: 10.7860/JCDR/2017/23039.9525
  4. Wang X, Sun X, Qu X, Li C, Yang P, Jia J, et al. Overexpressed fibulin-3 contributes to the pathogenesis of psoriasis by promoting angiogenesis. Clin Exp Dermatol. 2019;44(4):e64–e72. doi: 10.1111/ced.13720
  5. Luengas-Martinez A, Paus R, Young HS. Antivascular endothelial growth factor-A therapy: a novel personalized treatment approach for psoriasis. Br J Dermatol. 2022;186(5):782–791. doi: 10.1111/bjd.20940
  6. Hanssen SCA, Vleuten CJM van der, Erp PEJ van, Seyger MMB, Kerkhof PCM van de. The effect of adalimumab on the vasculature in psoriatic skin lesions. J Dermatol Treat. 2019;30(3): 221–226. doi: 10.1080/09546634.2018.1506082
  7. Lee HJ, Hong YJ, Kim M. Angiogenesis in Chronic Inflammatory Skin Disorders. Int J Mol Sci. 2021;22(21):12035. doi: 10.3390/ijms222112035
  8. Gerkowicz A, Socha M, Pietrzak A, Zubilewicz T, Krasowska D. The role of VEGF in psoriasis: an update. Acta Angiol. 2018;24(4):134–140. doi: 10.5603/AA.2018.0019
  9. Borska L, Andrys C, Chmelarova M, Kovarikova H, Krejsek J, Hamakova K, et al. Roles of miR-31 and endothelin-1 in psoriasis vulgaris: pathophysiological functions and potential biomarkers. Physiol Res. 2017; 66(6):987–992. doi: 10.33549/physiolres.933615
  10. Meki AR, Al-Shobaili H. Serum vascular endothelial growth factor, transforming growth factor β1, and nitric oxide levels in patients with psoriasis vulgaris: their correlation to disease severity. J Clin Lab Anal. 2014;28(6):496–501. doi: 10.1002/jcla.21717
  11. Rosina P, Zamperetti MR, Giovannini A, Girolomoni G. Videocapillaroscopy in the differential diagnosis between psoriasis and seborrheic dermatitis of the scalp. Dermatology 2007;214(1):21–24. doi: 10.1159/000096908
  12. Campanati A, Goteri G, Simonetti O, Ganzetti G, Giuliodori K, Giuliano A, et al. Angiogenesis in psoriatic skin and its modifications after administration of etanercept: videocapillaroscopic, histological and immunohistochemical evaluation. Int J Immunopathol Pharmacol. 2009;22(2):371–377. doi: 10.1177/039463200902200214
  13. Rosina P, Giovannini A, Gisondi P, Girolomoni G. Microcirculatory modifications of psoriatic lesions during topical therapy. Skin Res Technol. 2009;15(2):135–138. doi: 10.1111/j.1600-0846.2008.00336.x
  14. Wolberink EAW, Erp PEJ van, Teussink MM, Kerkhof PCM van de, Gerritsen MJP. Cellular features of psoriatic skin: imaging and quantification using in vivo reflectance confocal microscopy. Cytometry B Clin Cytom. 2011;80(3):141–149. doi: 10.1002/cyto.b.20575
  15. Micali G, Verzì AE, Broggi G, Caltabiano R, Musumeci ML, Lacarrubba F. Evaluation of capillary density in psoriasis: An intrapatient study and literature review. PLoS One. 2021;16(3):e0247835. doi: 10.1371/journal.pone.0247835
  16. Stinco G, Buligan C, Errichetti E, Valent F, Patrone P. Clinical and Capillaroscopic Modifications of the Psoriatic Plaque during Therapy: Observations with Oral Acitretin. Dermatol Res Pract. 2013;2013:781942. doi: 10.1155/2013/781942
  17. Gutierrez M, De Angelis R, Bernardini ML, Filippucci E, Goteri G, Brandozzi G, et al. Clinical, power Doppler sonography and histological assessment of the psoriatic plaque: short-term monitoring in patients treated with etanercept. Br J Dermatol. 2011;164(1):33–37. doi: 10.1111/j.1365-2133.2010.10026.x
  18. Gutierrez M, Di Geso L, Salaffi F, Bertolazzi C, Tardella M, Filosa G, et al. Development of a preliminary US power Doppler composite score for monitoring treatment in PsA. Rheumatology (Oxford). 2012;51(7):1261–1268. doi: 10.1093/rheumatology/kes014
  19. Gutierrez M, Filippucci E, De Angelis R, Filosa G, Kane D, Grassi W. A sonographic spectrum of psoriatic arthritis: "the five targets". Clin Rheumatol. 2010;29(2):133–142. doi: 10.1007/s10067-009-1292-y
  20. Barcaui E de O, Carvalho ACP, Lopes FP, Piñeiro-Maceira J, Barcaui CB. High frequency ultrasound with color Doppler in dermatology. An Bras Dermatol. 2016;91(3):262–273. doi: 10.1590/abd1806-4841.20164446
  21. Șomlea MC, Boca AN, Pop AD, Ilieș RF, Vesa SC, Buzoianu AD, et al. High-frequency ultrasonography of psoriatic skin: A non-invasive technique in the evaluation of the entire skin of patients with psoriasis: A pilot study. Exp Ther Med. 2019;18(6):4981–4986. doi: 10.3892/etm.2019.8140
  22. Mendonça JA, Leandro-Merhi VA, Aquino JLB de. Can Spectral Doppler high specificity and Gray scale nail assessment suggest inflammation in Psoriatic Arthritis patients and Control Groups? MOJ Orthop Rheumatol. 2021;13(6):137–142. doi: 10.15406/mojor.2021.13.00564
  23. De Rossi SD, Mendonça JA., Palominos PE, Kohem CL, Cestari TF, Silva Chakr RM da. Ultrasonographic and resistance index evaluation of nails in psoriatic arthritis, psoriasis, and control groups: a cross-sectional study. Adv Rheumatol. 2021; 61, 48. doi: 10.1186/s42358-021-00207-2
  24. Taylor W, Gladman D, Helliwell P, Marchesoni A, Mease P, Mielants H. Classification criteria for psoriatic arthritis; development of new criteria from a large international study. Arthritis Rheum. 2006;54(8):2665–2673. doi: 10.1002/art.21972

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Videodermatoscopy at x100 magnification in patients with psoriasis; а — мultiple vascular glomeruli in the area of psoriatic plaque; б — single small capillaries in the area of intact skin

Download (210KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Large doppler signals of confluent character in the dermis in area of psoriatic plaque, corresponding to the 2 degree of increased blood flow. Ultrasonography using a 22 MHz transducer (doppler frequency — 14.3 MHz, pulse repetition rate — 750 KG of signals)

Download (215KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Single discrete doppler signals in the dermis in area of psoriatic plaque, corresponding to the 1 degree of increased blood flow. Ultrasonography using a 22 MHz transducer (Doppler frequency — 14.3 MHz, pulse repetition rate — 750 kg of signals)

Download (228KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Doppler ultrasonography of arterial vessels in the nail bed; а — several confluent Doppler signals corresponding to the second degree of increased blood flow; б — multiple confluent Doppler signals corresponding to the third degree of increased blood flow

Download (225KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Pritulo O.A., Petrov A.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».