Podcasts about autoantigene

Trotz einer deutlichen Verbesserung der Prognose bleibt der systemische Lupus erythematodes (SLE) eine unheilbare Autoimmunkrankheit mit hoher Mortalität und insbesondere Morbidität. Da bei unvollständig verstandener Pathogenese weiterhin nur symptomatische Behandlungen verfügbar sind, steigt die Prävalenz des systemischen Lupus kontinuierlich, wobei die verursachten Kosten durch Behandlung und Arbeitsausfall aktuell in den USA jährlich bei umgerechnet über 10 Mrd. Euro liegen. Bisher ist bekannt, dass der Endorganschaden durch das Auftreten von autoreaktiven T-Zellen und insb. B-Zellen sowie von diesen produzierten Autoantikörpern vermittelt wird, sodass die Behandlung in vielen Fällen der Chemotherapie niedrig-maligner B-Zell-Lymphome ähnelt und daher viele unerwünschte Nebenwirkungen mit sich bringt. Die genaue Art und Herkunft der nukleären Autoantigene ist bislang ebenso unbekannt wie die beteiligten molekularen Signalwege, wobei hier unter anderem Toll-like-Rezeptoren sowie deren intrazelluläre Signalkaskaden, inklusive der Interferon-regulatorischen Faktoren (IRFs) diskutiert werden. Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle des Interferon-regulatorischen Faktor 4 (IRF4) in der Entstehung des systemischen Lupus erythematodes zu untersuchen. IRF4 wird fast ausschließlich in Zellen des Immunsystems exprimiert und reguliert als Transkriptionsfaktor die Entwicklung und Polarisierung von B-Zellen, T-Zellen und Makrophagen. Zusätzlich wirkt IRF4 aber insbesondere in dendritischen Zellen auch als negativer Regulator des pro-entzündlichen Toll-like-Rezeptor-Signalweges. Diese duale Rolle von IRF4 spiegelt sich auch in den Auswirkungen auf die Krankheitsentwicklung im untersuchten murinen SLE-Modell wieder: Während im Vergleich zu IRF4-kompetenten (wt) Mäusen IRF4-defiziente (KO) Tiere deutlich früher und stärker ausgeprägt Zeichen der systemischen Entzündung zeigen, sind sie vor der Entwicklung der SLE-typischen Endorganschäden vollständig geschützt. So weisen IRF4-KO-Mäuse stark erhöhte Plasmaspiegel von IL-12 und TNF-α sowie eine ausgeprägte Splenomegalie auf, zeigen aber weder detektierbare Autoantikörper im Plasma noch die typische Lupusnephritis. Neben der Wichtigkeit von autoreaktiven Lymphozyten in der Pathogenese des SLE zeigt die vorliegende Arbeit damit, dass trotz hyperaktiver innater Immunität der autoimmune Endorganschaden vermieden werden kann, was perspektivisch die Möglichkeiten einer eher immunmodulatorischen als rein immunsuppressiven Therapie mit ihren zahlreichen Nebenwirkungen aufzeigt.

Die equine rezidivierende Uveitis (ERU) ist eine entzündliche, autoimmun-mediierte Augenerkrankung bei Pferden, die im Endstadium zur Erblindung führt. Unter verschiedenen Namen ist sie seit Jahrhunderten bekannt und mit einer Prävalenz von etwa 10% weltweit einer der häufigsten Gründe für eine Erblindung bei Pferden. Die Bedeutung der ERU ist aber nicht nur auf den veterinärmedizinischen Bereich beschränkt, da sie auch als Modell für die autoimmune Uveitis des Menschen eingesetzt wird. Für die Erkrankung des Menschen ist die ERU das einzige spontane Tiermodell. Charakteristisch für die ERU sind spontan auftretende und wieder abklingende Entzündungsschübe, in deren Verlauf die Retina als Zielgewebe progressiv geschädigt wird. Verschiedene Proteine der Retina konnten in den letzten Jahren schon als Autoantigene identifiziert werden, darunter Interphotorezeptor Retinoid bindendes Protein (IRBP), S-Antigen, Recoverin und Zelluläres Retinaldehyd-bindendes Protein (CRALBP). Um aber die Pathogenesemechanismen der ERU in ihrer ganzen Komplexität verstehen zu können, ist ein möglichst vollständiges Wissen über das ganze Autoantigenspektrum nötig. Deshalb ist es wichtig, nach neuen, bisher unentdeckten Autoantigenen zu suchen und diese zu identifizieren. Im Rahmen dieser Dissertation sollte deshalb zum einen die Frage geklärt werden, ob die Spezifität intraokulärer Autoantikörper über das bereits bekannte Spektrum hinausgeht und ob möglicherweise andere, bisher nicht entdeckte retinale Autoantigene gebunden werden. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war es, die Spezifität autoreaktiver, intraokulärer IgM-Antikörper zu untersuchen, die bisher im Rahmen der ERU Forschung noch nie charakterisiert wurde. Autoreaktive IgM könnten besonders im Zusammenhang mit inter- und intramolekularem Epitop-Spreading, das bei der ERU beschrieben ist, interessant sein. Hierbei kommt es im Verlauf der Erkrankung zu einer Veränderung des targetierten Autoantigenspektrums. Die Abklärung der Spezifität intraokulärer IgM könnte dazu beitragen, zukünftige Zielstrukturen frühzeitig zu erkennen. Um potenzielle Autoantigene zu identifizieren, die von intraokulären IgM Antikörpern targetiert werden, wurde zunächst das Bindungsmuster auf dem retinalen Proteom mit 2D Western Blots untersucht. Während bei Proben augengesunder Tiere keine Reaktionen auftraten, zeigte sich bei Proben, die von ERU-Patienten stammten, dass innerhalb eines insgesamt großen Spektrums verschiedener Reaktionen ein Proteinspot sehr häufig gebunden wurde. Mittels Massenspektrometrie konnte dieses Protein als Neurofilament-M (NF-M) identifiziert werden. Im ELISA konnte die NF-M Spezifität intraokulärer IgM bestätigt werden, zudem wurde für die ERU-Gruppe eine Prävalenz von 44% ermittelt. Die Prävalenz für intraokuläre IgG der gleichen Spezifität war ungleich niedriger, sie lag bei 8% bei ERU. Kontrollproben augengesunder Pferde zeigten hingegen keinerlei Reaktion auf NF-M. Der große Unterschied in der Prävalenz von IgM und IgG weist darauf hin, dass die Autoimmunantwort auf NF-M wahrscheinlich eine persistierende IgM-Reaktion ist. Im physiologischen Zustand wird NF-M im Pferdeauge vor allem von retinalen Ganglienzellen und ihren Fortsätzen exprimiert, sowie von Horizontalzellen. Dagegen konnte bei 89% der ERU-Retinae eine deutliche Reduk tion des NF-M-Signals festgestellt werden. Gründe dafür könnten eine Herunterregulierung von NF-M als zelluläre Reaktion auf Stress sein oder aber eine Zerstörung NF-M exprimierender Strukturen im Zuge einer Autoimmunreaktion auf das Protein. Die in dieser Studie gewonnenen Ergebnisse zeigen, dass das Antigenspektrum bei der ERU über das bisher bekannte hinausgeht und dass auch weiterhin nach neuen Autoantigenen gesucht werden sollte. Die IgM-dominierte Reaktion auf das neu identifizierte Autoantigen, NF-M, zeigt zudem auf, dass das Bindungsspektrum von intraokulären IgM-Autoantikörpern sich nicht immer mit dem von intraokulären IgG überschneidet und deshalb eine gesonderte Betrachtung verdient. Die Persistenz der IgM Antwort gegen NF-M muss in zukünftigen Studien geprüft und ihre Gründe beleuchtet werden, da es sich hierbei um eine T-Zell unabhängige Reaktion handeln könnte, was bei der Immunpathologie der ERU auf eine wichtige Rolle auch für B-Lymphozyten hinweisen würde. Da bei ERU-Patienten die Prävalenz der intraokulären IgM-Reaktion gegen NF-M hoch ist, sollten weiterführende Studien darauf abzielen, eine pathogenetische Relevanz von NF-M als Autoantigen bei ERU und autoimmuner Uveitis des Menschen abzuklären und nach einer Charakterisierung der Serumantwort auf NF-M auch eine Rolle als potenzieller Biomarker zu prüfen.

Das Immunsystem von Säugern wird durch Pathogene, Allergene oder ebenso durch körpereigene Autoantigene stimuliert. Diese Stimulation resultiert in einer Differenzierung von CD4-positiven T-Zellen, die je nach eingeleiteter Immunantwort ihre entzündungsfördernden oder hemmenden Effektorfunktionen ausüben können. Basierend auf den funktionellen Eigenschaften und einem spezifischen Transkriptionsfaktorprofil sowie Zytokinsekretionsprofil lassen sich diese reaktiven Effektorzellen in Th1-, Th2-, Th17- und Treg-Subtypen unterscheiden. Vereinzelt scheinen einige der Subtypen dennoch in der Lage, Eigenschaften von entgegengesetzt polarisierten Zellsubtypen annehmen zu können, was von einem wissenschaftlichem Interesse ist und für zukünftige Therapiemethoden genutzt werden könnte. Aus diesem Grund wurde für eine Untersuchung der Plastizität von CD4-positiven Effektorzellen ein adoptives Zelltransfer-Mausmodell in Kombination mit einer Infektion der Empfängertiere durch den gastrointestinalen Wurmparasiten Nippostrongylus brasiliensis entwickelt. Das Infektionsmodell erlaubte durch die Induktion einer starken Typ-2- Immunantwort durch den Parasiten zu untersuchen, ob in vitro polarisierte oder ex vivo isolierte Th1-, Th17- sowie Treg-Zellen in einen entgegengesetzten, IL-4 produzierenden Th2-Phänotyp in vivo differenzieren können. Sowohl Th1-, als auch Th17-Zellen konnten neben dem Verlust ihrer charakteristischen IFN-γ bzw. IL-17A Zytokinsekretion IL-4 exprimieren und somit in den Th2-Subtyp konvertiert werden. Im Gegensatz dazu wiesen in vitro hergestellte und ex vivo isolierte Treg-Zellen diese Flexibilität nicht auf und behielten weitgehend ihr spezifisches Transkriptionsfaktorprofil bei. Diese neuen Erkenntnisse zur Plastizität von CD4-positiven Effektorzellen könnten darüber hinaus die inverse Korrelation von Helmintheninfektionen und ihrem vermittelnden Schutz vor autoimmunen und allergischen Erkrankungen erklären. Aus therapeutischer Sicht erscheint eine Verschiebung von unkontrollierten und autoreaktiven Th1- und Th17-Immunantworten in Autoimmunerkrankungen durch eine Helmintheninfektion hin zu einer protektiven Th2-Antwort sinnvoll. Um dies weiterführend zu überprüfen und zu klären, ob eine Th-Repolarisierung ein zugrunde liegender Mechanismus ist, wurde versucht zwei verschiedene autoimmune Mausmodelle durch eine Infektion mit dem Helminthen zu modulieren und den Ausbruch der Erkrankung zu verhindern. Es konnte jedoch lediglich eine transiente Verbesserung des Krankheitsverlaufs in einem Colitis-Mausmodell, aber nicht in einem Mausmodell ähnlich der Multiplen Sklerose durch den Helminthen N. brasiliensis beobachtet werden.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, aus der Verteilung der verschiedenen Bestandteile der extrazellulären Matrix Rückschlüsse auf die mechanische Beanspruchung des Lig. iliolumbale zu ziehen. Dazu wurde bei 11 Leichen das Lig. iliolumbale mit seinen knöchernen Anheftungsstellen entnommen und immunhistochemisch untersucht. An beiden Insertionsstellen konnten die für eine faserknorpelige Enthesis charakteristischen Moleküle (z.B. Kollagen II, Aggrecan, Link Protein) nachgewiesen werden. Das Auftreten derartiger Faserknorpel wird an anderen Stellen des menschlichen Körpers als Anpassung an lokale Kompression gewertet. Im vorliegenden Fall lässt sich daraus ableiten, dass das Lig. iliolumbale in vivo einer vergleichbaren Beanspruchung ausgesetzt ist. Solche Beanspruchungen entstehen, wenn das Lig. iliolumbale eine stabilisierende Wirkung auf den lumbosakralen Übergang ausübt. Dabei treten Zugbeanspruchungen im Band auf, welche an den schräg zur Zugrichtung angelegten knöchernen Anheftungsstellen zu lokaler Druckbeanspruchung führen. Die Ergebnisse zeigen, dass das Lig. iliolumbale ein physiologisch beanspruchter Stabilisator des lumbosakralen Übergangs ist. Auch innerhalb des Bandes finden sich vereinzelt faserknorpeltypische Moleküle, die auf einen lokalen Kontakt des Bandes mit dem Beckenkamm hinweisen. In 3 Proben konnten Zeichen einer fokalen Degeneration im Bereich einer Enthesis beobachtet werden, was zu Spekulationen hinsichtlich der Entstehung von „low back pain“ einlädt. Das Vorkommen von Molekülen, welche bei rheumatoider Arthritis und seronegativer Spondylarthropathie als Autoantigene beschrieben wurden, lässt ebenfalls vermuten, dass entzündliche Schmerzsyndrome ihren Ursprung im Lig. iliolumbale haben können.

Die dilatative Kardiomyopathie (DCM) ist charakterisiert durch die Dilatation und beeinträchtigte Kontraktilität des linken oder beider Ventrikel. Sie ist eine der häufigsten Ursachen für ein schweres Herzversagen beim Hund. Häufig von der Erkrankung betroffene Rassen sind Dobermänner, Doggen, Bernhardiner und Irische Wolfshunde. Nur 37% der erkrankten Hunde überleben ein Jahr nach der Diagnosestellung. In vielen Fällen ist die Ätiologie der Erkrankung nicht geklärt. Bei einem Teil der DCM-Fälle scheint es sich um Autoimmunerkrankungen zu handeln. Ziel dieser Arbeit war es deshalb, die humorale Immunantwort von caninen DCM-Patienten mit Hilfe von zweidimensionalen Western Blots auf potenzielle Autoantigene zu untersuchen und diese mittels Massenspektrometrie zu identifizieren. Mit zweidimensionaler Gelelektrophorese ist es möglich, ein Gewebe in mehre tausend Proteine aufzutrennen und somit Reaktivitäten einzelnen Antigenen zuordnen zu können. Die humorale Immunreaktion von 78 DCM-Patienten und 62 herzgesunden Kontrolltieren wurde im Western Blot getestet und miteinander verglichen. Die Ergebnisse der zweidimensionalen Western Blots wurden dem Proteinmuster der eingesetzten Herzpräparationen (linkes und rechtes Atrium, linker und rechter Ventrikel) zugeordnet und die Reaktivitäten der DCM erkrankten Tiere mit herzgesunden Kontrolltieren wurden miteinander verglichen. Mit dieser Methode konnten sieben potenzielle DCM-Autoantigene ermittelt werden, die im Anschluß mittels Massenspektrometrie eindeutig identifiziert werden konnten. Dabei handelte es sich um die schwere Kette des Herzmyosins, eine regulatorische leichte Kette des Herzmyosins (MYL4), Glyceraldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase (GAPDH), die Gehirnform der Glycogen Phosphorylase (GPBB), cardiac Actin, Aconitase und Desmin. Die Reaktion gegen sechs dieser Proteine wurde anschließend in eindimensionalen Western Blots mit den gereinigten Proteinen validiert. Nur für MYL4 stehen diese Untersuchungen noch aus. Bei der schweren Kette des Herzmyosins, GAPDH, GPBB, cardiac Actin und Aconitase wiesen die DCM-Hunde signifikant häufiger Autoantikörper auf als die Kontrolltiere. Bei einem großen Teil der DCM-Hunde ergaben sich damit Hinweise auf Autoimmunreaktionen. In dieser Studie konnten erstmals sechs potenzielle Autoantigene für die canine DCM identifiziert werden. Vier dieser Autoantigene sind auch potenzielle neue Autoantigene für die DCM des Menschen.

Als eine der wichtigsten Augenerkrankungen des Pferdes wird der equinen rezidivierenden Uveitis seit der Antike eine große Bedeutung beigemessen. Bis zum jetzigen Zeitpunkt ist die Ätiologie und Pathogenese dieser Erkrankung jedoch nicht ganz erforscht. Viele vorausgegangene Untersuchungen weisen auf ein autoimmun-mediiertes Geschehen hin. Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung des potenziellen Autoantigens cellular retinaldehyde-binding protein (cRALBP) anhand der Kriterien der drei Postulate von Witebsky. Dem ersten Postulat folgend muss das Autoantigen bekannt sein. cRALBP wurde bereits in einer früheren Arbeit als potenzielles Autoantigen in der ERU beschrieben (Pompetzki 2003). Dem zweiten Postulat Witebskys folgend, müssen Autoantikörper und/oder autoreaktive Zellen gegen das potentielle Autoantigen nachgewiesen werden. Dazu wurden die Serumproben von 289 und die Glaskörperspülproben von 326 ERU-Patienten im ELISA getestet. 29,1% der Serumproben und 19% der Glaskörperproben wiesen positive ODs gegen cRALBP auf. Die Untersuchungen zur T-Zellantwort zeigten, dass 6 von 20 ERU-Patienten nach Kontakt mit cRALBP in den Proliferationsassays positive Stimulationsindizes aufzeigen. Das gleichzeitige Auftreten positiver ODs gegen cRALBP und andere, bereits bekannte retinale Autoantigene im ELISA lässt auf eine Beteiligung von cRALBP am Mechanismus des Epitop Spreading schließen. Auch in der T-Zellantwort konnte dies nachgewiesen werden. Die Induktion der Erkrankung durch Immunisierung gilt als indirekter Beweis einer autoimmun-mediierten Erkrankung und beschreibt das dritte Postulat von Witebsky. Sowohl im Lewisratten- als auch im Pferdemodell konnte durch subcutane Immunisierung mit cRALBP in FCA eine Uveitis ausgelöst werden. Diese konnte sowohl klinisch als auch histopathologisch gezeigt werden. Somit wurden alle zur Charakterisierung eines potenziellen Autoantigens notwendigen Postulate von Witebsky erfüllt und cRALBP muss, neben S-Antigen und Interphotorezeptor-Retinoid-bindendem-Protein, als neues Autoantigen in der ERU bezeichnet werden.

Bislang ist die Pathogenese paraneoplastischer neurologischer Erkrankungen des zentralen Nervensystems nicht vollständig geklärt. Insgesamt mehreren sich jedoch die Hinweise auf einen zu Grunde liegenden Autoimmmunprozess. Nicht zuletzt die Entdeckung onkoneuronaler Antikörper in Blut und Liquor betroffener Patienten lässt vermuten, dass diese Autoantigene im Rahmen des Krankheitsprozesses angegriffen werden. Bislang gibt es jedoch keinen Beweis für die vielfach favourisierte Autoimmunhypothese, nicht zuletzt ist es bisher wiederholt nicht gelungen die Erkrankung im Tiermodell zu reproduzieren. In dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass der adoptive Transfer spezifisch gegen die onkoneuronalen Proteine Pnma1 und rYo gerichteten CD4+ Th1 T-Zellen in der Lage ist, in der DA-Ratte eine Enzephalomyelitis zu induzieren. Dazu wurden zunächst die korrespondierenden, bis dahin noch nicht bekannten Ratten-Antigene rPnma1 und rYo kloniert. Verglichen mit ihrem humanen Korrelat zeigte sich auf Aminosäureebene eine Übereinstimmung von .93,8% für das PNMA1 und 85,7% für das Yo Protein. Nach Immunisierung weiblicher Ratten mit dem entsprechenden Antigen wurden aus den drainierenden Lymphknoten ex vivo in vitro spezifische CD4+ TH1 T-Zelllinien gegen diese Proteine generiert. Es konnte schließlich gezeigt werden, dass der Transfer dieser Zellen in naiven Empfängertieren eine Enzephalitis induzieren kann, die nach histopathologischen und lokalisatorischen Kriterien der humanen Erkrankung sehr ähnlich ist. Diese bestand insbesondere aus perivaskulär, teilweise auch parenchymal lokalisierten T-Zellen und Makrophagen und war assoziiert mit Pnma1 vor allem im Mes- und Dienzephalon, assoziiert mit rYo vor allem im Kleinhirn lokalisiert. Ebenso wie es bei der mit anti- Ma oder anti-Yo assoziierten humanen Erkrankung keine Geschlechtsbevorzugung gibt, liess sich die Pnma1-assoziierte Enzephalitis in männlichen und weibliche DA-Ratten induzieren. Die alleinige Immunisierung mit Protein resultierte zwar in hohen Antikörper-Spiegeln, jedoch lediglich mit minimalen histopathologischen Veränderungen assoziiert. Die Induktion entzündlicher ZNS-Veränderung nach Transfer rPnma1- bzw. rYo-spezifischer T-Zellen konnte erstmals zeigen, dass eine Autoimmunreaktion gegen ein neuronales Antigen pathogen sein kann und sützt damit die Autoimmun- und T-Zell-Hypothese bei der Pathogenese dieser Erkrankungen.