Klinický význam protilátek proti C1q složce komplementu

Eliška Potluková3. Interní klinika VFN a 1. LF UK

1. Úvod1. C1q, C1q a apoptóza, C1q u SLE2. Anti-C1q, patogenita anti-C1q3. Stanovení anti-C1q

2. Prevalence anti-C1q u různých onemocnění

3. Anti-C1q u SLE4. Anti-C1q u AITD5. Závěr

klasická cestaklasická cesta lektinová cestalektinová cesta alternativní cesta alternativní cestakomplex antigen/protilátkakomplex antigen/protilátka MBL aktiva MBL aktivačční povrchní povrch C1C1q,r,sq,r,s C4 C4 + + B B C2C2 amplifi amplifikačníkační PP ssmyčkamyčka DD C3-konvertázaC3-konvertáza aktivaceaktivace C3C3

vznik terminálního lytickvznik terminálního lytickéhého komplexuo komplexu C5b-C6-C7-C8-C9C5b-C6-C7-C8-C9

osmotickáosmotická l lýza buňkyýza buňky

vazbavazba C3b C3b na mikrob. povrch nebo imunokomplexna mikrob. povrch nebo imunokomplex C5-konvertázaC5-konvertáza

C5aC5a

Biologické funkce komplementuBiologické funkce komplementu

1.1. Opsonizace a fagocytóza Opsonizace a fagocytóza

2.2. Čištění organismu od imunokomplexů Čištění organismu od imunokomplexů

3.3. Indukce zánětu anafylatoxiny Indukce zánětu anafylatoxiny stimulace žírných stimulace žírných

buněk a neutrofilůbuněk a neutrofilů

4. Buněčná lýza mikrobů, zvláště opouzdřených4. Buněčná lýza mikrobů, zvláště opouzdřených

5. Zesílení specifické imunitní odpovědi5. Zesílení specifické imunitní odpovědi

C1 - komplexC1 - komplex

• C1q, C1r, C1s• C1q velký glykoprotein, 410 kD,

hexamer, globulární hlavice navázané na kolagenovitou část (trojitá šroubovice)

• C1q se váže na CH2 domény IgG nebo CH3 domény IgM v imunokomplexech

• C1r a C1s jsou proteázy

C1qC1rC1s

C1q se globulární částí váže specificky na Fc oblast těžkých řetězců μ a

• Každá Fc oblast má jen jedno vazebné místo pro C1q

• Jedna molekula C1q se musí vázat na dva těžké řetězce Ig, aby byla aktivována C1q aktivují jen imunokomplexy navázané na multivalentní antigeny, ne volné Ab

• IgM může vázat více molekul C1q = efektivnější „komplement-fixující“ protilátka než IgG

• Aktivace klasické cesty komplementu

• Úklid apoptotických tělísek, nekrotických částic a imunokomplexů z organismu – fagocytóza makrofágy

• Spolu s dalšími specif. proteiny se váže na lupusové antigeny (dsDNA a nukleární proteiny) a aktivuje komplement. Tyto komplexy poté podporují rozpoznání a interakce autoreaktivních B-lymfocytů s buňkami kostní dřeně Botto, Walport, Immunobiol 2002

• Hraje roli v aktivaci a proliferaci T-lymfocytů, které exprimují C1q-receptor. C1q má antiproliferativní účinek

Chen, J Immunol 1994

Funkce C1q

• C1q se specificky váže na apoptotická tělíska (Korb, J Immunol 1997; Navratil,J Immunol 2001; Gaipl, Cell Death Differentiation 2001)

• C1q-deficientní myši mají zvýšené množství apoptotických buněk v ledvinách (Botto, Nature Genetics 1998)

• Makrofágy C1q-deficientních myší a lidí mají sníženou schopnost odstraňovat apoptotická tělíska in vitro (Taylor, J Exp Med 2000)

• Odstraňování apoptotických buněk je zřejmě zprostředkováno C1q (Mevorach, J Exp Med 1998; Ogden J Exp Med 2001) a vázaným C3 (Mevorach, J Exp Med 1998)

• C1q-deficience urychluje autoimunitní procesy u myší (Mitchell, J Immunol 2002)

C1q a apoptóza

Apoptóza a C1q

Buňka

ApoptózaApoptotické tělísko- fosfolipidy- nukleoproteiny- dsDNA- spojující molekuly (C1q, lektiny, 2-GPI...)

Makrofág

Rec

epto

ry

C1q

Fosfatid

ylserin

, kard

iolipin, ji

né

C1qC1q

Přímá vazba na receptory

Makrofág

C1qRp ? Calreticulin-CD91CR1 ?

Spojující molekuly

Kontrolovaná aktivace komplementu

DAF MCP CD59Vazba CRP

C1q v etiopatogenezi SLE - hypotéza

Nedostatek C1q může vyvolat: – Defektní clearance apoptotických tělísek a

nukleárních autoantigenů– Defektní clearance imunokomplexů – Únik autoreaktivních B-lymfocytů z negativní

selekceC1q u SLE nefritidy: Pozitivně nabitá

molekula C1q se váže na negativně nabitou GBMtvorba C1q/anti-C1q IC in situ, aktivace komplementu

Anti-C1q protilátkyAnti-C1q protilátkyVysokoafinitní protilátky (IgG a IgA) rozpoznávající kolagenovitou Vysokoafinitní protilátky (IgG a IgA) rozpoznávající kolagenovitou

část C1q část C1q

1971: první zpráva o monomerní vazbě IgG na C1q u nemocných 1971: první zpráva o monomerní vazbě IgG na C1q u nemocných s hypokomplementémií s hypokomplementémií (Agnello, Clin Immunol Immunopathol 1971)(Agnello, Clin Immunol Immunopathol 1971)

1978: precipitace C1q monomerním IgG u nemocných s HUVS1978: precipitace C1q monomerním IgG u nemocných s HUVS1984: nález anti-C1q u SLE 1984: nález anti-C1q u SLE (Uwatoko, Clin Immunol Immunopathol 1984)(Uwatoko, Clin Immunol Immunopathol 1984)

- Vazba anti-C1q na C1q v tekuté fázi velmi slabá, Vazba anti-C1q na C1q v tekuté fázi velmi slabá, ale dosáhne vysoké afinity v případě konformační ale dosáhne vysoké afinity v případě konformační změny C1q ve vázaném stavuzměny C1q ve vázaném stavu

Patogenní efekt anti-C1q jen lokálně ve tkáních Patogenní efekt anti-C1q jen lokálně ve tkáních (ledviny)(ledviny)

- Anti-C1q samy o sobě neaktivují komplement. Anti-C1q samy o sobě neaktivují komplement. Vazba na C1q však ke zvýšené aktivaci vést může Vazba na C1q však ke zvýšené aktivaci vést může (( vazbu IgG, vazbu IgG, produkci C3b …circulus vitiosus) produkci C3b …circulus vitiosus)

koncentrace C1q koncentrace C1q produkce ANA, anti-dsDNA produkce ANA, anti-dsDNA

- Negativní korelace s C1q antigenem a C4 v séruNegativní korelace s C1q antigenem a C4 v séru

Patogenita anti-C1q

• Experimentální aplikace myších mAb proti C1q způsobila komplementem zprostředkované poškození glomerulů u těch myší, které měly zvýšenou akumulaci C1q v glomerulu v důsledku uložených IC tvořených Ab proti glomerulárním antigenům

Trouw et al., J Clin Invest 2004

Stanovení anti-C1q• 70. léta: RIA – vazba IC a 7S reaktantů (později

identifikovaných jako anti-C1q Ab) na C1q, který je fixován na solidní fázi

• ELISA – stanovení anti-C1q pomocí buď celého C1q, nebo jeho kolagenní části

(CIC se stanovují s pomocí globulární části molekuly C1q)

• Jak zamezit interferenci s IC při stanovení anti-C1q?

NaCl v inkubačním médiu >0,15 M

Komerčně dostupné ELISA kity

• Bühlmann Lab. AG (Switzerland)– U nás v zastoupení firma Biovendor

– Cut-off 15 U/ml (získaný z analýzy dat 220 dárců krve)

– Dražší, osvědčený

• Orgentec –Cut-off 10 U/ml –Levnější

Prevalence anti-C1q u systémových autoimunitPrevalence anti-C1q u systémových autoimunitHypokomplementemická urtikariální vaskulitidaSmíšené onemocnění pojiva (MCTD)

100%94%

SLE – v závislosti na přítomnosti nefritidy 20-98%

Feltyho syndrom 76%

Polyarteritis nodosa 27%

Temporální arteritis 0%

Revmatoidní artritidaRevmatoidní vaskulitida

0-4%32%

Sjögrenův syndrom Běchtěrevova nemocSystémová skleróza

13%8%0-13%

Prevalence anti-C1q u nefropatií

Membranoproliferativní glomerulonefritidy 88%

SLE nefritida 83-98%

Jiné proliferativní glomerulonefritidy 0%

Akutní poststreptokoková glomerulonefritida u dětí 33%

IgA nefropatie 0-13%

Prevalence anti-C1q u dalších onemocnění

Dna 10%

Hepatitida C 26%

HIV/AIDS 13%

Chronická lymfocytární tyreoiditida

21%

Gravesova-Basedowova tyreotoxikóza

30%

Prevalence anti-C1q ve zdravé populaci

Prevalence stoupá s věkem:

V naší studii: 72 dárců krve - 8%

40-50 let 4 %

70-80 let 18%

Anti-C1q u SLE nefritidy

Vynikající negativní prediktivní hodnota pro přítomnost aktivní proliferativní SLE nefritidy

Koncentrace anti-C1q se zvýší několik týdnů až 6 měsíců před vznikem aktivní SLE nefritidy

Negativita anti-C1q téměř vylučuje vznik nefritidy v příštích 6 měsících (sensitivita 95%)

Trendelenburg, Arthritis Rheum 1996

Naše studie (Basel, Lausanne, Madrid, Paříž, Praha):

38 nemocných s aktivní SLE nefritidou, 36 proliferativní typ

Renální biopsie v době odběru anti-C1q

Trendelenburg , Nephrol Dial Transplant 2006

Koncentrace anti-C1q u SLE oproti kontrolám

Koncentrace anti-C1q protilátek u různých tříd SLE nefritidy

ROC křivka anti-C1q protilátek v rozlišení mezi aktivní a neaktivní/nepřítomnou SLE nefritidou

Pokles koncentrace anti-C1q po léčbě

Anti-C1q u autoimunitních tyreopatií

První nález zvýšené prevalence anti-C1q u orgánově specifického onemocnění

Gravesova-Basedowova tyreotoxikóza: 7/23 (30%) pozitivních

Chronická lymfocytární tyreoiditida: 11/52 (22%) pozitivních

Potluková 2007, submitted

HT GD MNG Normal controls

0

10

20

30

40

5050

100

150

200

N/sp<0.01

p<0.005

p<0.05

p<0.05A

nti-C

1q in

U/m

l

Koncentrace anti-C1q u autoimunitních tyreopatií

TSH FT4 FT3 TPOAb TgAb TRAb

Chronická lymf. tyreoiditida

r = 0.29; P < 0.05 N/s N/s

(P = 0.08)N/s (P = 0.07)

r = 0.36, P < 0.005 -

Gravesova-Basedowova tyreotoxikóza

r = -0.43; P < 0.05

r = 0.44; P < 0.05

r = 0.47; P < 0.05 N/s N/s N/s

Uzlová přestavba štítné žlázy N/s N/s N/s N/s N/s -

Kontroly N/s N/s N/s N/s N/s -

Anti-C1q protilátky korelují s parametry funkce štítné žlázy u autoimunitních tyreopatií

Závěr 1• Anti-C1q protilátky jsou klinicky významným

markerem proliferativní SLE nefritidy, kde mají i patogenní roli. Jejich nepřítomnost tuto diagnózu prakticky vylučuje – a to i pro dalších 6 měsíců.

• S léčbou jejich koncentrace klesá.

• Jsou vhodné k monitoringu úspěšnosti imunosupresivní léčby SLE nefritidy.

Závěr 2

• Anti-C1q protilátky se vyskytují u řady systémových autoimunitních a některých infekčních onemocnění

• Byly nalezeny i u autoimunitních tyreopatií, u kterých korelují s funkcí štítné žlázy.

• Vyskytují se i u zdravé populace, kde zřejmě nemají klinický význam.

Poděkování• Marten Trendelenburg, Laboratoř klinické

imunologie, Basilejská univerzita, Švýcarsko• Petra Šandová, Laboratoř klinické imunologie VFN,

Praha• Jan Jiskra, Zdeňka Límanová, Daniel Smutek,

3. interní klinika VFN a 1. LF UK• Eva Jančová, Klinika nefrologie VFN a 1. LF UK

Vám za pozornost.