Олигоклональные полосы IgG (OCB) обнаруживаются в спинномозговой жидкости (CSF) более чем у 90% пациентов с рассеянным склерозом (MS) и считаются иммунологическим признаком, который поддерживает диагноз MS. О не являются уникальными для МСА , но также наблюдаются при хронических инфекциях ЦНСА, где они нацелены на их возбудитель ( 1 ⇓ — 3 ). Однако целевая специфичность IgG в OCB при MS оставалась загадкой. Считается, что идентификация этих антигенов, распознаваемых антителами OCB, является фундаментальным ключом к патогенезу РС. В недавней публикации PNAS Brändle et al. ( 4 ) предоставляют доказательства того, что OCB при MS нацелены на повсеместные внутриклеточные антигены, высвобождаемые в клеточном дебрисе.
В 1942 году Kabat et al. ( 5 ) установили диагностическую ценность количественных определений гамма-глобулинов CSF в клинической неврологии, особенно при MS. Они наблюдали, что изменения в IgG CSF не зависели от изменений в сыворотке, что позволяет предположить, что эта продукция Ig была компартментализирована ЦНС. Достижения в области аналитики CSF и гель-электрофореза привели к идентификации OCB в 1959 году ( 6). CSF OCB у пациентов с MS постоянны, что как полагают является отражением как продолжающегося воспаления ЦНС, так и иммунологической памяти. Понимание специфики OCB с тех пор привлекло внимание клинических неврологов и ученых. Предполагалось, что антигены-мишени OCB имеют отношение к патогенезу MS. Наиболее популярная теория утверждает, что IgG в OCB нацелены на аутоантигены миелина и / или вирусы, которые могут вызывать повреждение ЦНС прямо или косвенно с помощью молекулярной мимикрии. В некоторых ранних исследованиях, в которых оценивали цельный IgG CSF от пациентов с РС, были выявлены антитела к нескольким различным вирусам, таким как корь, ветряная оспа, вирус Т-лимфоцитов человека 1 и вирус гепатита человека (7), тогда как в других исследованиях были обнаружены антитела, направленные против основных белков миелина, основного белка миелина (MBP) и гликопротеина олигоденкроцитов миелина (MOG) ( 8 , 9 ), а также гликолипидов, жирных кислот и белков нейрофиламентов (10). Аналогичным образом более поздние исследования которые применяют одноклеточных ПЦР клонирование В — клеток отдельные CSF в MS обнаружили антитела к определенным вирусам или миелиновых белков (11 ⇓ — 13).
Однако было невозможно сопоставить специфичность антител, идентифицированных в CSF, с OCB, изучая цельный IgG в CSF или рекомбинантные антитела, сконструированные из перегруппированных генов тяжелой и легкой цепи Ig в отдельных В-клетках.
Dornmair и его коллеги использовали комбинацию новых биохимических протеомных и транскриптомных подходов ( 4 , 14 ) для изучения специфичности антител при MS OCB. Дисульфид-связанные комплексы тяжелой (IgH) и легкой (IgL) IgG очищали от одиночных пятен OCB с использованием аффинной хроматографии и двумерного гель-электрофореза. Те антитела (IgH 2, IgL 2) комплексы затем анализировали с помощью масс-спектрометрии, чтобы получить специфичные для пациента Ig-пептидомы. Параллельно гены IgH и IgL, включая уникальную определяющую комплементарность область 3, из В-клеток CSF, выделенных от соответствующего пациента, секвенировали для создания специфичных для пациента транскриптомов IgH и IgL. Выравнивание специфичных для пациента Ig-пептидомов с соответствующими специфичными для пациента Ig-транскриптомами приводило к полноразмерным последовательностям соответствующих тяжелых и легких цепей IgG, следовательно представляющих различные виды антител, происходящие из одного из OCB. Используя систему экспрессии Dornmair и его коллеги произвели рекомбинантные антитела против OCB для характеристики целевого антигена, используя белковый микрочип, который показал более 9 400 полноразмерных рекомбинантных человеческих белков. В качестве проверки этой методологии, Боррелиа Бургдорфери, признанная Боррелиейантиген. Они также использовали коммерчески доступное антитело против MOG (клон r8-18C5) в качестве контроля, чтобы продемонстрировать специфичность и чувствительность к связыванию белка миелина. Было получено шесть различных рекомбинантных антител OCB (rAb) от четырех пациентов с РС. Три из этих rAb происходящих от двух из четырех пациентов с РС распознавали три разных аутоантигена. Как и ожидалось, контрольное антитело против MOG r8-18C5 специфически связывалось с MOG. Однако три OCB rAb не распознавали ни ЦНС-специфические белки (например MOG, MBP и протеолипидный белок), ни подозреваемые патогены связанные с MS. Вместо этого рекомбинантные антитела против OCB были направлены против трех различных вездесущих (т.е. не специфичных для ЦНС) внутриклеточных белков: MAP-взаимодействующей киназы серин / треонинкиназы 1/2 (MKNK 1/2), семейство с последовательностью сходства 84 члена A (FAM84A), и якорный белок A-киназы 17A (AKAP17A).
В совокупности эти результаты продемонстрировали, что эти антитела от OCB у пациентов с РС направлены против внутриклеточных антигенов, что позволяет предположить, что они могут быть результатом вторичного иммунного ответа на повреждение клеток (Рис. 1 ).
Модель для разработки вторичных внутриклеточных дебрис-специфических антител в ОКБ ЦСФ.
1 ) При активации в периферических вторичных лимфоидных тканях миелин-специфические Т-клетки, включая Т-клетки, которые распознают перекрестно-реактивные эпитопы инфекционных организмов (т.е. молекулярную мимикрию), попадают в кровь, попадают в ЦНС, пересекают кровь-мозг барьер и проникнуть в паренхиму.
Точно так же B-клетки могут объединяться с активированными T-клетками.
2В ЦНС миелин-специфичные Т-клетки могут инициировать очаговое воспаление за счет продукции цитокинов и активации резидентной микроглии, которая может служить APC для этих Т-клеток.
Этот начальный воспалительный ответ ЦНС приводит к рекрутированию инфильтрирующих макрофагов и дендритных клеток, которые также могут служить в качестве АРС, а также других иммунных клеток, кульминацией которых является разрушение и высвобождение дебриса из миелина и миелин-образующих олигодендроцитов.
3 ) Внутриклеточный и миелиновый дебрис фагоцитируется и обрабатывается АРС, а затем представляется инфильтрирующим Т-клеткам, которые могут распознавать эти неоантигены.
4 ) Активированные антиген-специфические Т-клетки (например, Т-фолликулярные хелперные клетки) помогают инфильтрировать В-клетки, которые могут распознавать внутриклеточный дебрис, дифференцироваться в продуцирующие антитела плазматические клетки.
5 ) Эти клонально размноженные плазматические клетки продуцируют IgG в CSF, которые изображаются как дискретные «олигоклональные» полосы при анализе с помощью электрофореза в геле белка.
Поскольку этот иммунный ответ компартментализируется ЦНС, соответствующие полосы не обнаруживаются с помощью электрофореза сывороточного белка.
Brändle et al.
4 ) продемонстрировали, что антитела IgG в трех отдельных полосах распознают повсеместные внутриклеточные антигены (то есть MKNK1 / 2, FAM84A и AKAP17A).
Другие исследователи идентифицировали клонально расширенные клетки плазмы CSF, которые распознают миелиновые белки
11 ).
В настоящее время неизвестно, способствуют ли антитела, продуцируемые этими миелиновыми остатками В-клеток, также формированию дискретных полос (обозначено знаком вопроса на этапе
4).).
Изображение предоставлено Xavier Studio.
Демонстрация Brändle et al. ( 4 ) что антитела в MS OCB нацелены на вездесущие внутриклеточные белки, это сюрприз особенно потому что десятилетия исследований оценивающих B-клетки CSF и OCB, были сосредоточены на идентификации вирусов-кандидатов и миелиновых антигенов.
Неспособность идентифицировать и подтвердить потенциальные цели привела Арнасона и его коллег к вопросу о том, являются ли антитела в OCB «бессмысленными» и, следовательно могут не иметь отношения к патогенезу РС (15).
Эти новые результаты поднимают несколько вопросов.
Являются ли внутриклеточные дебрис-специфические IgG в CSF OCB патогенными? За исключением мнения о том что гуморальный ответ при РС является компартментальным, можно задаться вопросом, почему нацеливание на внутриклеточные белки не приводит к системному аутоиммунитету (например системной красной волчанке).
И наоборот возможно ли что вторичный гуморальный ответ ЦНС на внутриклеточные антигены-мишени является полезным?
В свете «гипотезы Грабара» в отношении аутоиммунитета (16), возможно что антитела нацеленные на внутриклеточные белки могут способствовать очистке продуктов разложения.
Однако вероятность того что антитела против OCB играют защитную роль. Трудно представить потому что OCB у пациентов с MS предсказывают более тяжелое течение (17).
Существует одно явное ограничение для исследования Brändle et al. (4). Несмотря на то что они генерировали шесть RACs OCB от четырех пациентов с РС, они были успешны в определении специфичности только трех антител, происходящих от двух пациентов. Поэтому возможно что при исследовании большего количества OCB у дополнительных пациентов с РС некоторые из этих антител к OCB могут распознавать миелиновые или нейрональные белки. Можно также поставить под сомнение важность выявления специфичности антител против OCB при РС. Клинические испытания показали, что анти-CD20-разрушающее В-клетки антитело окрелизумаб является исключительно эффективным в лечении ремиттирующего (18) и первичного прогрессирующего РС (19). Однако такое клиническое преимущество наступает вскоре после истощения В-клеток без явных изменений в антителах и следовательно вероятно отражает потерю функции В-клеточных антиген-презентирующих клеток (АРС) (20). Влияет ли длительное истощение B-клеток на OCB, пока неясно. Независимо от того, может ли OCB служить суррогатным маркером терапевтического ответа при MS, выяснение специфичности этих антител будет иметь решающее значение для определения того, участвуют ли они в патогенезе MS. Dornmair и сотрудники (4) предоставили инструменты для решения этой головоломки.
