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Bassi, Nicola (2009) Autoantibodies toward pathogenic and protective molecules in systemic lupus erythematosus: anti-oxLDL/ß2GPI and anti-PTX3 antibodies. [Tesi di dottorato]

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Abstract (inglese)

Systemic lupus erythematosus (SLE) is an autoimmune disease characterized by different clinical manifestation and the production of a variety of autoantibodies. The most characteristic anti nuclear antibodies is anti-double stranded (ds)DNA; however other autoantibodies including anti-Sm, anti-U1RNP, anti ribosomal P protein have been reported. More recently autoantibodies anti-oxLDL, anti-oxLD/?2GPI, and against protective molecules like anti-pentraxins, i.e. anti-C reactive protein (CRP), anti-serum amyloid P component (SAP) have been identified.
Many clinical and experimental evidences showed that atherosclerosis is accelerated in autoimmune diseases like SLE, and although the reason of such finding is unknown, immunoinflammatory process seems to play a key role. Atherosclerosis is the main disease of the vascular wall and the major cause of myocardial infarction and death in the modern world.
Many studies demonstrated that atherosclerosis is a multifactorial immunological disease. An association between atherosclerosis and some autoantibodies, such as anti-HSP, anti-?2GPI, and anti-oxLDL, has been described, whereas for other autoantibodies like anti-SAA, anti-APO A1, anti-oxLDL/?2GPI, anti-insulin, anti-MBL, and anti-pentraxins it has been only hypothesized.
AIM OF STUDY
To evaluate the role of oxLDL/?2GPI, anti-oxLDL/?2GPI and anti-PTX3 in the pathogenesis and progression of SLE and in accelerated atherosclerosis observed in such disease.
MATHERIALS AND METHODS
To evaluate the role of oxLDL/?2GPI complexes and IgG and IgM anti-oxLDL/?2GPI we analyzed 78 sera from SLE patients and 72 matched for sex and age healthy subjects. In SLE patients, disease duration, traditional and non-traditional risk factors for atherosclerosis, clinical manifestations, such as renal involvement, levels of some autoantibodies, like anti-cardiolipin, anti-oxLDL, anti-?2GPI, and anti-HSP 60/65 were evaluated. Moreover, we investigated the relationship between these variables and carotid alterations determined by eco Doppler.
The levels of oxLDL/?2GPI complexes and IgG and IgM anti-oxLDL/?2GPI were evaluated using commercial kits from Corgenix.
Seventy six SLE patients and 76 matched healthy controls were analyzed by home-made ELISA tests to evaluate the presence of the whole protein and 3 peptides obtained from the whole protein. The first from the N-terminal portion (PTX3_1), non related with the other pentraxins; the second (PTX3_2) from the central part; and the third (PTX3_3) from the C-terminal part, the two homologous parts with the other pentraxins.
RESULTS
The prevalence and the levels of the complex and of anti-complexes antibodies were significantly higher in SLE patients than in healthy controls. The titers of oxLDL/?2GPI were significantly higher in patients with renal involvement and previous thromboembolic episodes and were correlated with the number of risk factors for atherosclerosis, whereas they were significantly lower in patients with neurological involvement. Both IgG and IgM anti-complex antibodies were associated with APL.
Compared to controls, SLE patients had higher levels of anti-PTX3, anti-PTX3_1 and anti-PTX3_2 (p<0.001, for all), as well as a higher prevalence (p<0.001, for all). Correlations were found between anti-PTX3 and anti-PTX3_1 (r=0.502, p<0.001) and between anti-PTX3 and anti-PTX3_2 (r=0.714, p<0.001). Agreement was found only between anti-PTX3 and anti-PTX3_2 (k=0.554). Univariate and multivariate analyses showed that anti-PTX3 and anti-PTX3_2 antibody levels were higher in patients with antiphospholipid antibodies and in those without glomerulonephritis.
CONCLUSIONS
Regarding oxLDL/?2GPI complexes and IgG and IgM anti-oxLDL/?2GPI complexes, our results confirm that the oxLDL/?2GPI complexes can be found in the circulation of patients with SLE where they are associated with renal involvement and thrombotic events. Along with oxLDL also the levels of ?2GPI are elevated in SLE patients, increasing the possibility of oxLDL/?2GPI complexes formation.
IgG and IgM anti-complexes antibodies were associated with antiphospholipid antibodies (aPL). Particularly, IgG anti-oxLDL/?2GPI correlated with IgG anti-?2GPI and some anti-?2GPI can bind oxLDL/?2GPI. The accumulation of oxLDL/?2GPI in the arterial wall seems to play a role in formation and rupture of plaques and aPL may be related to atherothrombosis in SLE patients.
Autoantibodies against protective molecules, like CRP and SAP, which are involved in the removal of apoptotic materials, have been reported in SLE. Anti-CRP and anti-SAP have been described as significantly prevalent in SLE patients and were related to disease activity and renal involvement. In our study we demonstrated that anti-PTX3 antibodies were significantly prevalent in SLE patients and that anti-PTX3 antibody levels were higher in SLE than in healthy subjects. Interestingly, antibodies towards two PTX3-related peptides, PTX3_1 and PTX3_2, were highly correlated with anti-PTX3 antibody and showed similar clinical and serological associations. The antigenic properties of PTX3_1 and, primarily, PTX3_2 seem to be similar to those of PTX3 suggesting their potential use, as substrate, for further analysis.

Abstract (italiano)

Il lupus eritematoso sistemico (LES) è una malattia autoimmune caratterizzata da differenti manifestazioni cliniche e dalla produzione di una grande varietà di autoanticorpi. I più caratteristici sono gli anticorpi anti-nucleo, in particolare gli anti-DNA nativo, ma sono stati descritti anche altri autoanticorpi quali gli anti-Sm, gli anti-U1RNP e gli anti proteina P ribosomiale. Più recentemente sono stati descritti gli anticorpi anti low density lipoproteine ossidate (oxLDL), gli anti-oxLDL/?2GPI e contro molecole protettive quali le pentrassine, cioè anti-proteina C reattiva (PCR) e anti-serum amyloid P (SAP).
Vi sono chiare evidenze cliniche e sperimentali che l’aterosclerosi è accelerate in molte malattie autoimmuni come il LES ed anche se le ragioni non sono ancora del tutto note sembra che possa giocare un ruolo importante l’immunoflogosi propria di queste malattie. L’aterosclerosi è la principale malattia a carico dei vasi ed è la principale causa di infarto miocardico e morte ai nostri giorni.
È stata descritta un’associazione tra l’aterosclerosi e alcuni autoanticorpi, come anti-HSP, anti-?2GPI, e anti-oxLDL, mentre per altri autoanticorpi come anti-SAA anti-APO A1 e anti-oxLDL/?2GPI, anti-insulima, anti-MBL, e anti-pentrassine è stata ipotizzata.
SCOPO
Valutare il ruolo del complesso oxLDL/?2GPI e di autoanticorpi noti, come gli anti-oxLDL/?2GPI, e nuovi, come gli anti-PTX3, nella patogenesi del LES e dell’aterosclerosi nel LES.
MATERIALI E METODI
Per valutare il ruolo del complesso oxLDL/?2GPI e degli anti-oxLDL/?2GPI si sono analizzati i sieri di 78 pazienti affetti da LES e 72 soggetti sani, confrontabili per sesso ed età con il gruppo dei LES. Nei 78 pazienti, sono stati valutati durata di malattia, fattori di rischio tradizionali e non tradizionali per l’aterosclerosi, manifestazioni cliniche, come l’impegno renale, e il titolo di alcuni autoanticorpi, come anti-cardiolipina, anti-oxLDL, anti-?2GPI e anti-HSP 60/65. È stata inoltre studiata l’associazione tra queste variabili e le alterazioni carotidee determinate con eco Doppler.
I titoli del complesso e degli anticorpi anti-complesso sono state determinati con l’uso di kit commerciali della Corgenix.
Sono stati analizzati i sieri di 76 pazienti affetti da LES, ben caratterizzati dal punto di vista sierologico, e 76 soggetti sani, confrontabili per sesso ed età con il gruppo dei LES, per valutare la presenza di autoanticorpi contro l’intera proteina PTX3 e contro tre peptidi appartenenti alla proteina stessa. Il primo si trova nella parte N-terminale (PTX3_1), non correlata con le altre pentrassine; il secondo (PTX3_2) nella parte centrale e il terzo (PTX3_3) nella parte C-terminale, che sono le due parti omologhe con le altre pentrassine. Queste valutazioni sono state fatte con un tecnica ELISA home-made.
RISULTATI
La prevalenza e i livelli del complesso a degli anticorpi anti-complesso sono risultati significativamente maggiori nei pazienti con LES che nei controlli sani. I titoli del complesso erano significativamente maggiori in pazienti con impegno renale e con precedenti episodi trombotici e correlavano con il numero dei fattori di rischio per l’aterosclerosi, mentre erano significativamente più bassi in pazienti con impegno neurologico. Sia le IgG che le IgM anti-complesso sono risultate associate con la sindrome da antifosfolipidi.
Rispetto ai controlli, i pazienti con LES hanno livelli più elevati di anti-PTX3, anti-PTX3_1 e anti-PTX3_2 (p<0.001, per tutti), ed una prevalenza maggiore di tali anticorpi (p<0.001, per tutti). Correlazioni sono state trovate tra gli anti-PTX3 e gli anti-PTX3_1 (r=0.502, p<0.001) e tra gli anti-PTX3 e gli anti-PTX3_2 (r=0.714, p<0.001). Una concordanza è stata trovata soltanto tra gli anti-PTX3 e gli anti-PTX3_2 (k=0.554). Sia l’analisi univariata che quella multivariate hanno mostrato che i livelli di anti-PTX3 e anti-PTX3_2 sono maggiori in pazienti positive anche per gli anticorpi antifosfolipidi e in quelli senza glomerulonefrite.
CONCLUSIONI
Per quanto riguarda il complesso oxLDL/?2GPI, livelli sierci elevati sono stati trovati nai pazienti con LES, in associazione con impegno renale ed eventi trombotici. Assieme alle oxLDL, anche i titoli della ?2GPI sono elevati nei pazienti con LES, e questo spiega perché in questa malattia si possono formare i complessi oxLDL/?2GPI.
I titoli di IgG e IgM anti-complesso sono risultati associati agli anticorpi anti-fosfolipidi. In particolare le IgG anti-complesso sono risultate correlate alle IgG anti-?2GPI; questo risultato può dipendere dal fatto che gli anti-?2GPI possono legare il complesso oxLDL/?2GPI. L’accumulo di oxLDL/?2GPI nelle arterie sembra giocare un ruolo importante nella formazione e nella rottura delle placche aterosclerotiche e gli anticorpi anti-fosfolipidi o quelli diretti contro il complesso potrebbero avere anche un’influenza sulla aterotrombosi nei pazienti con LES.
Nel LES sono stati trovati anticorpi contro molecole protettive, come la PCR e la SAP, che sono coinvolte nella rimozione di materiale apoptotico. Anche gli anti-PCR e gli anti-SAP sono stati dimostrati nei pazienti con LES, in associazione ad attività di malattia e impegno renale. Nel nostro studio abbiamo dimostrato come gli anti-PTX3 siano dosabili nel siero dei pazienti affetti da LES e come i livelli di questi anticorpi siano superiori nei pazienti con LES rispetto ai soggetti sani. Gli anticorpi diretti contro due peptidi ottenuti dall’intera molecola di PTX3, cioè PTX3_1 e PTX3_2, sono risultati altamente correlati con con gli anti-PTX3 e mostravano associazioni cliniche e sierologiche simili. Le proprietà antigeniche di PTX3_1 e, in particolare, di PTX3_2 sembrano essere molto simili a quelle della PTX3, suggerendo un loro possibile impiego come substarto per nuove analisi.

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Tipo di EPrint:Tesi di dottorato
Relatore:Doria, Andrea
Dottorato (corsi e scuole):Ciclo 21 > Scuole per il 21simo ciclo > SCIENZE MEDICHE, CLINICHE E SPERIMENTALI > SCIENZE REUMATOLOGICHE
Data di deposito della tesi:30 Gennaio 2009
Anno di Pubblicazione:2009
Parole chiave (italiano / inglese):effetto di autoanticorpi contro molecole protettive e patogeniche nel lupus eritematoso sistemico e l'insorgenza dell'aterosclerosi nel lupus
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 06 - Scienze mediche > MED/16 Reumatologia
Struttura di riferimento:Dipartimenti > Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche
Codice ID:1809
Depositato il:30 Gen 2009
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Bibliografia

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