Anti-dsDNA protilátky - Anti-dsDNA antibodies

Imunofluorescence vzor barvení anti-dsDNA protilátek na buňkách HEp-20-10 (vlevo), Crithidia luciliae (uprostřed) a játra potkana (vpravo).

Protilátky proti dvouřetězcové DNA (Anti-dsDNA) jsou skupina anti-nukleární protilátky (ANA) cíl antigen z nichž je dvouvláknová DNA. Krevní testy jako např enzymová imunoanalýza (ELISA) a imunofluorescence se rutinně provádějí k detekci anti-dsDNA protilátek v diagnostických laboratořích. Jsou vysoce diagnostické systémový lupus erythematodes (SLE) a podílejí se na patogenezi lupusová nefritida.[1][2]

Objev

První důkazy o antinukleárních protilátkách se objevily v roce 1948, kdy Hargraves, Richmond a Morton objevili LE buňka.[3] Tyto abnormální buňky, které se nacházejí v kostní dřeni osob, které mají SLE, jsou kategorizovány jako polymorfonukleární leukocyty s fagocytovaný celá jádra.[4] V roce 1957 byly protilátky proti dsDNA první autoprotilátky identifikované u pacientů se SLE.[5]

Produkce protilátek

Ačkoli přesný mechanismus tvorby dsDNA protilátek stále není znám, je pravděpodobné, že extracelulární DNA je jednou z příčin imunitní odpověď proti dsDNA. Existuje spousta důkazů podporujících myšlenku, že mrtvé nebo umírající buňky jsou jedním z hlavních zdrojů této extracelulární DNA.[6] Apoptóza je vysoce organizovaný proces programované buněčné smrti, při kterém buňka degraduje jadernou DNA a signalizuje fagocytózu. U lidí se SLE a jinými autoimunitními poruchami je tento proces považován za defektní, což způsobuje buď zvýšení buněčné smrti a / nebo snížení rychlosti odumírání mrtvých buněk.[7]

U lidí se SLE je vyšší míra apoptózy a na defektech apoptózy se podílejí různé změny genů a proteinů. Patří mezi ně zvýšené hladiny rozpustných látek Fas a bcl-2 a polymorfismy v programovaná buněčná smrt 1 a transkripční faktor X1 související s během.[7]

Blebs na apoptotických buňkách obsahují téměř všechny autoantigeny nalezené v SLE a fagocyty se na tyto apoptotické buňky vážou a fagocytují je. Pokud je tento proces vadný, mohou být tyto autoantigeny uvolňovány do oběhu, což umožňuje imunitní odpověď. Složka amyloidu P v séru je protein, o kterém se předpokládá, že pomáhá při odstraňování chromatinu produkovaného apoptotickými buňkami a bylo prokázáno, že nedostatky v tomto proteinu (u myší) způsobují spontánní tvorbu ANA. Autoantigeny přítomné na skvrnách apoptotických buněk jsou také náchylné k modifikacím, které mohou zvýšit jejich imunogenicita.[7][8]

Po uvolnění jaderných proteinů a chromatinu buňky prezentující antigen, jako dendritické buňky a makrofágy, zobrazte tyto antigeny T pomocné buňky. Ačkoli jsou podrobnosti tohoto procesu stále kontroverzní, důkazy ukazují, že k vyvolání imunitní odpovědi musí DNA aktivovat buňku prezentující antigen, aby produkovala interferony typu 1. Tento cytokin slouží k vyvolání zrání plasmacytoidní dendritické buňky (PDC), aby mohli zobrazovat své antigeny pomocným buňkám T. Mechanismus, kterým eukaryotická DNA aktivuje tyto buňky, je dosud nejasný; Bylo však zjištěno, že imunogenní sekvence CpG buď aktivují PDC, nebo působí jako adjuvans v reakci na eukaryotickou DNA. CpG motiv DNA působí prostřednictvím receptor pro rozpoznávání vzoru, mýtný receptor 9, zjištěno vysoce vyjádřeno v PDC a B buňky. The T pomocné buňky poté aktivujte B buňky, které jsou také v přítomnosti těchto antigenů, což způsobuje produkci autoprotilátek.[6][9][10][11]

Anti-dsDNA protilátky mohou být také produkovány prostřednictvím infekce mechanismem známým jako molekulární mimikry. Po vystavení pneumokokovým polysacharidům se u lupusu produkují zkříženě reaktivní protilátky mezi dsDNA a pneumokokovými polysacharidy.[12] Virus Epstein-Barr Je také známo, že indukuje dsDNA protilátky, jak je vidět po imunizaci zvířat pomocí EBNA-1 epitopy.[13]

Anti-dsDNA protilátky mohou být také vytvořeny sekundárně k produkci protilátek proti jiným proteinům v rámci nukleosom. Myši, které mají T buňky nasměrované k nukleosomu, mohou vyvolat reakci na jiné antigeny, jako je dsDNA a histon, mechanismem známým jako šíření antigenu. Tento účinek může nastat také poté, co infekce způsobí produkci autoprotilátek proti jiným strukturám v jádru.[13][14]

Role v nemoci

SLE

Anti-dsDNA protilátky jsou neuvěřitelně charakteristický pro SLE, přičemž studie uvádějí téměř 100%, a proto se používají při diagnostice SLE. Vyšší titry anti-dsDNA protilátek více naznačují SLE a nižší titry lze nalézt u lidí bez onemocnění. Na rozdíl od vysoké specificity byly u EU pozorovány odhady 25–85% citlivost anti-dsDNA ve SLE. Proto přítomnost anti-dsDNA protilátek naznačuje SLE, avšak absence protilátek nevylučuje onemocnění.[1]

Hladiny cirkulujících anti-dsDNA protilátek kolísají s aktivitou onemocnění v SLE. Zvýšení titrů protilátek se může shodovat se zvýšením aktivity onemocnění, nebo mu dokonce může předcházet. Z tohoto důvodu jsou titry klinicky sledovány titry, aby bylo možné vyhodnotit progresi onemocnění. Titry jsou sledovány častěji v případech aktivnějšího lupusu než u méně aktivního lupusu v intervalech 1–3 měsíce, respektive 6–12 měsíců.[1]

Anti-dsDNA protilátky jsou vysoce asociované s glomerulonefritida u SLE, i když u některých pacientů s vysokými titry protilátek anti-dsDNA se neobjeví onemocnění ledvin. To je s největší pravděpodobností způsobeno skutečností, že anti-dsDNA jsou heterogenní populace, u některých z nich se zjistilo, že nejsou patogenní. Anti-dsDNA protilátky mohou být přítomny u normálních jedinců, avšak tyto protilátky mají obvykle nízkou aviditu IgM izotyp. Naproti tomu patogenní anti-dsDNA protilátky nalezené v SLE jsou obvykle IgG izotyp a vykazují vysokou aviditu pro dsDNA.[15] Jedním z možných mechanismů pro anti-dsDNA a jejich roli při nefritidě je tvorba imunitních komplexů, které vznikají nepřímou vazbou na DNA nebo nukleosomy, které jsou adherovány k glomerulární bazální membrána (GBM). Dalším mechanismem je přímá vazba protilátek na antigeny GBM, jako je C1q, nukleosomální proteiny, heparinsulfát nebo laminin, který může vyvolat zánětlivou reakci aktivací komplementu. Mohou být také internalizovány určitými molekulami na buňkách GBM a způsobit zánětlivé kaskády, proliferaci a alteraci buněčných funkcí.[2][16][17]

Revmatoidní artritida

U pacientů s revmatoidní artritidou se mohou vyvinout protilátky proti dsDNA, avšak obvykle souvisí s léčbou. Anti-TNFa biologické terapie, jako např adalimumab, infliximab a etanercept, může často indukovat produkci anti-dsDNA protilátek. Obvykle mají nízkou aviditu a jsou detekovatelné pouze přechodně po léčbě. Přítomnost těchto protilátek může v některých případech vyvolat syndrom podobný lupusu.[18][19]

Virová infekce

Infekce virovými patogeny může přechodně indukovat protilátky proti dsDNA. Virus lidské imunodeficience, parvovirus B19 a BK virus je známo, že tyto protilátky indukují.[20][21]

Jiné nemoci

Existuje jen málo důkazů podporujících souvislost mezi anti-dsDNA protilátkami a jinými chorobami. Monoklonální proteiny produkované pacienty s myelomem mohou být občas anti-dsDNA. Někteří pacienti také autoimunitní hepatitida typu 1 produkují anti-dsDNA protilátky.[22][23]

Detekce a kvantifikace

K detekci a kvantifikaci protilátek proti dsDNA lze použít různé formáty testů, ale pro diagnostické účely neexistuje žádný „zlatý standard“ a shoda mezi různými testy / metodami je nízká.[24]

Farrův test

Farrův test se používá ke kvantifikaci množství anti-dsDNA protilátek v sérum. Síran amonný se používá k vysrážení komplexů antigen-protilátka, které se tvoří, pokud sérum obsahuje protilátky proti dsDNA. Množství těchto protilátek se stanoví pomocí radioaktivně značené dsDNA. I když je tento test velmi specifický, v rutinních diagnostických laboratořích je málo použitelný kvůli jeho pracnosti a použití radioaktivních materiálů. Farrův test je jedním z mála dostupných testů, které detekují protilátky s vysokou aviditou (spolu s Crithidia luciliae) a má také schopnost detekovat protilátky jakéhokoli izotypu.[15]

KOLÍK

The polyethylenglykol Test (PEG) vysráží komplexy DNA-protilátka, podobně jako test Farr. Na rozdíl od Farr Assay však nedisocuje komplexy protilátek s nízkou aviditou, což umožňuje detekci anti-dsDNA protilátek s vysokou a nízkou aviditou.[25]

Imunofluorescence

Zvířecí tkáň

Zvířecí tkáň byla prvním substrátem pro imunofluorescenční detekci antinukleárních protilátek a používá se od konce 50. let. K identifikaci protilátek proti dsDNA se používají řezy jater a ledvin ze zvířat, jako jsou krysy. Tento substrát byl do značné míry nahrazen použitím buněk HEp-2.[1]

HEp-2

Buňky Hep-2, původně původu karcinomu hrtanu, jsou ve skutečnosti kontaminací HeLa buňky.[26] Běžně se používají při diagnostice ANA v diagnostických laboratořích. Buňky HEp-2 poskytují větší schopnost rozlišovat vzorce ANA než zvířecí řezy, a to díky velkým jádrům a vysoké mitotické rychlosti buněčné linie. Po inkubaci se sérem obsahujícím anti-dsDNA protilátky a fluorescenčně značenými sekundárními protilátkami lze pozorovat homogenní barvení mezifázových jader a kondenzované chromozomální barvení mitotických buněk.[27]

Crithidia

Crithidia luciliae je hemoflagelát protist s organelou známou jako kinetoplast. Tato organela obsahuje vysokou koncentraci kruhové DNA bez rozpoznatelných jaderných antigenů, což umožňuje spolehlivou detekci protilátek anti-dsDNA. Kinetoplast fluoreskuje, pokud sérum obsahuje protilátky proti dsDNA s vysokou aviditou. Tento test má vyšší specificitu než EIA, protože používá nezpracovanou DNA. Zpracovaná DNA může obsahovat oblasti ssDNA, což umožňuje detekci anti-ssDNA protilátek, což může poskytnout falešně pozitivní výsledky.[1][28]

EIA

EIA (enzymová imunotest ) detekuje protilátky pomocí polystyrénové mikrotitrační destičky potažené DNA. DNA použitá v těchto testech je často rekombinantní dsDNA nebo z extraktu telecího brzlíku.[29] Po inkubaci se sérem obsahujícím protilátky anti-dsDNA se protilátky vážou na DNA a mohou být poté vizualizovány pomocí sekundárních protilátek vázaných na enzym. Tento test může být kvantitativní nebo semikvantitativní, což umožňuje odhad hladiny anti-dsDNA protilátek. Tento test může produkovat falešně pozitivní výsledky v důsledku kontaminace ssDNA z denaturované dsDNA. EIA detekuje anti-dsDNA protilátky s nízkou a vysokou aviditou, zvyšuje jeho citlivost a snižuje jeho specificitu.[1]

Průtoková cytometrie

Průtoková cytometrie pro detekci použití ANA multiplexovaný polystyrenové kuličky potažené několika autoantigeny, jako např SSA, SSB, Sm,RNP, Scl-70, Jo-1, dsDNA, centroméra B a histon. Sérum se inkubuje s kuličkami a v přítomnosti anti-dsDNA protilátek nebo jakékoli jiné ANA se protilátky vážou a pro detekci se použijí fluorescenčně značené sekundární protilátky. Korálky procházejí průtokovou celou, která používá laser k detekci fluorescence.[30][31]

Multiplexní imunotest (MIA)

Podobně jako metoda průtokové cytometrie pro detekci ANA používá MIA jamky obsahující autoantigeny a kuličky potažené extraktem HEp-2. Soupravy perliček jsou potaženy specifickými autoantigeny a lze je detekovat jednotlivě, aby bylo možné identifikovat konkrétní autoprotilátku. Automatická analýza fluorescence jamky umožňuje rychlou detekci autoprotilátek.[30][32]

Microarrays

Mikročipy jsou nově se objevující metodou pro detekci ANA. Jednotlivé autoantigeny se ukládají v řadě teček na povrch, jako je polystyren. Jedno pole se může skládat ze stovek autoantigenů pro screening více autoimunitních onemocnění současně. Pokud jsou přítomny anti-dsDNA protilátky, inkubace séra a microarray umožňují navázání a tečky lze poté vizualizovat pomocí fluorescenčně značené anti-IgG protilátky.[33]

Terapeutika

V důsledku vysoce specifické povahy protilátek mohou být konstruovány tak, aby cílily a vázaly klíčové motivy. Tyto motivy mohou být například klíčovými znaky v patogenezi konkrétních onemocnění Lidsky papillomavirus. [34]

Reference

  1. ^ A b C d E F Kavanaugh A, Tomar R, Reveille J, Solomon DH, Homburger HA (leden 2000). „Pokyny pro klinické použití testu na antinukleární protilátky a testy na specifické autoprotilátky proti jaderným antigenům. Americká vysoká škola patologů“. Oblouk. Pathol. Laboratoř. Med. 124 (1): 71–81. doi:10.1043 / 0003-9985 (2000) 124 <0071: GFCUOT> 2.0.CO; 2 (neaktivní 10. 11. 2020). PMID  10629135.CS1 maint: DOI neaktivní od listopadu 2020 (odkaz)
  2. ^ A b Mortensen ES, Fenton KA, Rekvig OP (únor 2008). „Lupusová nefritida: odhalena ústřední role nukleosomů“. Dopoledne. J. Pathol. 172 (2): 275–83. doi:10.2353 / ajpath.2008.070563. PMC  2312358. PMID  18187568.
  3. ^ Hargraves MM, Richmond H, Morton R (leden 1948). "Prezentace dvou prvků kostní dřeně; koláčová buňka a buňka L.E.". Sborník zasedání zaměstnanců kliniky Mayo. 23 (2): 25–8. PMID  18921142.
  4. ^ Shao WH, Cohen PL (2011). „Poruchy apoptotické buněčné clearance u systémového lupus erythematodes“. Výzkum a terapie artritidy. 13 (1): 202. doi:10.1186 / ar3206. PMC  3157636. PMID  21371352.
  5. ^ Stollar BD (1989). "Imunochemie DNA". Mezinárodní recenze imunologie. 5 (1): 1–22. doi:10.3109/08830188909086987. PMID  2491157.
  6. ^ A b Su KY, Pisetsky DS (září 2009). "Role extracelulární DNA v autoimunitě v SLE". Scand. J. Immunol. 70 (3): 175–83. doi:10.1111 / j.1365-3083.2009.02300.x. PMID  19703007. S2CID  205382203.
  7. ^ A b C Dieker JW, van der Vlag J, Berden JH (únor 2004). „Nepřístupné odstranění apoptotických buněk: jeho role v genezi lupusu“. Nephrol. Vytočit. Transplantace. 19 (2): 282–5. doi:10.1093 / ndt / gfg485. PMID  14736945.
  8. ^ Smeenk RJ (červen 2000). „Antinukleární protilátky: příčina onemocnění nebo způsobená nemocí?“. Revmatologie (Oxford). 39 (6): 581–4. doi:10.1093 / revmatologie / 39.6.581. PMID  10888701.
  9. ^ Graham KL, Utz PJ (září 2005). "Zdroje autoantigenů v systémovém lupus erythematodes". Aktuální názor na revmatologii. 17 (5): 513–7. doi:10.1097 / 01.bor.0000171215.87993.6b. PMID  16093826. S2CID  18465332.
  10. ^ Marshak-Rothstein A (listopad 2006). "Mýtné podobné receptory u systémového autoimunitního onemocnění". Recenze přírody Imunologie. 6 (11): 823–35. doi:10.1038 / nri1957. PMC  7097510. PMID  17063184.
  11. ^ Rekvig OP, Nossent JC (únor 2003). „Anti-dvouvláknové DNA protilátky, nukleosomy a systémový lupus erythematodes: čas pro nová paradigmata?“. Artritida Rheum. 48 (2): 300–12. doi:10.1002 / článek 10739. PMID  12571837.
  12. ^ Blank M, Barzilai O, Shoenfeld Y (únor 2007). "Molekulární mimikry a autoimunita". Clin Rev Allergy Immunol. 32 (1): 111–8. doi:10.1007 / bf02686087. PMID  17426366. S2CID  20475334.
  13. ^ A b Poole BD, Scofield RH, Harley JB, James JA (únor 2006). „Virus Epstein-Barr a molekulární mimikry u systémového lupus erythematodes“. Autoimunita. 39 (1): 63–70. doi:10.1080/08916930500484849. PMID  16455583. S2CID  9844130.
  14. ^ Berden JH (srpen 2003). „Lupusová nefritida: důsledek narušeného odstraňování apoptotických buněk?“. Neth J Med. 61 (8): 233–8. PMID  14628957.
  15. ^ A b Egner W (červen 2000). „Využití laboratorních testů při diagnostice SLE“. J. Clin. Pathol. 53 (6): 424–32. doi:10.1136 / jcp.53.6.424. PMC  1731203. PMID  10911799.
  16. ^ Mok CC, Lau CS (červenec 2003). "Patogeneze systémového lupus erythematodes". J. Clin. Pathol. 56 (7): 481–90. doi:10.1136 / jcp.56.7.481. PMC  1769989. PMID  12835292.
  17. ^ Yung S, Chan TM (únor 2008). „Anti-DNA protilátky v patogenezi lupusové nefritidy - vznikající mechanismy“. Autoimmun Rev. 7 (4): 317–21. doi:10.1016 / j.autrev.2007.12.001. PMID  18295737.
  18. ^ Hanauer SB (září 1999). „Recenze článku: bezpečnost infliximabu v klinických studiích“. Potrava. Pharmacol. Ther. 13 Suppl 4: 16–22, diskuse 38. doi:10.1046 / j.1365-2036.1999.00027.x. PMID  10597335. S2CID  1642477.
  19. ^ Hyrich KL, Silman AJ, Watson KD, Symmons DP (prosinec 2004). „Terapie protinádorovým nekrotickým faktorem alfa při revmatoidní artritidě: aktuální informace o bezpečnosti“. Ann. Rheum. Dis. 63 (12): 1538–43. doi:10.1136 / ard.2004.024737. PMC  1754871. PMID  15242866.
  20. ^ Hansen KE, Arnason J, Bridges AJ (duben 1998). "Autoprotilátky a běžná virová onemocnění". Semin. Artritida Rheum. 27 (5): 263–71. doi:10.1016 / s0049-0172 (98) 80047-4. PMID  9572708.
  21. ^ Reploeg MD, Storch GA, Clifford DB (červenec 2001). „Virus Bk: klinický přehled“. Clin. Infikovat. Dis. 33 (2): 191–202. doi:10.1086/321813. PMID  11418879.
  22. ^ Isenberg DA, Manson JJ, Ehrenstein MR, Rahman A (červenec 2007). „Padesát let protilátek anti-ds DNA: blížíme se ke konci cesty?“. Revmatologie (Oxford). 46 (7): 1052–6. doi:10.1093 / revmatologie / kem112. PMID  17500073.
  23. ^ Maya R, Gershwin ME, Shoenfeld Y (únor 2008). "Virus hepatitidy B (HBV) a autoimunitní onemocnění". Clin Rev Allergy Immunol. 34 (1): 85–102. doi:10.1007 / s12016-007-8013-6. PMID  18270862. S2CID  9324159.
  24. ^ Enocsson H; Sjöwall C; Wirestam L; Dahle C; Kastbom A; Rönnelid J; Wetterö J; Skogh T (2015). „Čtyři testy anti-dsDNA protilátek ve vztahu ke specificitě a aktivitě systémové lupus erythematosus“. J. Rheumatol. 42 (5): 817–25. doi:10,3899 / jrheum.140677. PMID  25684763. S2CID  207570256.
  25. ^ Nossent JC, Huysen V, Smeenk RJ, Swaak AJ (září 1989). „Nízká avidita protilátek proti dsDNA jako diagnostický nástroj“. Ann. Rheum. Dis. 48 (9): 748–52. doi:10.1136 / ard.48.9.748. PMC  1003868. PMID  2802796.
  26. ^ Lacroix M (leden 2008). „Trvalé používání„ falešných “buněčných linií“. Int. J. Cancer. 122 (1): 1–4. doi:10.1002 / ijc.23233. PMID  17960586. S2CID  27432788.
  27. ^ Bradwell, A. R. (2003). Atlas vzorců HEp-2 a laboratorní techniky. Birmingham: Závazná stránka. ISBN  0-7044-2437-1.
  28. ^ Slater NG, Cameron JS, Lessof MH (září 1976). „Kinetoplastový imunofluorescenční test Crithidia luciliae u systémového lupus erythematodes“. Clin. Exp. Immunol. 25 (3): 480–6. PMC  1541410. PMID  786521.
  29. ^ Burnett, David; Crocker, John R. (1999). Věda o laboratorní diagnostice. ISIS Medical Media. str. 494–495. ISBN  1-899066-62-4.
  30. ^ A b Yu X, Schneiderhan-Marra N, Joos TO (2011). "[Proteinové mikročipy a personalizovaná medicína]". Ann. Biol. Clin. (Paříž) (francouzsky). 69 (1): 17–29. doi:10.1684 / abc.2010.0512. PMID  21463992.
  31. ^ Avaniss-Aghajani E, Berzon S, Sarkissian A (květen 2007). "Klinická hodnota multiplexovaných perličkových imunotestů pro detekci autoprotilátek proti jaderným antigenům". Clin. Vaccine Immunol. 14 (5): 505–9. doi:10.1128 / CVI.00034-07. PMC  1865627. PMID  17376860.
  32. ^ Kumar Y, Bhatia A, Minz RW (2009). „Antinukleární protilátky a jejich detekční metody v diagnostice onemocnění pojivové tkáně: cesta znovu navštívena“. Diagn Pathol. 4: 1. doi:10.1186/1746-1596-4-1. PMC  2628865. PMID  19121207.
  33. ^ Hueber W, Utz PJ, Steinman L, Robinson WH (2002). "Profily autoprotilátek pro studium a léčbu autoimunitních onemocnění". Arthritis Res. 4 (5): 290–5. doi:10.1186 / ar426. PMC  128938. PMID  12223102.
  34. ^ Cerutti ML, Centeno JM, Goldbaum FA, de Prat-Gay G (2001). "Generování sekvenčně specifických, vysoce afinitních anti-DNA protilátek". Journal of Biological Chemistry. 276 (16): 12766–12773. doi:10,1074 / jbc.M100260200. PMID  11279040. S2CID  26068816.