Reumatoidalne zapalenie stawów (RZS) jest chorobą autoimmunologiczną charakteryzującą się chronicznym zapaleniem stawów. Jej rozwój jest uwarunkowany czynnikami środowiskowymi i genetycznymi.

Istotne autoantygeny w diagnostyce RZS zostały zidentyfikowane stosunkowo niedawno. Tak zwane cytrulinowane peptydy (zawierające aminokwas cytrulinę) są antygenami docelowymi reakcji autoimmunologicznej, która skutkuje produkcją skierowanych przeciwko nim przeciwciał.

Cytrulina nie jest typowym aminokwasem. Jest produkowana po etapie syntezy białka, poprzez modyfikację aminokwasu argininy. Ta konwersja, znana jako cytrulinacja, jest katalizowana przez enzymy z rodziny deaminaz peptydyloargininowych (PAD). Proces ten ma wpływ na charakterystykę ważnych parametrów białek, takich jak ładunek wypadkowy, konformacja oraz antygenowość. Cytrulinacja odbywa się w zdrowych tkankach, lecz uważa się, że jest również częścią lub wynikiem ogólnych procesów zapalnych.

Zwiększoną ilość cytrulinowanych białek zaobserwowano również w mazi stawowej. Modyfikacja aminokwasów pociąga za sobą tworzenie zupełnie nowych epitopów. Układ odpornościowy pacjentów reaguje następnie z nowo stworzonymi epitopami, wytwarzając ACPA (przeciwciała przeciwko cytrulinowanym białkom). Ta odpowiedź odpornościowa, bardziej niż sama obecność cytrulinowanych białek, jest charakterystyczna dla RZS.

Przyczyny RZS

Do czynników ryzyka, które inicjują reakcję autoimmunologiczną i rozwój RZS, należą markery genetyczne, jak również czynniki środowiskowe.

Genetyka

Niektóre warianty/markery genetyczne są silnie związane z obecnością ACPA. Kodują je tak zwane cząsteczki HLA-DR (HLA-DR1, -DR4 i -DR10). Niektóre określone allele tych genów są uważane za czynniki wysokiego ryzyka w RZS – objęte są terminem „wspólne epitopy” (ang. shared epitopes) ze względu na ich wspólną sekwencję. Cząsteczki HLA-DR są obecne na powierzchni wyspecjalizowanych komórek i są wymagane do prezentacji antygenu. Sprawiają, że wybrane regiony cytrulinowanych białek są widoczne dla komórek układu odpornościowego, które następnie produkują ACPA przeciwko epitopom rozpoznawanym jako „obce”.

Środowisko

Zewnętrznym, środowiskowym czynnikiem związanym z rozwojem RZS jest palenie tytoniu. Jeszcze nie do końca wiadomo, w jaki sposób palenie przyczynia się do indukcji choroby. Jedna z teorii mówi, że toksyczne składniki tytoniu stymulują stan zapalny, co prowadzi do zwiększonej syntezy cytrulinowanych białek i następującej po niej reakcji immunologicznej.

W podobny sposób do rozwoju reumatoidalnego zapalenia stawów może przyczynić się zakażenie. Infekcja bakterią Porphyromonas gingivalis ma tu szczególne znaczenie. P. gingivalis atakuje jamę ustną i jest główną przyczyną paradontozy, zapalenia dziąseł i korzeni zębów. Porównując RZS z infekcją P. gingivalis, można zaobserwować, że:

1. choroby te często występują razem
2. RZS i zapalenie przyzębia często powodują silne reakcje zapalne, które również zajmują kości
3. choroby są po części związane z tymi samymi genetycznymi i środowiskowymi czynnikami ryzyka (HLA-DR, palenie)
4. P. gingivalis syntetyzuje enzym o aktywności PAD, który jest w stanie katalizować reakcję cytrulinacji białek bakterii, a także białek komórek ludzkich

Ze względu na te cechy zakażenie P. gingivalis może stymulować reakcję autoimmunologiczną przeciwko cytrulinowanym białkom u osób, które są podatne na RZS [1, 2].

Badania diagnostyczne i specyficzne antygeny

W testach diagnostycznych pierwszej i drugiej generacji do wykrywania ACPA jako substraty stosowane są cykliczne cytrulinowane peptydy (CCP). Nie odpowiadają one w pełni białkom cytrulinowanym występującym in vivo w RZS [1, 3], ale wiążą przeciwciała z wysoką specyficznością i doskonałą czułością. Testy ELISA anty-CCP są najważniejszymi układami testowymi w serologicznej diagnostyce RZS, ze specyficznością około 98%, a czułością ponad 70%. Jednakże sztuczne peptydy nie mogą dostarczyć pełnej informacji na temat przyczyn i patogenezy choroby.

Badania powoli zbliżają nas do odkrycia prawdziwej tożsamości autoantygenów cytrulinowanych występujących in vivo w stawach pacjentów z RZS, takich jak fibrynogen/fibryna, wimentyna, kolagen typu II, fibronektyna i α-enolaza. Przeciwciała przeciwko immunodominującym cytrulinowanym obszarom białek stanowią część populacji ACPA, która jest bardzo heterogeniczna [1, 4]. Obecnie bada się, w jaki sposób są one zaangażowane w patogenezę oraz rozwój RZS.

Rola cytrulinowanej α-enolazy w RZS

Około 40% pacjentów wykazuje autoprzeciwciała przeciwko epitopowi cytrulinowanej α-enolazy, CEP-1, który jest wysoce specyficznym (97%) peptydem dla tej choroby. Co ciekawe, CEP-1 wykazuje wyjątkowo wysoką homologię sekwencji do bakteryjnego (P. gingivalis) peptydu α-enolazy. Dlatego ludzkie przeciwciała anty-CEP-1 są w stanie rozpoznać i związać rekombinowane, cytrulinowane in vitro peptydy P. gingivalis. Doprowadziło to do powstania hipotezy mimikry cząsteczkowej jako przyczyny RZS: aby nie zostać zidentyfikowana przez układ odpornościowy jako obca, bakteria P. gingivalis ma α-enolazę, podobną do ludzkiej α-enolazy. Ze względu na podobieństwo, PAD bakteryjne mogą cytrulinować zarówno α-enolazę pochodzącą z P. gingivalis, jak i α-enolazy ludzkie, przeciwko którym następnie są wytwarzane przeciwciała. Istnieje możliwość, że odpowiedź immunologiczna jest skierowana głównie przeciwko bakteriom i ich cytrulinowanym białkom, a wytwarzane przeciwko nim przeciwciała reagują krzyżowo z ludzkim CEP-1 u pacjentów z RZS.

Dalsze badania są niezbędne do zrozumienia mechanizmów, dzięki którym być może uda się połączyć wiedzę na temat zakażeń P. gingivalis ze specyficzną autoimmunologiczną reakcją przeciwko cytrulinowanym peptydom w RZS [2].

We współpracy z profesorem Venables (Kennedy Institute of Rheumatology, University of Oxford), EUROIMMUN stworzył komercyjny test ELISA ze znakiem CE do wykrywania przeciwciał anty-CEP-1, jako że istnieje coraz więcej dowodów na rolę CEP-1 w patogenezie RZS.

Autor: Miriam Mende
Tłumaczenie: Katarzyna Buska-Mach

Piśmiennictwo

1. Wegner N et al., 2010, Immunol Rev 233: 34–54.
2. Lundberg K et al., 2010, Nat Rev Rheumatol 6 (12): 727–730.
3. Wiik A et al., 2010, Autoimmun Rev 10 (2): 90–93.
4. Lundberg K et al., 2013, Ann Rheum Dis 72: 652–658.