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Der Einfluss von IgG-Fraktionen von Patienten mit Systemischem Lupus erythematodes und Systemischer Sklerodermie auf humane zerebrale mikroendotheliale Zellen in vitro

Fürst, Magdalena Maria


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Freie Schlagwörter (Deutsch): Systemischer Lupus erythematodes , Systemische Sklerodermie , zerebrale mikroendotheliale Zellen , hCMEC/D3
Freie Schlagwörter (Englisch): systemic lupus erythematosus , systemic scleroderma , cerebral microvascular endothelial cells , hCMEC/D3
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Zentrum für Neurologie und Neurochirurgie
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 01.12.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 13.12.2010
Kurzfassung auf Deutsch: Einleitung: Patienten mit einem Systemischen Lupus erythematodes (SLE) oder einer Systemischen Sklerodermie (SSc) präsentieren klinisch eine Vielzahl von zentralnervösen Symptomen. Beide Erkrankungen sind gekennzeichnet durch das Auftreten von zahlreichen Autoantikörpern, darunter anti-Endotheliale Antikörper (AECA) und von mikroendothelialer Gefäßschädigung. 10-40% aller Patienten mit einem SLE leiden an einer Lupus-Vaskulopathie. Bei SSc-Patienten gehört die vaskuläre Dysfunktion zu den frühen pathologischen Veränderungen. Intensive Forschung innerhalb der letzten Jahre lieferte Hinweise, dass AECA eine bedeutende Rolle innerhalb der vaskulären Pathogenese bei SLE und SSc zukommt. Bislang gibt es zur Fragestellung, ob bei SLE und SSc vorhandene anti-Endotheliale Antikörper an mikrovaskuläre zerebrale Endothelzellen (hCMEC/D3) binden, keine Untersuchungen. Es ist auch nicht bekannt, ob AECA funktionelle Effekte auf mikrovaskuläre zerebrale Endothelzellen (hCMEC/D3) ausüben.
Methoden: Zur Autoantikörperdiagnostik wurde die Durchflusszytometrie eingesetzt. Es wurden Seren von 26 Patienten mit einem SLE und 29 Patienten mit einer SSc auf das Vorkommen von Autoantikörpern gegen die mikrovaskuläre humane zerebrale Endothelzelllinie hCMEC/D3 getestet.
Zur Feststellung von in-vitro Effekten durch anti-hCMEC/D3-Antikörper auf die Endothelzellen wurde die Expressionsänderung von ICAM-1, VCAM-1, MHC Klasse I und II, tissue factor, von-Willebrand-Faktor, E-Selectin, P-Selectin, Thrombomodulin, CD73 und t-PA bestimmt. Die Messung erfolgte jeweils vor und nach Inkubation für drei bzw. 24 Stunden mit IgG-Fraktionen aus SLE-Seren (n=12), SSc-Seren (n=13) und gesunden Kontrollen (HC, n=13).
Resultate: Autoantikörper gegen hCMEC/D3 waren in 21/26 (80.8%) Patienten mit einem SLE und in 19/29 (65.5 %) Patienten mit einer SSc nachweisbar (p > 0.05).
Nach Inkubation der Zellen mit IgG-Fraktionen zeigte sich eine erhöhte Expression von tissue factor (TF) nach Inkubation mit SSc-IgG (6.68% ± 5.23%) im Vergleich zu HC-IgG (1.08% ± 2.84%, p < 0.01) und SLE-IgG (1.55% ± 3.94%, p < 0.05).
Es bestand keine signifikante Korrelation zwischen der Expressionsänderung der Oberflächenproteine und dem Nachweis von Antinukleären Antikörpern (ANA) oder Antikörpern gegen hCMEC/D3 (p jeweils > 0.05).
Schlussfolgerung: Patienten mit einem SLE sowie Patienten mit einer SSc besitzen Autoantikörper gegen zerebrale mikrovaskuläre Endothelzellen. IgG von Patienten mit einer SSc, aber nicht von Patienten mit einem SLE, führen zu einer erhöhten Oberflächenexpression von TF. Dies ist möglicherweise ein Hinweis einer direkten pathogenen Wirkung der AECA auf zerebrales mikrovaskuläres Endothel.
Kurzfassung auf Englisch: Introduction: Patients suffering from systemic lupus erythematosus (SLE) or systemic scleroderma (SSc) show a wide spectrum of central nervous symptoms. Both, SLE and SSc, are characterised by different autoantibodies and endothelial vascular damage, especially in microvessels. 10-40% of patients with SLE suffer from lupus vasculopathy. Vascular dysfunction is one of the earliest pathological changes in SSc. Anti-endothelial autoantibodies (AECA) appear in SLE as well as in SSc and other connective tissue diseases (CTD). Research within the last years revealed that AECA play a critical role within the vascular pathogenesis of SLE and SSc. So far there is no evidence that AECA bind to human cerebral microvascular endothelial cells (hCMEC/D3) and it is not clear whether they have an effect on this special endothelial class.
Methods: Flow cytometry was used for analysis of autoantibodies against hCMEC/D3. 26 SLE patients’ sera and 29 SSc patients’ sera were tested for presence of autoantibodies against hCMEC/D3. To analyse in vitro effects on microendothelial cells we measured changes in the expression of the following surface proteins: ICAM-1, VCAM-1, MHC class I and II, tissue factor, von-Willebrand-Factor, E-Selectin, P-Selectin, Thrombomodulin, CD73 and t-PA, each before and after three and 24 hours incubation with IgG-fractions. IgG fractions of 12 SLE patients, 13 SSc patients and 13 healthy control persons (HC) were tested.
Results: Autoantibodies against hCMEC/D3 were found in 21/26 of patients with SLE (80.8%) and in 19/29 patients with SSc (65.5%) (p > 0.05). After three hours incubation of hCMEC/D3 IgG-fractions, an upregulation of tissue factor by SSc-IgG (6.68% ± 5.23%) compared to HC-IgG (1.08% ± 2.84%, p < 0.01) and to SLE-IgG (1.55% ± 3.94%, p < 0.05), was detectable.
There was no significant correlation between changes in surface protein expression and detection of ANA or of anti-hCMEC/D3 antibodies (p > 0.05).
Conclusion: Both, patients with SLE and patients with SSc have autoantibodies against human cerebral microendothelial cells. IgG fractions of patients with SSc, but not with SLE, induce an upregulation of tissue factor on the cell surface of hCMEC/D3. This could be an indicator for a direct pathogenic effect of AECA on cerebral microendothelial cells.