Genetyczna i molekularna analiza przeciwciał anty-DNA
Analiza genetyczna przeciwciał anty-DNA zarówno w toczniu u ludzi jak i u myszy dostarczyła ważnych informacji dotyczących produkcji autoprzeciwciał. Obecnie nie ma dowodów na to, że odrębny zestaw związanych z chorobą, autoreaktywnych genów regionu V jest obecny tylko u osób z rodzinną podatnością na autoimmunizację i jest używany do kodowania autoprzeciwciał choroby autoimmunologicznej. Jest również jasne, że żadne konkretne geny regionu V Ig nie są absolutnie wymagane do produkcji autoprzeciwciał (przegląd w odnośniku 218). Geny immunoglobulin, które są obecne u zwierzęcia nie wykazującego autoagresji, są wyraźnie zdolne do tworzenia patogennych autoprzeciwciał. Potomstwo myszy SWR nie wykazującej autoimmunizacji i myszy NZB (myszy SNF1) spontanicznie wytwarza autoprzeciwciała,219 przy czym duży procent przeciwciał anty-DNA, które odkładają się w nerkach myszy SNF1, jest kodowany przez geny Ig pochodzące od rodzica SWR nie wykazującego autoimmunizacji.219 W rzeczywistości, zarówno badania idiotypowe jak i molekularne pokazują, że geny regionu V wykorzystywane do wytwarzania autoprzeciwciał w toczniu są również wykorzystywane w ochronnej odpowiedzi przeciwciał u osobników nie wykazujących autoimmunizacji.220,221 Autoprzeciwciała mają krzyżowo reagujące idiotypy, które są również obecne na przeciwciałach, które są wytwarzane w odpowiedzi na obce antygeny, a geny regionu V używane do kodowania autoprzeciwciał również kodują przeciwciała dla obcego antygenu.222-225 Rzeczywiście, wiele autoprzeciwciał reaguje krzyżowo z obcymi antygenami, wykazując, że te same segmenty genu regionu V mogą być używane zarówno w odpowiedzi ochronnej, jak i potencjalnie patogennej.226-228 Te krzyżowo reagujące przeciwciała są zdolne do wiązania się z antygenem bakteryjnym z dużym powinowactwem, ale mają również swoistość dla własnego antygenu. U pacjentów z zakażeniem Klebsiella i osób zaszczepionych polisacharydem pneumokokowym powstają przeciwciała przeciwbakteryjne wyrażające idiotypy reagujące krzyżowo z DNA.220,229 In vivo, przeciwciała reagujące krzyżowo ze swoistością zarówno dla pneumokoka, jak i dsDNA, chronią myszy przed śmiertelną w innych przypadkach infekcją bakteryjną, ale mogą również odkładać się w nerkach i powodować uszkodzenie kłębuszków nerkowych.230 Wydaje się, że przeciwciała reagujące krzyżowo są rutynowo wytwarzane w trakcie normalnej odpowiedzi immunologicznej u osób nieautoimmunologicznych. Zazwyczaj jednak, autoreaktywne komórki B wyrażające autospecyficzność są aktywnie wyciszane i wnoszą niewiele do repertuaru przeciwciał.114
Chociaż nie ma dowodów, że specyficzne geny kodują tylko autoprzeciwciała, niektóre dane sugerują, że autoprzeciwciała są kodowane przez nieco ograniczoną liczbę genów regionu V immunoglobuliny.231-233 W toczniu u myszy, obszerne analizy komórek B produkujących anty-DNA pokazują, że 15 do 20 genów regionu V ciężkiego łańcucha koduje większość przeciwciał anty-DNA.165,234-236 W jednym z badań stwierdzono dramatyczny wzrost częstotliwości wykorzystania określonego genu łańcucha ciężkiego J558 u myszy z autoagresją w porównaniu z normalnymi myszami, podczas gdy myszy bez autoagresji, które były immunizowane immunogennym kompleksem DNA/peptydowym wiążącym DNA, wykazywały pośrednie wykorzystanie.233 To odkrycie wspiera koncepcję, że różnice w wykorzystaniu genu V, które mogą być widoczne między myszami z autoagresją i bez autoagresji, są raczej ilościowe niż odzwierciedlają prawdziwą różnicę jakościową. Chociaż badania molekularne ludzkich przeciwciał są bardziej ograniczone, analizy idiotypowe również sugerują ograniczone wykorzystanie genu V. Ta obserwacja jest ważna, ponieważ sugeruje, że antyidiotypy mogą odgrywać rolę w strategiach terapeutycznych. Ponadto analiza polimorfizmu długości fragmentów restrykcyjnych, która jest narzędziem stosowanym do identyfikacji podobieństw i różnic między poszczególnymi genami w populacji, została wykorzystana do zbadania, czy odrębne polimorfizmy genu Ig są związane z SLE.237-239 Stwierdzono, że delecja specyficznego genu ciężkiego łańcucha V, hv-3, jest częstsza u osób z SLE lub reumatoidalnym zapaleniem stawów.240,241 Stwierdzono, że specyficzny gen germinalny Vκ, A30, zwiększa kationowość (a zatem patogenność) ludzkich przeciwciał anty-DNA. Uszkodzony gen A30 znaleziono u ośmiu z dziewięciu pacjentów z toczniem bez zapalenia nerek, ale gen ten był normalny u wszystkich dziewięciu pacjentów z toczniem z zapaleniem nerek.242 Polimorfizm w locus genu Vκ może zatem przyczyniać się do podatności na toczniowe zapalenie nerek. Chociaż badania te dotyczą tylko niewielkiej liczby pacjentów, sugerują one, że polimorfizmy w genach immunoglobulin mogą w pewnym stopniu przyczyniać się do wytwarzania autoprzeciwciał i ekspresji tocznia ludzkiego. Niemniej jednak odpowiedź anty-DNA nie jest bardziej ograniczona niż wiele odpowiedzi na obcy antygen, a ograniczone wykorzystanie genów regionu V nie wydaje się być ukierunkowane na określone rodziny genów.
SHM jest jednym z mechanizmów, przez które ochronne, obce przeciwciała mogą ewoluować w patogenne autoprzeciwciała (patrz Rycina 8-4).243,244 Charakterystyka i mechanika SHM w SLE są zatem przedmiotem zainteresowania. Badając dziesięć ludzkich przeciwciał pozytywnych dla specyficznego, związanego z toczniem idiotypu (F4), Manheimer-Lory245 nie znalazł zmian w częstości mutacji somatycznych lub rozmieszczenia takich mutacji w CDR. Chociaż normalny proces mutacji somatycznej jest generalnie przypadkowy, istnieje pewna tendencja do mutacji w specyficznych motywach sekwencji, określanych jako mutacyjne „gorące miejsca”. Zaskakująco, przeciwciała F4-pozytywne wykazywały nieprawidłową mutację somatyczną, jak wykazano przez zmniejszenie celowania w gorące punkty. Myszy transgeniczne dla antyapoptotycznego genu bcl-2 również wykazują to zmniejszone kierowanie mutacji do gorących miejsc,246 więc zmniejszone kierowanie w F4-dodatnich przeciwciałach pochodzących od pacjentów z toczniem może odzwierciedlać nieprawidłowy proces selekcji komórek B, a nie wadliwą maszynerię dla mutacji somatycznej. Przeprowadzono badania nad procesem mutacji w repertuarze genu V w indywidualnych komórkach B od niewielkiej liczby pacjentów z toczniem.247 Częstość mutacji była zwiększona zarówno w produktywnych jak i nieproduktywnych rearanżacjach Vκ, z dowodami na zwiększone ukierunkowanie na mutacyjne hot spots w regionach ramowych, spójne ze zmienioną selekcją. Pojedyncze badanie na myszach nie wykazało zasadniczo żadnych różnic w mutacjach somatycznych pomiędzy komórkami B szczepu autoreaktywnego a tymi z normalnego szczepu.248 Sprzeczne dane uniemożliwiają wyciągnięcie stanowczych wniosków jak dotąd.
.