Genetische und molekulare Analyse von Anti-DNA-Antikörpern
Genetische Analysen von Anti-DNA-Antikörpern sowohl beim menschlichen als auch beim murinen Lupus haben wichtige Informationen über die Produktion von Autoantikörpern geliefert. Es gibt derzeit keine Beweise dafür, dass ein bestimmter Satz von krankheitsassoziierten, autoreaktiven V-Region-Genen nur bei Individuen mit einer familiären Anfälligkeit für Autoimmunität vorhanden ist und zur Kodierung der Autoantikörper der Autoimmunerkrankung dient. Es ist auch klar, dass keine bestimmten Ig V-Region-Gene für die Produktion von Autoantikörpern unbedingt erforderlich sind (besprochen in Referenz 218). Immunglobulin-Gene, die in einem nicht-autoimmunen Tier vorhanden sind, sind eindeutig in der Lage, pathogene Autoantikörper zu bilden. Die Nachkommen einer nicht-autoimmunen SWR-Maus und einer NZB-Maus (SNF1-Mäuse) produzieren spontan Autoantikörper,219 wobei ein großer Prozentsatz der Anti-DNA-Antikörper, die sich in den Nieren von SNF1-Mäusen ablagern, von Ig-Genen kodiert werden, die von dem nicht-autoimmunen SWR-Elternteil stammen.219 Tatsächlich zeigen sowohl idiotypische als auch molekulare Studien, dass die V-Region-Gene, die zur Produktion von Autoantikörpern bei Lupus verwendet werden, auch in einer schützenden Antikörperreaktion bei nicht-autoimmunen Individuen verwendet werden.220,221 Autoantikörper tragen kreuzreaktive Idiotypen, die auch auf den Antikörpern vorhanden sind, die als Reaktion auf fremde Antigene gebildet werden, und Gene der V-Region, die zur Kodierung von Autoantikörpern verwendet werden, kodieren auch Antikörper gegen fremde Antigene.222-225 Tatsächlich reagieren eine Reihe von Autoantikörpern kreuzreaktiv mit fremden Antigenen, was zeigt, dass dieselben Gensegmente der V-Region sowohl für schützende als auch für potenziell pathogene Reaktionen verwendet werden können.226-228 Diese kreuzreaktiven Antikörper sind in der Lage, mit hoher Affinität an bakterielle Antigene zu binden, besitzen aber auch eine Spezifität für ein Eigenantigen. Patienten mit Klebsiella-Infektionen und Personen, die mit Pneumokokken-Polysaccharid geimpft wurden, entwickeln antibakterielle Antikörper, die kreuzreaktive Anti-DNA-Idiotypen exprimieren.220,229 In vivo sind kreuzreaktive Antikörper mit Spezifität sowohl für Pneumokokken als auch für dsDNA bei Mäusen schützend gegen eine ansonsten tödliche bakterielle Infektion, können sich aber auch in der Niere ablagern und glomeruläre Schäden verursachen.230 Es scheint, dass kreuzreaktive Antikörper routinemäßig während des Verlaufs der normalen Immunantwort bei nicht-autoimmunen Personen gebildet werden. Normalerweise werden jedoch autoreaktive B-Zellen, die eine Eigenspezifität exprimieren, aktiv herunterreguliert und tragen wenig zum exprimierten Antikörperrepertoire bei.114
Obwohl es keine Beweise dafür gibt, dass spezifische Gene nur für Autoantikörper kodieren, deuten einige Daten darauf hin, dass Autoantikörper von einer etwas eingeschränkten Anzahl von Immunglobulin-V-Region-Genen kodiert werden.231-233 Beim murinen Lupus zeigen umfangreiche Analysen von Anti-DNA-produzierenden B-Zellen, dass 15 bis 20 Gene der schweren Kette der V-Region die meisten Anti-DNA-Antikörper kodieren.165,234-236 In einer Studie wurde festgestellt, dass die Häufigkeit der Verwendung eines bestimmten Gens der schweren Kette J558 bei autoimmunen Mäusen dramatisch höher ist als bei normalen Mäusen, während nicht-autoimmune Mäuse, die mit einem immunogenen DNA/DNA-bindenden Peptidkomplex immunisiert wurden, eine intermediäre Verwendung zeigten.233 Dieser Befund unterstützt das Konzept, dass die Unterschiede in der Verwendung der V-Gene, die zwischen autoimmunen und nicht-autoimmunen Mäusen beobachtet werden können, eher quantitativ sind als einen echten qualitativen Unterschied widerspiegeln. Obwohl die molekularen Studien über menschliche Antikörper begrenzter sind, deuten idiotypische Analysen ebenfalls auf eine eingeschränkte Nutzung des V-Gens hin. Diese Beobachtung ist wichtig, weil sie darauf hindeutet, dass Antiidiotypen eine Rolle bei therapeutischen Strategien spielen können. Darüber hinaus wurde die Analyse von Restriktionsfragmentlängen-Polymorphismen, die ein Werkzeug zur Identifizierung von Ähnlichkeiten und Unterschieden zwischen bestimmten Genen in einer Population ist, verwendet, um zu untersuchen, ob bestimmte Ig-Gen-Polymorphismen mit SLE assoziiert sind.237-239 Es wurde berichtet, dass eine Deletion eines spezifischen V-Gens der schweren Kette, hv-3, bei Personen mit SLE oder rheumatoider Arthritis häufiger vorkommt.240,241 Es wurde festgestellt, dass ein spezifisches Keimbahn-Vκ-Gen, A30, die Kationizität (und damit die Pathogenität) der menschlichen Anti-DNA-Antikörper erhöht. Ein defektes A30-Gen wurde bei acht von neun Patienten mit Lupus ohne Nephritis gefunden, aber dieses Gen war bei allen neun Patienten mit Lupus mit Nephritis normal.242 Ein Polymorphismus am Vκ-Genlocus könnte also zur Anfälligkeit für Lupusnephritis beitragen. Obwohl diese Studien nur eine kleine Anzahl von Patienten betrachten, legen sie nahe, dass Polymorphismen in Immunglobulin-Genen einen gewissen Beitrag zur Bildung von Autoantikörpern und zur Ausprägung des menschlichen Lupus leisten können. Nichtsdestotrotz ist die Anti-DNA-Antwort nicht eingeschränkter als viele andere Reaktionen auf fremde Antigene, und die eingeschränkte Genverwendung in der V-Region scheint nicht auf bestimmte Genfamilien ausgerichtet zu sein.
SHM ist ein Mechanismus, durch den sich schützende, gegen fremde Antigene gerichtete Antikörper zu pathogenen Autoantikörpern entwickeln können (siehe Abbildung 8-4).243,244 Die Merkmale und Mechanismen von SHM bei SLE sind daher von Interesse. Bei der Untersuchung von zehn menschlichen Antikörpern, die für einen spezifischen, Lupus-assoziierten Idiotyp (F4) positiv waren, fand Manheimer-Lory245 keine Veränderung in der Häufigkeit von somatischen Mutationen oder der Verteilung solcher Mutationen in CDRs. Obwohl der normale Prozess der somatischen Mutation im Allgemeinen zufällig ist, gibt es eine gewisse Neigung zur Mutation an bestimmten Sequenzmotiven, die als Mutations-„Hot Spots“ bezeichnet werden. Überraschenderweise zeigten F4-positive Antikörper eine abnormale somatische Mutation, was sich in einer Abnahme des Hot-Spot-Targetings zeigte. Mäuse, die für das antiapoptotische Gen bcl-2 transgen sind, zeigen ebenfalls dieses verminderte Targeting von Mutationen an Hot Spots,246 so dass das verminderte Targeting in F4-positiven Antikörpern, die von Lupus-Patienten stammen, eher einen abnormalen Prozess der B-Zell-Selektion als eine defekte Maschinerie für somatische Mutation widerspiegeln könnte. Es wurden Studien über den Mutationsprozess im V-Gen-Repertoire in einzelnen B-Zellen von einer kleinen Anzahl von Lupus-Patienten durchgeführt.247 Die Häufigkeit von Mutationen war sowohl in produktiven als auch in unproduktiven Vκ-Rearrangements erhöht, mit Hinweisen auf ein erhöhtes Targeting auf Mutations-Hotspots in Gerüstregionen, was mit einer veränderten Selektion übereinstimmt. Eine einzelne Studie an Mäusen fand im Wesentlichen keine Unterschiede in der somatischen Mutation zwischen B-Zellen eines autoreaktiven Stammes und denen eines normalen Stammes.248 Widersprüchliche Daten verhindern es bisher, eindeutige Schlussfolgerungen zu ziehen.