The molecular logic of pemphigus and impetigo: the desmoglein story

Authors


  • Conflict of Interest
    None declared.

  • Sources of Funding
    This work was supported by Grants-in-Aid for Scientific Research from the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of Japan, and the Health and Labour Sciences Research Grants for Research on Measures for Intractable Diseases from the Ministry of Health, Labor and Welfare of Japan and Keio Gijuku Academic Development Funds.

Masayuki Amagai, Department of Dermatology, Keio University School of Medicine, 35 Shinanomachi, Shinjuku-ku, Tokyo 160-8582, Japan. E-mail: amagai@sc.itc.keio.ac.jp

Abstract

Desmosomes are intercellular adhesive junctions of epithelial cells that contain two major transmembrane components, desmogleins (Dsg) and desmocollins; these are both cadherin-type cell–cell adhesion molecules. Pemphigus is an autoimmune blistering disease caused by IgG autoantibodies that target Dsg1 and Dsg3 in pemphigus foliaceus and pemphigus vulgaris respectively. Bullous impetigo is a common and highly contagious superficial skin infection caused by Staphylococcus aureus. Staphylococcal scalded skin syndrome (SSSS) is a generalized form of bullous impetigo. The blisters in bullous impetigo and SSSS are induced by exfoliative toxin that specifically cleaves Dsg1. Clinical and microscopic localization of blisters in pemphigus, bullous impetigo and SSSS are logically explained at the molecular level by the desmoglein compensation theory; the similarity of lesions among these diseases is underscored by a similar pathogenesis.

Résumé

Les desmosomes sont des jonctions d’adhésion intercellulaire constituées majoritairement de deux composants transmembranaires, les desmogléines (Dsg) et les desmocollines, molécules d’adhésion intercellulaire de type cadhérine. Le pemphigus est une maladie auto-immune dont le clivage est dû aux auto-anticorps IgG qui ciblent la Dsg1 et la Dsg3 respectivement dans le pemphigus foliacé et le pemphigus vulgaire. L’impétigo bulleux est une dermatose superficielle fréquente et hautement contagieuse due àStaphylococcus aureus. Le syndrome de choc staphylococcique est une forme généralisée d’impétigo bulleux. Le clivage dans l’impétigo bulleux et dans le choc toxique staphylococcique est dûà une toxine exfoliative (ET) qui cible spécifiquement la Dsg1. La localisation des clivages cliniquement et microscopiquement dans le pemphigus, l’impétigo bulleux ou le syndrome de choc toxique staphylococcique est expliquée logiquement par la théorie de compensation de niveau moléculaire des desmogléines; la similarité des lésions de ces dermatoses est sous-tendue par une pathogénie identique.

Resumen

Los desmosomas son uniones adhesivas intercelulares de las células epiteliales que contienen dos componentes transmembrana mayoritarios, desmogleínas (Dsg) y desmocolinas; ambas son moléculas de adhesión intercelular tipo cadherina. El pénfigo es una enfermedad autoinmune vesicular causada por autoanticuerpos frente a Dsg1 y Dsg3 en pénfigo foliáceo y pénfigo vulgar, respectivamente. El impetigo bulloso es una infección de la piel bastante común y muy contagiosa causada por Staphylococcus aureus. El síndrome estafilocico de piel escaldada (SSSS) es una forma generalizada de impetigo bulloso. Las ampollas en el impetigo bulloso y SSSS están inducidas por la toxina exfoliativa (ET), que específicamente rompe la Dsg1. La localización clínica y microscópica de las ampollas en pénfigo, impetigo bulloso y SSSS se explican de forma lógica a nivel molecular por la teoria de la compensación de la desmogleína; la similitud de lesiones entre estas enfermedades es resaltada por una patogénesis similar.

Zusammenfassung

Desmosomen sind interzelluläre adhäsive Junctions der Epithelzellen, die zwei wichtige Transmembran Komponenten beinhalten, die Desmogleine (Dsg) und die Desmocolline; es handelt sich bei beiden um Zell-Zell Adhäsionsmoleküle vom Cadherin-Typ. Pemphigus ist eine autoimmune Blasen-bildende Erkrankung, die von IgG Antikörpern verursacht wird, die auf Dsg1 bei Pemphigus foliaceus und Dsg3 bei Pemphigus vulgaris abzielen. Das bullöse Impetigo ist eine häufige und hochkontagiöse oberflächliche Hautinfektion, die durch Staphylokokkus aureus verursacht wird. Das Staphylokokken Scalded Skin Syndrom (SSSS) ist eine generalisierte Form des bullösen Impetigo. Die Blasen beim bullösen Impetigo und bei SSSS werden durch exfoliatives Toxin (ET) verursacht, welches hauptsächlich Dsg1 spaltet. Die klinische und mikroskopische Lokalisation der Blasen beim Pemphigus, beim bullösen Impetigo und bei SSSS können auf molekularem Level leicht durch die Desmoglein Kompensationstheorie logisch erklärt werden; die Ähnlichkeit der Veränderungen dieser Krankheiten wird von einer ähnlichen Pathogenese untermalt.

Ancillary