Doppelsträngige DNA-Antikörper

5.6 DNA-nachahmende Peptide, die von Anti-dsDNA-Antikörpern gebunden werden

Die Entwicklung spezifischer Inhibitoren von pathogenen Anti-dsDNA-Antikörpern war eine Herausforderung. Da Peptide jedoch die Antigenität von DNA nachahmen können, ist es denkbar, dass sie die Bindung von anti-dsDNA-Antikörpern an Selbstantigene blockieren, indem sie mit der DNA um Bindungsstellen konkurrieren. Daher könnten Peptid-DNA-Mimetika die Ablagerung von anti-dsDNA-Antikörpern in Nieren (und/oder anderen Organen) und die daraus resultierenden Gewebeschäden verhindern. Es wurde gezeigt, dass mehrere Peptide solche Eigenschaften aufweisen.

Die Hypothese, dass Peptidepitope eine DNA-Struktur nachahmen können, wurde erstmals durch in vitro Experimente demonstriert. R4A ist ein muriner Anti-dsDNA-Antikörper des Isotyps IgG2b, der sich in den Nierenglomeruli ablagert und nach In-vivo-Verabreichung histologische Schäden hervorruft.80 Mit Hilfe von Peptid-Display-Phagenbibliotheken wurden mehrere Peptide identifiziert, die spezifisch mit R4A reagierten.81 Diese Peptide banden bevorzugt an R4A, wenn sie mit zwei eng verwandten Antikörpern (95 und 52b3) verglichen wurden, die durch ortsgerichtete Mutagenese erzeugt wurden, sich aber hinsichtlich des nephritogenen Potenzials signifikant von dem ursprünglichen R4A unterschieden.80 Ein weiterer Beleg dafür, dass ein Peptid als molekulares DNA-Mimikry dienen kann, sind Studien, in denen die Verabreichung der D-Form des R4A-spezifischen Peptids (DWEYS) Mäuse vor der renalen Ablagerung des R4A-Antikörpers schützte.80

Wenn Peptide, die mit Hilfe der Phagenbibliothekstechnologie isoliert wurden, eine Mimotop-Aktivität aufweisen können (d.h. die Epitopstruktur nachahmen), würden sie eine Antikörperreaktion hervorrufen, die derjenigen ähnlich ist, die durch das ursprüngliche Epitop stimuliert wird. Um festzustellen, ob Peptid-DNA-Surrogate antinukleäre Autoimmunreaktionen auslösen können, wurden BALB/c-Mäuse mit dem DWEYSVWLSN-Peptid in einer multimerisierten Form immunisiert. Überraschenderweise begann dieser ursprünglich nicht-autoimmune Mausstamm etwa 3 Wochen nach der ersten Immunisierung hohe Titer von IgG-Anti-dsDNA-Antikörpern zu entwickeln.84 Immunisierte Mäuse produzierten auch Antikörper gegen andere Autoantigene und zeigten eine renale IgG-Ablagerung. Tatsächlich waren diese Peptid-ausgelösten anti-dsDNA-Antikörper strukturell ähnlich wie spontan auftretende Autoantikörper in Lupus-anfälligen Mäusen.82 Daher kann die Immunisierung mit Phage-Display-isoliertem Peptid eine pathogene Lupus-ähnliche anti-dsDNA-Antwort in nicht-autoimmunen Mäusen stimulieren. In einem ähnlichen Experiment wurden drei monoklonale IgG2a-Anti-dsDNA-Antikörper aus lupusanfälligen Mäusen des NZB × NZW F1-Stammes gewonnen.83 Die von diesen Antikörpern selektierten Peptide konnten an Serumantikörper von menschlichen Patienten mit SLE binden. Darüber hinaus zeigten BALB/c-Mäuse, die mit diesen Peptiden immunisiert wurden, vermehrt IgG3-Anti-dsDNA-Antikörper im Serum.83 Daher können diese Peptid-induzierten Autoimmunitätsmodelle nicht nur zu unserem Verständnis der Epitopausbreitung bei Lupus beitragen, sondern auch helfen, potenzielle blockierende Antigene zu identifizieren, die therapeutisch eingesetzt werden könnten. Peptidbasierte passive Immuntherapien könnten sich aufgrund ihres Schwerpunkts auf der Blockierung der Antikörperbindung an die Zielorgane und damit der Verhinderung nachfolgender Schädigungen (statt durch unspezifische Immunsuppression, die auch die schützende Immunität beeinträchtigt) als neuer therapeutischer Ansatz bei der Behandlung von Lupus herauskristallisieren.

Ähnliche Experimente wurden mit menschlichen Lupus-Autoantikörpern durchgeführt.87 Es wurde festgestellt, dass affinitätsgereinigte polyklonale humane Anti-dsDNA-IgGs ein 15-mer Peptid, ASPVTARVLWKASHV, spezifisch binden. ASPVTARVLWKASHV band an anti-dsDNA-Antikörper in ELISA- und Dot-Blot-Assays und hemmte die Bindung von anti-dsDNA-Antikörpern.87

Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei ALW um ein 12-mer Peptid, das von einem Panel muriner anti-DNA-IgGs (PL9-11 IgG1, IgG2a, IgG2b und IgG3) ausgewählt wurde, die identische variable Regionen aufweisen.41 Die Bindung der PL9-11 IgGs an Antigene, einschließlich DNA, Laminin, Nierenzellen und Rattenglomeruli, wurde durch die Vorinkubation mit ALW signifikant reduziert. Außerdem bestätigten wir durch Alanin-Scanning, dass die Bindung von ALW an Anti-DNA-Antikörper Aminosäuresequenz-spezifisch war. Interessanterweise wurde die Bindung von Lupus-Seren sowohl aus Mausmodellen als auch von menschlichen Patienten an dsDNA und, was besonders wichtig ist, an glomeruläre Antigene, durch das ALW-Peptid signifikant gehemmt. Die zuvor berichteten DNA-nachahmenden Peptide wurden von einem einzigen Isotyp oder Lupus-Serum selektiert, während das ALW-Peptid an alle vier IgG-Isotypen bindet und dann die pathogenen polyklonalen Anti-DNA-Antikörper-Reaktionen in vivo breiter hemmen sollte.41 ALW ist ein kleines Molekül, das sich leicht in H2O oder einem Standardpuffer (PBS) auflöst und auch leicht über eine Vene verabreicht werden kann. Außerdem ist das ALW-Peptid wahrscheinlich physiologisch stabil; ALW fehlen Methionin-, Cystein- und Glutaminreste in seiner Sequenz, von denen man annimmt, dass sie für die Oxidation, Zyklisierung bzw. den Abbau von Peptiden verantwortlich sind.84 Außerdem hat ALW einen relativ neutralen pI-Wert (7,38), was zu weniger unspezifischen und unerwünschten Wechselwirkungen mit anderen Molekülen führen kann.41 Daher sind das ALW-Peptid und seine Analoga potenzielle Kandidaten für die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze zur Behandlung von SLE. Außerdem gehen wir davon aus, dass eine Kombination verschiedener Peptide, die mit unterschiedlichen Ansätzen ausgewählt werden, notwendig sein könnte, da die pathogenen Autoantikörper bei Lupus sehr variabel und kreuzreaktiv sind.41 Schließlich ist im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Modellen der peptidinduzierten Autoimmunität, bei denen das Peptid in einem immunogenen Setting (subkutan, in Adjuvans) verabreicht wird, in einem therapeutischen Kontext zu erwarten, dass intravenös verabreichte Peptide ohne Adjuvans nicht so immunogen sind. Da Peptide im letzteren Szenario voraussichtlich eine geringe Toxizität aufweisen, könnte ein Kombinationsansatz die Wirksamkeit der Hemmung erhöhen und das klinische Ergebnis verbessern.

Durch die Verwendung von Anti-dsDNA-Antikörpern unterschiedlicher Herkunft als „Köder“ können unterschiedliche Peptide isoliert werden. Während es zwischen den bereits identifizierten Peptiden keine großen strukturellen Ähnlichkeiten gibt, ist ein interessantes Phänomen, dass der Tryptophan-Rest an ähnlichen Positionen in den beiden Peptiden DWEYSVWLSN (Maus-Antikörper ausgewählt) und ALW (menschlicher Antikörper ausgewählt) vorhanden ist. Der direkte Vergleich der relativen Blockierungswirksamkeit dieser DNA-nachahmenden Peptide wäre aufgrund der Größenunterschiede leider nicht aufschlussreich. Die Tatsache, dass in den verschiedenen Studien unterschiedliche Peptide isoliert wurden, kann dadurch erklärt werden, dass im Screening-Prozess unterschiedliche Anti-dsDNA-Antikörper verwendet wurden. Beispielsweise wurden DWEYSVWLSN und ASPVTARVLWKASHV von einem monoklonalen murinen anti-dsDNA IgG2b-Antikörper bzw. von anti-dsDNA-Antikörpern, die aus humanen Lupus-Seren gereinigt wurden, selektiert.80,87 Daher könnten diese anti-dsDNA-Antikörper dann ein verzerrtes Bindungspotenzial aufweisen und potenziell unterschiedliche DNA-nachahmende Peptide selektieren. Darüber hinaus kann auch die Art und Komplexität der verwendeten spezifischen Phagenbibliothek die Ergebnisse des Peptidscreenings beeinflussen.41 Nichtsdestotrotz kann jedes dieser Peptide an spezifische Anti-DNA-Teilmengen binden, und es ist möglich, dass eine bessere therapeutische Reaktion durch die Verwendung mehrerer Peptide in Kombination erreicht werden kann.

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