Sydenham chorea

Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Mimikry und Antikörpervermittelte Zelltransduktion in
Sydenham chorea
24/25.06.2006
Mimikry and autoantibody-mediated neuronal cell signaling in Sydenham chorea
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
• Thomas Sydenham,
englischer Arzt im
17. Jahrhundert
alias: 'lover of opium'
'Among the remedies which it
has pleased the Almighty God to
give to man to relieve his
sufferings, none is so universal
and efficacious as opium.'
*10.09.1624 †29.12.1689
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Sydenham chorea (SC) = Chorea minor
Entstehung:
• Streptokokkus pyogenes – Infektion verursacht „Akutes
rheumatisches Fieber“ = ARF (in 0,1-3% der Infektionen)
• ARF als Folgekrankheit einer Infektion 
Autoimmunreaktion gegen Pathogen und anschließende
Kreuzreaktion mit körpereigenen Geweben
• Basierend auf molekularer Mimikry zwischen Wirt und
Pathogen
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Streptokokkus pyogenes
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Sydenham chorea (SC) = Chorea minor
Krankheitsbild:
• Sydenham chorea ist die häufigste neurologische
Manifestation des ARF (10-30% der ARF-Fälle)
• Erste Symptome oft erst 6 Monate nach Strep-Infektion)
• Haupterkrankungsalter: 5-15 Jahre
• Symptome: ungewollte Bewegungen und neuropsychia-
trische Störungen: z. B. Hyperaktivität, emotionale
Labilität
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Sydenham chorea (SC) = Chorea minor
Problem:
• Die Krankheitsentstehung/-entwicklung ist schwer
erfassbar, da
- kein Autoantigen und
- kein Mechanismus der Pathogenese
bekannt war.
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Sydenham chorea (SC) = Chorea minor
Bekanntes:
• Kreuzreaktivität zwischen GAS (Gruppe A Streptokokken)
und Wirtgeweben ist durch molekulare Mimikry möglich
• Plasmaaustausch betroffener Patienten zeigte gewisse
Erfolge  Vermutung: Sydenham chorea beruht auf einer
pathogenen Antikörperreaktion
 Annahme: GAS-Infektion führt zu einer Kreuzreaktion
des Immunsystems mit neuronalem Gewebe im Gehirn
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Durchgeführte Versuche von Kirvan et al.
Vorbereitungen:
• Es wurden 3 verschiedene monoklonale Antikörper aus dem
aktiven Serum eines Sydenham chorea Patienten benutzt
• Alle Antikörper reagierten mit GlcNAc (N-Acetylglucosamin), dem häufigsten Epitop der GAS-spezifischen
Kohlenhydrate ( = Antigen)
• GlcNAc ist ein strukturelles Isomer zu Glycosphingolipiden
und Gangliosiden (hoch angereichert im ZNS)
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
GlcNAc (Kohlenhydrat
der Streptokokkenzellwand)
Antigen
Sydenham
Chorea
3 monoklonale
Antikörper
aus akutem
Patientenserum
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?Bindung?
Ganglioside
(Neuronales Oberflächenlipid des Menschen)
Antigen ?
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V1: Abschätzen der Bindungsspezifität der Chorea-AK
Drei
monoklonale
Antikörper aus
ChoreaPatientenserum
Streptokokken
Antigen
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V1: Abschätzen der Bindungsspezifität der Chorea-AK
(GlcNAc-bindende monoklonale AK gegen 13 Antigene)
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Inhibierungs-Elisa: 100% Farbreaktion durch Antikörper
StrepAntigen
Monoklonaler
Antikörper
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Inhibierungs-Elisa: Bindung an menschliches Antigen, Farbreaktion ≤ 50%
StrepAntigen
Lysogangliosid
(Antigen)
Monoklonaler
Antikörper
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V2: Bestätigung: Chorea-AK erkennen Lysogangliosid GM1
(als körpereigenes Antigen?)
Direkte ELISA
• alle 3 monoklonalen Antikörper aus Chorea-Patientenserum
reagieren stark mit Lysogangliosid GM1
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V3: Bestimmen der klinischen Relevanz der GM1-Bindung
(Reaktivität des Lysogangliosid GM1: Seren von Patienten mit aktuer Sydenham
chorea und von genesenen Patienten)
• Höhere Lysogangliosid GM1-Antikörperkonzentration wurden in
akutem SC-Serum gefunden (nicht in Seren von genesenen Patienten
oder Patienten nur mit ARF)
 Dieser Trend auch im Liquor ablesbar
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V3: Bestimmen der klinischen Relevanz der GM1-Bindung
 Klinische Relevanz bestätigt:
Hohe Level an spezifischen Lysogangliosid GM1Antikörpern korrelieren mit der aktiven Chorea
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V4: Spezifität der SC-Antikörperreaktion
Durchführung:
• neuronale Zelllinie und Gewebeschnitte von humanem
Gehirn wurden mit SC-Antikörpern gefärbt
• verschiedene Ganglioside wurden als Inhibitoren für die
monoklonale SC-Antikörperbindung an die neuronale
Zelloberfläche getestet (u. a. Lysogangliosid GM1,
Monosialogangliosid GM1)
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V4: Spezifität der SC-Antikörperreaktion
Ergebnis:
• SC-Antikörper binden an die Zelloberfläche einer
neuronalen Zelllinie und zeigen eine Färbung auf
humanen Hirnschnitten im Bereich der Basalganglien
• Lysogangliosid GM1 war der effektivste Inhibitor für
SC-Antikörperbindung ( Lysogangliosid als mögliches
Antigen!!!)
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V5: Analysierung Antikörpervermittelter
CaM-Kinase II Aktivierung
(Verdacht: Chorea-AK lösen Zellsignaling aus)
• CaM-Kinase II: Ein Enzym, das in Überfluss im Gehirn
vorhanden ist und Funktionen beim Lernen, Verhalten,
Gedächtnis u. a. einnimmt
Vermutung:
Antikörper-vermittelte CaM-Kinase II Aktivierung
verursacht Signaltransduktion, was ein möglicher
Mechanismus der Sydenham chorea sein kann.
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V5: Analysierung Antikörpervermittelter
CaM-Kinase II Aktivierung
(Verdacht: Chorea-AK lösen Zellsignaling aus)
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
V5: Analysierung Antikörpervermittelter
CaM-Kinase II Aktivierung
(Verdacht: Chorea-AK lösen Zellsignaling aus)
Ergebnisse:
• Nur der monoklonale Antikörper 24.3.1 aktivierte die CaMKinase II signifikant
• Nur akutes SC-Serum u. -Liquor erhöhten die CaMAktivität signifikant, nicht jedoch Seren von ARFPatienten, Gesunden, oder genesenen Patienten
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
Zusammenfassung:
• Hinweise auf molekularen Mimikry zwischen GAS
(GlcNAc) und dem menschlichen Gehirn (Ganglioside)
• Antikörper gegen Lysogangliosid GM1 korrelieren mit
Krankheitsaktivität bei Chorea-Patienten
• Antikörper gegen Lysogangliosid GM1 erkennen Antigen in
humanen Basalganglien
• Monoklonaler AK 24.3.1 und akutes SC-Serum u. Liquor
aktivieren CaM-Kinase
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Die Rolle von Antikörpern bei Autoimmunerkrankungen
El
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Final
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