Analisi genetica e molecolare degli anticorpi anti-DNA
Le analisi genetiche degli anticorpi anti-DNA nel lupus umano e murino hanno fornito importanti informazioni sulla produzione di autoanticorpi. Attualmente non c’è alcuna prova che un insieme distinto di geni della regione V, associati alla malattia e autoreattivi, sia presente solo in individui con una suscettibilità familiare all’autoimmunità e venga utilizzato per codificare gli autoanticorpi della malattia autoimmune. È anche chiaro che nessun particolare gene della regione Ig V è assolutamente necessario per la produzione di autoanticorpi (rivisto in riferimento 218). I geni delle immunoglobuline che sono presenti in un animale non autoimmune sono chiaramente in grado di formare autoanticorpi patogeni. La prole di un topo SWR non autoimmune e di un topo NZB (topi SNF1) produce spontaneamente autoanticorpi,219 con una grande percentuale di anticorpi anti-DNA che si depositano nei reni dei topi SNF1 che sono stati codificati da geni Ig derivati dal genitore SWR non autoimmune.219 Infatti, sia studi idiotipici che molecolari mostrano che i geni della regione V usati per produrre autoanticorpi nel lupus sono anche usati in una risposta anticorpale protettiva in individui non autoimmuni.220,221 Gli autoanticorpi portano idiotipi cross-reattivi che sono anche presenti sugli anticorpi prodotti in risposta ad antigeni estranei, e i geni della regione V usati per codificare gli autoanticorpi codificano anche gli anticorpi contro l’antigene estraneo.222-225 Infatti, un certo numero di autoanticorpi reagisce in modo incrociato con antigeni estranei, dimostrando che gli stessi segmenti del gene della regione V possono essere usati in risposte sia protettive che potenzialmente patogene.226-228 Questi anticorpi cross-reattivi sono capaci di legarsi all’antigene batterico con alta affinità, ma possiedono anche specificità per un autoantigene. I pazienti con infezioni da Klebsiella e gli individui vaccinati con polisaccaride pneumococcico sviluppano anticorpi antibatterici che esprimono idiotipi cross-reattivi anti-DNA.220,229 In vivo, gli anticorpi cross-reattivi con specificità sia per lo pneumococco che per il dsDNA sono protettivi nei topi contro un’infezione batterica altrimenti letale, ma possono anche depositarsi nel rene e causare danni glomerulari.230 Sembra che gli anticorpi cross-reattivi siano generati di routine nel corso della normale risposta immunitaria in un individuo non autoimmune. Normalmente, tuttavia, le cellule B autoreattive che esprimono un’autospecificità sono attivamente downregolate e contribuiscono poco al repertorio anticorpale espresso.114
Anche se non ci sono prove che i geni specifici codificano solo gli autoanticorpi, alcuni dati suggeriscono che gli autoanticorpi sono codificati da un numero piuttosto ristretto di geni della regione V dell’immunoglobulina.231-233 Nel lupus murino, analisi estese di cellule B che producono anti-DNA mostrano che da 15 a 20 geni della regione V a catena pesante codificano la maggior parte degli anticorpi anti-DNA.165,234-236 Uno studio ha trovato un drammatico aumento nella frequenza d’uso di un particolare gene a catena pesante J558 nei topi autoimmuni rispetto ai topi normali, mentre i topi non autoimmuni che sono stati immunizzati con un complesso immunogenico DNA/DNA-binding peptide hanno mostrato un uso intermedio.233 Questo risultato supporta il concetto che le differenze nell’uso del gene V che possono essere viste tra topi autoimmuni e non autoimmuni sono quantitative piuttosto che riflettere una vera differenza qualitativa. Sebbene gli studi molecolari sugli anticorpi umani siano più limitati, anche le analisi idiotipiche suggeriscono un uso limitato del gene V. Questa osservazione è importante perché suggerisce che gli antiidiotipi possono giocare un ruolo nelle strategie terapeutiche. Inoltre, l’analisi dei polimorfismi di lunghezza dei frammenti di restrizione, che è uno strumento usato per identificare le somiglianze e le differenze tra particolari geni in una popolazione, è stato usato per esaminare se polimorfismi distinti del gene Ig sono associati al LES.237-239 È stato riportato che una delezione di uno specifico gene V a catena pesante, hv-3, è più frequente negli individui con LES o artrite reumatoide.240,241 Uno specifico gene Vκ germinale, A30, è stato trovato per aumentare la cationicità (e quindi la patogenicità) degli anticorpi umani anti-DNA. Un gene A30 difettoso è stato trovato in otto dei nove pazienti con lupus senza nefrite, ma questo gene era normale in tutti i nove pazienti con lupus con nefrite.242 Il polimorfismo al locus del gene Vκ può quindi contribuire alla suscettibilità alla nefrite lupica. Sebbene questi studi riguardino solo un piccolo numero di pazienti, essi suggeriscono che i polimorfismi nei geni delle immunoglobuline possono dare qualche contributo alla generazione di autoanticorpi e all’espressione del lupus umano. Tuttavia, la risposta anti-DNA non è più ristretta di molte risposte all’antigene estraneo, e l’uso ristretto dei geni della regione V non sembra essere skewed verso particolari famiglie di geni.
SHM è un meccanismo attraverso il quale gli anticorpi protettivi e antiestranei possono evolvere in autoanticorpi patogeni (vedi Figura 8-4).243,244 Le caratteristiche e la meccanica di SHM nel LES sono, quindi, di interesse. Esaminando dieci anticorpi umani positivi per uno specifico idiotipo associato al lupus (F4), Manheimer-Lory245 non hanno trovato alcun cambiamento nella frequenza delle mutazioni somatiche o nella distribuzione di tali mutazioni nei CDR. Sebbene il normale processo di mutazione somatica sia generalmente casuale, c’è una certa tendenza alla mutazione in specifici motivi di sequenza, definiti “punti caldi” di mutazione. Sorprendentemente, gli anticorpi F4-positivi hanno mostrato una mutazione somatica anormale, come dimostrato da una diminuzione del targeting dei punti caldi. Anche i topi transgenici per il gene antiapoptotico bcl-2 mostrano questa diminuzione del targeting delle mutazioni nei punti caldi,246 quindi la diminuzione del targeting negli anticorpi F4-positivi derivati da pazienti con lupus può riflettere un processo anormale di selezione delle cellule B piuttosto che un meccanismo difettoso di mutazione somatica. Sono stati eseguiti studi sul processo mutazionale nel repertorio del gene V in singole cellule B di un piccolo numero di pazienti con lupus.247 La frequenza delle mutazioni era aumentata sia nei riarrangiamenti Vκ produttivi che in quelli improduttivi, con l’evidenza di un aumento del targeting nei punti caldi mutazionali nelle regioni quadro, coerente con una selezione alterata. Un singolo studio sui topi non ha trovato essenzialmente alcuna differenza nelle mutazioni somatiche tra le cellule B di un ceppo autoreattivo e quelle di un ceppo normale.248 Dati contrastanti impediscono ancora di trarre conclusioni definitive.