Date post: | 06-Apr-2016 |
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24/25.06.2006 Mimikry and autoantibody-mediated neuronal cell signaling in Sydenham chorea 1
Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Mimikry und Antikörper-
vermittelte Zelltransduktion in
Sydenham chorea
24/25.06.2006 Mimikry and autoantibody-mediated neuronal cell signaling in Sydenham chorea 2
Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
*10.09.1624 †29.12.1689
• Thomas Sydenham,
englischer Arzt im
17. Jahrhundert
alias: 'lover of opium'
'Among the remedies which it has pleased the Almighty God to give to man to relieve his
sufferings, none is so universal and efficacious as opium.'
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Sydenham chorea (SC) = Chorea minor
Entstehung:
• Streptokokkus pyogenes – Infektion verursacht „Akutes
rheumatisches Fieber“ = ARF (in 0,1-3% der Infektionen)
• ARF als Folgekrankheit einer Infektion
Autoimmunreaktion gegen Pathogen und anschließende
Kreuzreaktion mit körpereigenen Geweben
• Basierend auf molekularer Mimikry zwischen Wirt und
Pathogen
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Streptokokkus pyogenes
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Sydenham chorea (SC) = Chorea minor
Krankheitsbild:
• Sydenham chorea ist die häufigste neurologische
Manifestation des ARF (10-30% der ARF-Fälle)
• Erste Symptome oft erst 6 Monate nach Strep-Infektion)
• Haupterkrankungsalter: 5-15 Jahre
• Symptome: ungewollte Bewegungen und neuropsychia-
trische Störungen: z. B. Hyperaktivität, emotionale
Labilität
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Problem:
• Die Krankheitsentstehung/-entwicklung ist schwer
erfassbar, da
bekannt war.
Sydenham chorea (SC) = Chorea minor
- kein Autoantigen und
- kein Mechanismus der Pathogenese
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Bekanntes:
• Kreuzreaktivität zwischen GAS (Gruppe A Streptokokken)
und Wirtgeweben ist durch molekulare Mimikry möglich
• Plasmaaustausch betroffener Patienten zeigte gewisse
Erfolge Vermutung: Sydenham chorea beruht auf einer
pathogenen Antikörperreaktion
Annahme: GAS-Infektion führt zu einer Kreuzreaktion
des Immunsystems mit neuronalem Gewebe im Gehirn
Sydenham chorea (SC) = Chorea minor
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Durchgeführte Versuche von Kirvan et al.
Vorbereitungen:
• Es wurden 3 verschiedene monoklonale Antikörper aus dem
aktiven Serum eines Sydenham chorea Patienten benutzt
• Alle Antikörper reagierten mit GlcNAc (N-Acetyl-
glucosamin), dem häufigsten Epitop der GAS-spezifischen
Kohlenhydrate ( = Antigen)
• GlcNAc ist ein strukturelles Isomer zu Glycosphingolipiden
und Gangliosiden (hoch angereichert im ZNS)
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Sydenham Chorea
3 monoklonale Antikörper aus akutem
Patientenserum
GlcNAc (Kohlenhydrat der Streptokokken-
zellwand)
Antigen
Ganglioside (Neuronales Oberflächen-
lipid des Menschen) Antigen ?
?Bindung?
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V1: Abschätzen der Bindungsspezifität der Chorea-AK
Drei monoklonale Antikörper aus Chorea-Patientenserum
Strepto-kokken Antigen
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V1: Abschätzen der Bindungsspezifität der Chorea-AK (GlcNAc-bindende monoklonale AK gegen 13 Antigene)
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Inhibierungs-Elisa: 100% Farbreaktion durch Antikörper
Strep-Antigen
Monoklonaler Antikörper
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Inhibierungs-Elisa: Bindung an menschliches Antigen, Farbreaktion ≤ 50%
Strep-AntigenLysogangliosid (Antigen)
Monoklonaler Antikörper
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V2: Bestätigung: Chorea-AK erkennen Lysogangliosid GM1 (als körpereigenes Antigen?)
• alle 3 monoklonalen Antikörper aus Chorea-Patientenserum
reagieren stark mit Lysogangliosid GM1
Direkte ELISA
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V3: Bestimmen der klinischen Relevanz der GM1-Bindung (Reaktivität des Lysogangliosid GM1: Seren von Patienten mit aktuer Sydenham chorea und von genesenen Patienten)
• Höhere Lysogangliosid GM1-Antikörperkonzentration wurden in
akutem SC-Serum gefunden (nicht in Seren von genesenen Patienten
oder Patienten nur mit ARF)
Dieser Trend auch im Liquor ablesbar
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Klinische Relevanz bestätigt:
Hohe Level an spezifischen Lysogangliosid GM1-
Antikörpern korrelieren mit der aktiven Chorea
V3: Bestimmen der klinischen Relevanz der GM1-Bindung
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V4: Spezifität der SC-Antikörperreaktion
Durchführung:
• neuronale Zelllinie und Gewebeschnitte von humanem
Gehirn wurden mit SC-Antikörpern gefärbt
• verschiedene Ganglioside wurden als Inhibitoren für die
monoklonale SC-Antikörperbindung an die neuronale
Zelloberfläche getestet (u. a. Lysogangliosid GM1,
Monosialogangliosid GM1)
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Ergebnis:
• SC-Antikörper binden an die Zelloberfläche einer
neuronalen Zelllinie und zeigen eine Färbung auf
humanen Hirnschnitten im Bereich der Basalganglien
• Lysogangliosid GM1 war der effektivste Inhibitor für
SC-Antikörperbindung ( Lysogangliosid als mögliches
Antigen!!!)
V4: Spezifität der SC-Antikörperreaktion
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V5: Analysierung Antikörpervermittelter CaM-Kinase II Aktivierung (Verdacht: Chorea-AK lösen Zellsignaling aus)
• CaM-Kinase II: Ein Enzym, das in Überfluss im Gehirn
vorhanden ist und Funktionen beim Lernen, Verhalten,
Gedächtnis u. a. einnimmtVermutung:
Antikörper-vermittelte CaM-Kinase II Aktivierung verursacht Signaltransduktion, was ein möglicher
Mechanismus der Sydenham chorea sein kann.
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V5: Analysierung Antikörpervermittelter CaM-Kinase II Aktivierung (Verdacht: Chorea-AK lösen Zellsignaling aus)
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V5: Analysierung Antikörpervermittelter CaM-Kinase II Aktivierung (Verdacht: Chorea-AK lösen Zellsignaling aus)
Ergebnisse:
• Nur der monoklonale Antikörper 24.3.1 aktivierte die CaM-
Kinase II signifikant
• Nur akutes SC-Serum u. -Liquor erhöhten die CaM-
Aktivität signifikant, nicht jedoch Seren von ARF-
Patienten, Gesunden, oder genesenen Patienten
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Zusammenfassung:
• Hinweise auf molekularen Mimikry zwischen GAS (GlcNAc) und dem menschlichen Gehirn (Ganglioside)
• Antikörper gegen Lysogangliosid GM1 korrelieren mit Krankheitsaktivität bei Chorea-Patienten
• Antikörper gegen Lysogangliosid GM1 erkennen Antigen in humanen Basalganglien
• Monoklonaler AK 24.3.1 und akutes SC-Serum u. Liquor aktivieren CaM-Kinase
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
El Final