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Surface binding autoantibodies and their functional effects in dermatomyositis and polymyositis

Oberflächenverbindung von Autoantikörpern und deren funtionale Effekte in Dermatomyositis und Polymyositis

Singh, Pratibha


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Freie Schlagwörter (Deutsch): Oberflächenverbindung , Autoantikörper , Dermatomyositis , Polymyositis
Freie Schlagwörter (Englisch): Surface binding autoantibodies , dermatomyositis , polymyositis
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Neurologisches Institut
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 21.09.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 18.10.2010
Kurzfassung auf Englisch: Polymyositis and Dermatomyositis are both inflammatory muscle diseases. Although
different autoantibodies have been reported in DM/PM, pure muscle specific antigens
are rarely known.
The current study focuses on identification of proteins, responding to antibodies from
inflammatory myositis and screens those proteins using proteomic approach. At the
same time the functional effects of the specific autoantibodies has also been
investigated by using cytotoxicity assay and calcium imaging.
Flow cytometric antibody binding showed that myositis patients have autoantibodies
against surface epitopes of muscle cells but not to endothelial cells. As statins have
been implicated in inducing myopathy with increased expression of MHC class I in
muscle cells, statin treated cells have been analysed for surface binding of patient sera.
Patients’ sera showed increased binding to mevastatin and simvastatin treated primary
muscle cells but not to rhabdomyosarcoma cells. The 2D approach has been used to
identify muscle specific autonantigens but we could not find any specific autoantigens.
Interestingly the purified IgG from myositis patients showed cytotoxic effects against
endothelial cells but not to muscle cells. In further assessing the functional effects of
autoantibodies It has been found that the purified patients’ IgG but not control IgG
changed Ca2+ influx in endothelial cells. When analysed for statins induced changes in
MHC class I expression and other proteins (TAP and LMP) at protein and RNA level,
statins alone surprisingly reduced the expression of MHC I in SKMC and had no effect
on MHC I in TE671. Statins potentiated the MHC I-inducing effect of IFN-gamma in
TE671, but not in SKMC, neither on the protein level, nor on mRNA level. This leads to
the conclusion that the increased muscle MHC I expression in statin-induced myopathy
might not be induced directly by statins themselves. The increased binding of myositis
sera to stain treated muscle cells and to primary muscle cells and the functional effects
of these autoantibodies point to a pathogenic role of the humoral immune system in
inflammatory muscle diseases.
Kurzfassung auf Deutsch: Polymyositis und Dermatomyositis sind Erkrankungen aus dem Formenkreis der
entzündlichen Muskelerkrankungen. Obwohl verschiedene Autoantikörper bei diesen
Erkrankungen beschrieben wurden, sind Muskel- oder Endothel-spezifische
Autoantikörper kaum bekannt.
In der vorliegenden Studie wurden Autoantikörper und deren Spezifität mit einem
Proteomansatz und ihre möglichen funktionellen Effekte mit Zytotoxizitäts- und
Calciumfluxmessungen bei entzündlichen Muskelerkrankungen untersucht.
Mit Hilfe der Durchflusszytometrie konnte gezeigt werden, dass Myositispatienten
Autoantikörper gegen Oberflächenepitope von Muskelzellen, aber nicht Endothelzellen
haben. Eine Behandlung von Muskelzellen mit Statinen, die vereinzelt Myositiden
erzeugen können, führt zu einer erheblichen Zunahme der Bindung von Myositis IgG an
primäre Muskelzellkulturen, aber nicht an die Rhabdomyosarkomzelllinie TE671. Die
2D-Gelelektrophorese mit anschließendem Blot führte nicht zur Identifizierung
entsprechender muskel-spezifischer Autoantigene. Interessanterweise führte Myositis
IgG zu zytotoxischen Effekten bei Endothelzellen, nicht jedoch bei Muskelzellen.
Myositis IgG-Fraktionen, aber nicht IgG von Kontrollen beeinflussten auch den
Calciuminflux in Endothelzellen.
Aufgrund der Beobachtung, dass bei Statin-induzierten Myopathien MHC Klasse I auf
Muskelzellen erhöht gefunden wurde, untersuchte ich den Einfluss von Statinen auf die
MHC Klasse I Expression in vitro. Dabei zeigte sich, dass Statine sogar zu einer
Verminderung der MHC I Expression in primären Muskelzellen (SKMC) führen, bei
TE671 Zellen war kein Effekt nachweisbar. Während Statine die Interferon-γ induzierte
MHC I Expression auf der Muskeltumorzelllinie TE671 potenzierten, wurde die MHC I
Expression auf SKMC vermindert. Dies ließ sich auf Protein- und mRNA Level zeigen,
was zu der Schlussfolgerung führt, dass die MHC I Expression bei diesen Myopathien
kein direkter Effekt der Statine ist.
Die von uns nachgewiesenen Antikörper gegen Oberflächenepitope, insbesondere auch
die verstärkte Bindung an Statin-behandelte Muskelzellen, und die funktionellen Effekte
der Autoantikörper legen eine pathogene Rolle des humoralen Immunsystems bei
inflammatorischen Muskelerkrankungen nahe.