Genetische en Moleculaire Analyse van Anti-DNA Antilichamen
Genetische analyses van anti-DNA antilichamen in zowel menselijke als muriene lupus hebben belangrijke informatie opgeleverd met betrekking tot de productie van auto-antilichamen. Er is momenteel geen bewijs dat een afzonderlijke set van ziekte-geassocieerde, autoreactieve V regio genen alleen aanwezig is bij individuen met een familiale gevoeligheid voor auto-immuniteit en gebruikt wordt om de auto-antilichamen van auto-immuunziekte te coderen. Het is ook duidelijk dat geen specifieke Ig V-regio genen absoluut vereist zijn voor de productie van auto-antilichamen (besproken in referentie 218). Immunoglobulinegenen die aanwezig zijn in een niet-autoimmuun dier zijn duidelijk in staat om pathogene auto-antilichamen te vormen. De nakomelingen van een niet-autoimmune SWR muis en een NZB muis (SNF1 muizen) produceren spontaan autoantilichamen,219 waarbij een groot percentage van de anti-DNA antilichamen die in de nieren van SNF1 muizen worden afgezet, gecodeerd zijn door Ig genen afkomstig van de niet-autoimmune SWR ouder.219 In feite tonen zowel idiotypische als moleculaire studies aan dat de V regio genen die gebruikt worden om autoantilichamen in lupus te produceren, ook gebruikt worden in een beschermende antilichaamrespons bij niet-autoimmune individuen.220,221 Autoantilichamen dragen kruisreactieve idiotypen die ook aanwezig zijn op de antilichamen die gemaakt worden als reactie op vreemde antigenen, en V-regio genen die gebruikt worden om autoantilichamen te coderen coderen ook antilichamen tegen vreemd antigen.222-225 Inderdaad, een aantal autoantilichamen vertonen kruisreacties met vreemde antigenen, wat aantoont dat dezelfde V-regio gensegmenten gebruikt kunnen worden in zowel beschermende als potentieel pathogene reacties.226-228 Deze kruisreactieve antilichamen zijn in staat om met hoge affiniteit te binden aan bacterieel antigen, maar ze bezitten ook specificiteit voor een zelf-antigen. Patiënten met Klebsiella-infecties en personen die gevaccineerd zijn met pneumokokkenpolysaccharide ontwikkelen antibacteriële antilichamen die anti-DNA kruisreactieve idiotypen tot expressie brengen.220,229 In vivo zijn kruisreactieve antilichamen met specificiteit voor zowel pneumokokken als dsDNA bij muizen beschermend tegen een anders dodelijke bacteriële infectie, maar zij kunnen zich ook in de nieren afzetten en glomerulaire schade veroorzaken.230 Het blijkt dat kruisreactieve antilichamen routinematig gegenereerd worden tijdens het verloop van de normale immuunrespons in het niet-autoimmune individu. Gewoonlijk echter worden autoreactieve B-cellen die een eigen-specificiteit tot uitdrukking brengen actief gedereguleerd en dragen zij weinig bij tot het tot uitdrukking gebrachte repertoire van antilichamen.114
Hoewel er geen bewijs is dat specifieke genen alleen auto-antilichamen coderen, suggereren sommige gegevens dat auto-antilichamen gecodeerd worden door een ietwat beperkt aantal immunoglobuline V regio genen.231-233 In muriene lupus tonen uitgebreide analyses van anti-DNA-producerende B cellen aan dat 15 tot 20 zware keten V regio genen coderen voor de meeste anti-DNA antilichamen.165,234-236 Eén studie vond een dramatische toename in de gebruiksfrequentie van een bepaald J558-gen voor de zware keten bij auto-immune muizen dan bij normale muizen, terwijl niet-autoimmune muizen die geïmmuniseerd waren met een immunogeen DNA/DNA-bindend peptide complex een gemiddeld gebruik vertoonden.233 Deze bevinding ondersteunt het concept dat verschillen in het gebruik van V-genen die kunnen worden waargenomen tussen auto-immune en niet-autoimmune muizen eerder kwantitatief zijn dan een weerspiegeling van een echt kwalitatief verschil. Hoewel moleculaire studies van menselijke antilichamen beperkter zijn, suggereren idiotypische analyses ook een beperkt gebruik van het V-gen. Deze waarneming is belangrijk omdat zij suggereert dat anti-idiotypen een rol kunnen spelen in therapeutische strategieën. Bovendien is analyse van restrictiefragmentlengtepolymorfismen, een instrument dat wordt gebruikt om de overeenkomsten en verschillen tussen bepaalde genen in een populatie vast te stellen, gebruikt om te onderzoeken of verschillende Ig-genpolymorfismen geassocieerd zijn met SLE.237-239 Een deletie van een specifiek zware-keten V gen, hv-3, werd vaker aangetroffen bij personen met SLE of reumatoïde artritis.240,241 Een specifiek kiembaan Vκ gen, A30, bleek de kationiciteit (en dus de pathogeniciteit) van menselijke anti-DNA antilichamen te verhogen. Een defect A30-gen werd gevonden bij acht van de negen patiënten met lupus zonder nefritis, maar dit gen was normaal bij alle negen patiënten met lupus met nefritis.242 Polymorfisme op de Vκ-gen locus kan dan bijdragen tot de vatbaarheid voor lupus nefritis. Hoewel deze studies slechts op kleine aantallen patiënten betrekking hebben, suggereren zij dat polymorfismen in immunoglobulinegenen een zekere bijdrage kunnen leveren aan het ontstaan van auto-antilichamen en de expressie van menselijke lupus. Niettemin is de anti-DNA reactie niet beperkter dan vele reacties op vreemde antigenen en het beperkte V regio gengebruik lijkt niet te zijn gericht op bepaalde genfamilies.
SHM is één mechanisme waardoor beschermende, antivreemde antilichamen kunnen evolueren tot pathogene auto-antilichamen (zie figuur 8-4).243,244 De karakteristieken en de werking van SHM bij SLE zijn daarom van belang. Bij onderzoek van tien humane antilichamen die positief zijn voor een specifiek, lupus-geassocieerd idiotype (F4), vond Manheimer-Lory245 geen verandering in de frequentie van somatische mutaties of de verdeling van dergelijke mutaties in CDRs. Hoewel het normale proces van somatische mutatie over het algemeen willekeurig verloopt, is er een zekere bias voor mutatie op specifieke sequentiemotieven, de zogenaamde mutatie “hot spots”. Verrassend genoeg vertoonden F4-positieve antilichamen een abnormale somatische mutatie, zoals blijkt uit een afname van hot-spot targeting. Muizen die transgeen zijn voor het anti-apoptotische gen bcl-2 vertonen ook deze verminderde targeting van mutaties op hot-spots,246 zodat de verminderde targeting in F4-positieve antilichamen afkomstig van patiënten met lupus mogelijk eerder een abnormaal proces van selectie van B-cellen weerspiegelt dan een defecte machinerie voor somatische mutatie. Er zijn studies verricht naar het mutatieproces in het V-genrepertoire in individuele B-cellen van een klein aantal lupuspatiënten.247 De frequentie van de mutaties was verhoogd in zowel productieve als niet-productieve Vκ-herschikkingen, met aanwijzingen voor een verhoogde targeting naar mutatiehaarden in kaderregio’s, hetgeen consistent is met een veranderde selectie. In één onderzoek bij muizen werden in wezen geen verschillen in somatische mutatie gevonden tussen B-cellen van een autoreactieve stam en die van een normale stam.248 Tegenstrijdige gegevens verhinderen vooralsnog het trekken van harde conclusies.