Mimetism molecular

Distribuția geografică a reacțiilor imune în Klebsiella și relevanța lor pentru terapia pentru spondilita anchilozantă

A. Ebringer *, K. Ahmadi, M. Fielder, T. Rashid, H. Tiwana, C. WILSON (1), A. COLLADO (2), Y. Tani (3)

(1) Secția de imunologie. Divizia de Științe ale Vieții. King’s College, Londra. Anglia. (2) Catedra de reumatologie. Hospital Clinic i Provincial de Barcelona, Barcelona. Spania.
(3) Departamentul de Ortopedie, Universitatea de Științe Medicale Shiga. Otsu. Japonia.

rezumat

Descoperirea că HLA-B27 este asociată cu spondilita anchilozantă (SA), iar HLA-DR1/DR4 cu artrită reumatoidă (RA) a oferit noi abordări pentru studierea posibilelor cauze ale acestor boli. Au fost propuse mai multe teorii pentru a explica aceste conexiuni, dar numai una este admisibilă, și anume „Mimica Moleculară”. Aceasta a oferit un remediu etiologic (cauzal) specific pentru fiecare dintre aceste boli.

Mimetism molecular între HLA-B27 și două molecule din microbii Klebsiella:
S-au raportat azotaza și pullulanaza D, în timp ce la microbii Proteus molecula de hemolizină prezintă asemănări sterochimice cu HLA-DR1/DR4.

Răspunsurile imune crescute la microbii Klebsiella au fost demonstrate la pacienții cu MB din 10 țări diferite.
Această distribuție geografică largă sugerează că agentul cauzal este probabil responsabil pentru această afecțiune.

În plus, pacienții cu RA prezintă răspunsuri imune similare la microbii Proteus. Dacă MB sau RA sunt cauzate de aceste bacterii, se poate determina numai prin tiparea țesuturilor tuturor pacienților reumatologici la începutul bolii și apoi o evaluare a reacției lor la chimioterapia cu antibiotice în studiile pe termen lung, cu studii dublu-orb cu experimente încrucișate.

Este posibil ca în viitor, evoluția MB sau chiar a RA să fie modificată prin chimioterapie adecvată cu antibiotice sau chiar prin diete care afectează substraturile pe care cresc aceste bacterii.

introducere

Descoperirea din anii 1970 că 96% dintre pacienții cu spondilită anchilozantă sunt HLA-B27 pozitivi, în timp ce doar 8% din populația generală din Marea Britanie poartă acest antigen și, în următoarea demonstrație, că peste 90% dintre pacienții cu artrită reumatoidă (RA) sunt subtipuri de HLA-DR1/DR4 și care poartă secvența RAQ EQR (K), care este prezentă în 30 până la 40% din controale, a schimbat modul în care privim artrita inflamatorie pentru totdeauna.

Orice teorie care sugerează o ipoteză cauzală pentru MB sau RA trebuie, în același timp, să ofere o explicație satisfăcătoare pentru această asociere cu moleculele HLA. Două teorii importante au fost propuse până acum pentru a explica asocierea HLA cu boala.

Conexiunea cu HLA

Prima teorie se bazează pe observațiile lui Björkman și colab., Prin care în studiile cristalografice prezența canelurilor între domeniile alfa-1 și alfa-2 în ambele molecule MHC de clasa I sau II care ar putea găzdui peptide patogene scurte prezentate (8-20 aminoacizi lungi) și astfel cauzează boli (1). Niciun astfel de peptide patogene care ocupă cavitățile HLA-B27 sau HLA-DR1/DR4 nu au fost identificate până acum și, prin urmare, validitatea teoriei pentru MB și RA nu poate fi verificată. În absența unor astfel de peptide specifice, nu se poate face niciun test terapeutic pentru a determina dacă retragerea antigenelor care conțin astfel de peptide va modifica clinic evoluția bolii.

A doua teorie se bazează pe ideea că HLA împarte molecula, mimica moleculară sau similitudinea cu un anumit antigen.

Mimetism molecular între moleculele HLA-B27 și Klebsiella

(A) Klebsiella nitrogenază reductază

O similaritate moleculară între enzima HLA-B27 și enzima Klebsiella nitrogenază reductază a fost demonstrată prin faptul că ordinea QTDRED este aceeași pentru ambele molecule și se pare că pacienții cu MB au anticorpi la acest ordin (2).
Antiserurile de șobolan ridicate împotriva peptidelor 16-mer din Klebsiella Nitrogenase Reductase, conținând secvența QTDRED la mijloc, au fost capabile, prin imunoperoxidază, să detecteze biopsiile sinoviale derivate de la pacienții cu MB HLA-B27 pozitivi, dar nu și cu HLA -B27 biopsii negative de la pacienții cu RA (3).
Sera anti-Klebsiella de iepure a reușit să diferențieze limfocitele pozitive HLA-B27 de pacienții cu MB sau de pacienții sănătoși comparativ cu limfocitele derivate de la subiecții negativi HLA-B27 (4).
Cu toate acestea, nu este clar dacă această enzimă este prezentă în flora intestinală.

(2) Klebsiella pullulanase A și D

Enzima de ramificare a amidonului pullulanază (pul) este formată din 4 componente (A, B, C și D) și se găsește în principal în microbii Klebsiella, deși și în unele bacterii saprofite. Căutarea altor molecule care ar putea reacționa împotriva HLA-B27 a fost începută atunci când s-a sugerat că Klebsiella nitrogenaza ar putea să nu fie prezentă în bacteriile florei intestinale.
O analiză a bazei de date a secvențelor de proteine Klebsiella publicate a arătat că există mimică moleculară între proteina de secreție pulD Klebsiella pneumoniae (DRDE) și HLA-B27 (DRED) (5).
Anticorpii IgG la pacienții cu MB au fost crescuți împotriva ambelor, împotriva unei peptide sintetice 16-mer a HLA-B27 și a pulD, în care secvențele care reacționează încrucișat atunci când sunt măsurate prin test imunosorbent enzimatic (ELISA) și comparate cu Grup de control (p 15 mm/oră) pacienți MB găsiți în comparație cu 39 pacienți inactivi (VSH normali) MB, 13 pacienți cu psoriazis, 38 pacienți cu RA și 57 de pacienți sănătoși, în timp ce nu s-a constatat o astfel de creștere la aceleași probe împotriva Escherichia Coli și canadian albicans (6).

În 1984, același grup a arătat într-un al doilea studiu că pacienții activi cu MB nu au prezentat anticorpi împotriva bacteriilor Gram negative asociate, cum ar fi Salmonella, Yersinia sau Pseudomonas, dar anticorpii anti-Klebsiella (7) au prezentat.

2. SUA
În 1987, Schwimmbeck și colegii săi au subliniat că pacienții cu MB prezintă niveluri crescute de anticorpi împotriva peptidelor Klebsiella scurte cu secvențe cu reacție încrucișată cu HLA-B27 (2).

3. Finlanda
În 1991, Maki-Ikola și colab. Au arătat într-un studiu de 99 MB pacienți că aveau anticorpi împotriva E. coli și Klebsiella, dar nu și pentru un număr de alți microbi (8).

4. Scoția
În 1992, O'Mahony și colegii săi au arătat că 14 pacienți activi cu MB și 14 pacienți cu boala Crohn au crescut anticorpii anti-Kiebsiella comparativ cu grupul de control (9)

5. Canada
În 1993, s-au găsit 33 de pacienți cu MB din Toronto și Winnipeg care aveau un nivel crescut de anticorpi împotriva lipopolizaharidelor din Klebsiella și Shigella dar nu împotriva LPS din E. coli, Salmonella, Yersinia și Campylobacter (10).

6. Germania
În 1994, într-un studiu pe 41 de pacienți cu MB de la Kiel, s-au găsit anticorpi specifici împotriva unui număr limitat de polizaharide capsulare Klebsiella (I 1).

7. Spania
În 1994, un studiu pe 84 de pacienți catalani cu MB a constatat un nivel crescut de anticorpi împotriva Klebsiella prin imunofluorescență (12).

8. Mexic
În 1995, o rată crescută de reacții umorale și celulare la Klebsiella a fost găsită la 13 pacienți cu MB, comparativ cu martorii (13).

9. Japonia
În 1995, un studiu pe 54 de pacienți japonezi cu MB, 50 de pacienți cu RA și 50 de pacienți sănătoși a arătat că pacienții cu MB aveau anticorpi împotriva Klebsiella, dar nu și Proteus, în timp ce pacienții cu RA aveau anticorpi împotriva Proteus, dar nu împotriva Klebsiella deci fiecare grup a fost un control de specificitate pentru cealaltă boală (14).

10. Olanda
Anticorpii împotriva Klebsiella au fost detectați la pacienții olandezi cu MB (15).

Mimică moleculară, Proteus mirabilis și RA

Mimetismul molecular a fost, de asemenea, indicat între secvența de susceptibilitate a bolii EQR (K) RAA găsită în subtipurile HLA-DR1/DR4 și secvența ESRRAL a hemolizinei proteice (16,17).
Un al doilea IRRET a fost găsit în ureaza Proteus, care este similară cu ordinea LRREI a domeniului alfa-2 din colagenul de tip XI, o componentă a cartilajului hialin (17).
Anticorpii împotriva ambelor molecule Proteus, hemolizina și ureaza, sunt semnificativ crescute la pacienții cu RA în comparație cu pacienții cu MB activi sau cu controale sănătoase (17). În plus, există o creștere a anticorpilor IgG împotriva Proteus Mirabilis la pacienții cu RA din Londra (18), din Winchester (19), din Dublin (20), din Newcastle (21), din Oslo (22), din Brest (23), din Amsterdam (15) și din Otsu în Japonia (14).
O legătură de mimică moleculară între Klebsiella/Proteus și HLAB27/HLA-DRI/DR4 este incontestabilă și o legătură serologică între MB/RA și acești microbi a fost confirmată de mai mult de un grup, totuși semnificația patologică rămâne neclară.

Semnificația clinică a anticorpilor antibacterieni în MB și RA

Cu toate acestea, observarea anticorpilor specifici împotriva acestor bacterii atât în MB cât și în RA oferă o nouă măsură clinică pentru înțelegerea, diagnosticarea precoce și tratamentul acestor boli.
S-ar putea reformula problema științifică a MB ca „De ce pacienții cu MB au anticorpi împotriva Klebsiella?”.
Următoarele ipoteze ar putea fi propuse ca soluție preliminară la astfel de întrebări și clarificate prin studii pe termen lung:

1. Prezența anticorpilor anti-Klebsiella la pacienții cu MB în multe țări indică în mod clar că MB este artrită reactivă după infecția cu Klebsiella la o persoană pozitivă HLA-B27.

2. În mod similar, prezența anticorpilor anti-Proteus la pacienții cu RA în multe țări indică din nou că RA este artrită reactivă după infecția cu Proteus la o persoană HLA-DR1/DR4.

Reumatologia clinică a viitorului

Conexiunile empirice dintre MB, HLA-B27 și Klebsiella, pe de o parte, și RA, HLA-DR1/DR4 și Proteus, pe de altă parte, propun o abordare complet nouă pentru practicarea reumatologiei în viitor.
Descoperirile specifice imunogenetice și microbiologice din ultimele două decenii în MB și RA oferă un cadru în care stadiile incipiente ale acestor boli pot fi determinate înainte de apariția modificărilor radiologice, precum și studii de răspunsuri la tratamentul precoce în studii prospective pe termen lung.
Nu se poate exclude faptul că intervenția terapeutică timpurie modulează sau reduce cursul MB sau RA, comparabil cu situația tratamentului rapid al infecțiilor streptococice, care poate contribui probabil la o scădere marcată a incidenței febrei reumatice.
Cum s-ar putea realiza acest lucru?
Orice pacient cu simptome reumatice (dureri de spate, dureri articulare sau artrită, dureri fibro-musculare, rigiditate musculară de dimineață, revărsat) trebuie examinat pentru următoarele, la prima lor vizită la un departament de reumatologie:

A. Activitate inflamatorie (ser ESR și CRP)
b. Stare HLA (HLA-B27 și HLA-DR1/DR4)
c. Titrări ale anticorpilor (niveluri de IgA anti-Klebsiella și IgG antiproteu).
Rezultatele unei probe de sânge ar atribui pacientul potențial uneia dintre cele patru categorii taxonomice:
1. Grupul B27 care poate duce la MB
2. Grup DR1/DR4 care poate duce la RA,
3. Suprapuneți grupul atât cu B27, cât și cu DR1/DR4
4. Un grup „martor” fără molecule predispozante B27 sau DR1/DR4.