Ο ρόλος της μοριακής μίμησης και της κυτταρικής διασταυρούμενης αντιδραστικότητας μεταξύ παθογόνων και αυτοαντιγόνων σε ασθενείς με αυτοάνοσα ρευματολογικά και νευρολογικά νοσήματα

Abstract

This PhD thesis studied the role of immunological responses against antigens of Epstein-Barr virus and antigens of Helicobacter pylori in the pathogenesis of multiple sclerosis and systemic sclerosis, focusing on the mechanisms of molecular mimicry and immunological cross-reactivity between viral or microbial antigens and autoantigens of multiple sclerosis and systemic sclerosis.This is the first systematic study of the humoral responses against specific antigens of Epstein-Barr virus and Helicobacter pylori in multiple sclerosis and systemic sclerosis. The antigen specific humoral responses were analyzed independently in the clinical subtypes of these two autoimmune diseases. In addition, thorough correlation analyses between the antigen specific immunological responses and clinical and immunological characteristics of these two diseases were performed. The frequencies and magnitudes of antigen specific antibodies were studied by immunological methods, while statistical analysis methods of high stringency were used for the data analysis.In multiple sclerosis, the frequencies and magnitudes of most anti-Helicobacter pylori antigen specific antibodies were comparable between the patients and the healthy controls. However, anti-VacA antibodies were more frequent in patients with secondary progressive multiple sclerosis. Also, the frequencies of anti-p54, anti-50, anti-p41 and anti-p29-UreA antibodies were increased in patients with secondary progressive multiple sclerosis compared to patients with relapse-remitting multiple sclerosis.In systemic sclerosis, the frequencies and magnitudes of antibodies against Helicobacter pylori were comparable between the patients and the healthy controls.Of interest, antibodies targeting an uncharacterized Epstein-Barr viral antigen were more frequent in the patients with systemic sclerosis compared to the healthy controls. These antibodies were positively correlated with the autoantibodies against topoisomerase I. Using a bioinformatic approach, multiple homology sequences were found between candidate viral proteins and topoisomerase I, suggesting that the molecular mimicry and the immunological cross-reactivity could play a role in the development of anti-topoisomerase I autoantibodies.Finally, an extensive bioinformatic analysis of sequences similarities between SARS-CoV-2 antigens and human proteins or known human autoantigens was performed. Similar sequences shared between SARS-CoV-2 antigens and human proteins could mediate molecular mimicry and the pathogenesis of autoimmunity.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή μελέτησε το ρόλο των ανοσολογικών αποκρίσεων έναντι αντιγόνων του ιού Epstein-Barr και αντιγόνων του Ελικοβακτηριδίου του πυλωρού στην παθογένεση της κατά πλάκας σκλήρυνσης και της συστηματικής σκλήρυνσης, εστιάζοντας στους μηχανισμούς της μοριακής μίμησης και της ανοσολογικής διασταυρούμενης αντιδραστικότητας ανάμεσα σε ιικά και μικροβιακά αντιγόνα με αυτοαντιγόνα της κατά πλάκας σκλήρυνσης και της συστηματικής σκλήρυνσης.Για πρώτη φορά μελετήθηκαν με συστηματικό τρόπο οι χυμικές ανοσολογικές αποκρίσεις έναντι αντιγόνων του ιού Epstein-Barr και του Ελικοβακτηριδίου του πυλωρού στην κατά πλάκας σκλήρυνση και στη συστηματική σκλήρυνση. Οι αντιγονοειδικές αποκρίσεις αναλύθηκαν ξεχωριστά στους κλινικούς φαινοτύπους των δύο αυτών νοσημάτων. Επίσης, πραγματοποιήθηκαν εκτενείς αναλύσεις συσχέτισης ανάμεσα στις αντιγονοειδικές ανοσολογικές αποκρίσεις και σε κλινικά και ανοσολογικά χαρακτηριστικά των δύο νοσημάτων αυτών. Οι συχνότητες και τα επίπεδα των αντιγονοειδικών αντισωμάτων μελετήθηκαν με τη χρήση ανοσολογικών μεθόδων, ενώ επιλέχθηκαν στατιστικές μέθοδοι υψηλής αυστηρότητας ως προς τη στατιστική σημαντικότητα για την ανάλυση των αποτελεσμάτων.Στην κατά πλάκας σκλήρυνση, οι συχνότητες και τα επίπεδα των περισσότερων αντιγονοειδικών ελικοβακτηριδιακών αντισωμάτων ήταν συγκρίσιμα ανάμεσα στους ασθενείς, ανεξαρτήτως κλινικού υποτύπου, και στους υγιείς μάρτυρες. Αξιοπρόσεκτο αποτέλεσμα ήταν η αυξημένη συχνότητα των αντισωμάτων έναντι της ελικοβακτηριδιακής τοξίνης VacA στους ασθενείς με δευτεροπαθώς προϊούσα κατά πλάκας σκλήρυνση σε σύγκριση με τους υγιείς μάρτυρες. Επίσης, οι συχνότητες των αντισωμάτων έναντι τεσσάρων ελικοβακτηριδιακών αντιγόνων, των p54, p50, p41 και p29-UreA, ήταν αυξημένες σε ασθενείς με δευτεροπαθώς προϊούσα κατά πλάκας σκλήρυνση σε σύγκριση με ασθενείς με υποτροπιάζουσα-διαλείπουσα κατά πλάκας σκλήρυνση.Στη συστηματική σκλήρυνση, οι συχνότητες και οι τίτλοι των αντισωμάτων έναντι αντιγόνων του Ελικοβακτηριδίου του πυλωρού ήταν συγκρίσιμοι ανάμεσα σε ασθενείς, ανεξαρτήτως κλινικού υποτύπου, και σε υγιείς μάρτυρες.Το πιο ενδιαφέρον αποτέλεσμα της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η σημαντική διαγνωστική σύνδεση και κλινική συσχέτιση των αντισωμάτων έναντι ενός μη χαρακτηρισμένου αντιγόνου του ιού Epstein-Barr, που για λόγους ευχέρειας ονομάστηκε EBV.p100, με τη συστηματική σκλήρυνση. Η ισχυρή συσχέτιση των αντισωμάτων έναντι του αντιγόνου αυτού με τα αυτοαντισώματα έναντι της τοποϊσομεράσης Ι που εντοπίστηκε προτείνει την πιθανότητα μοριακής μίμησης ανάμεσα στο ιικό αντιγόνο και στο ενδογενές αυτοαντιγόνο. Μέσω βιοπληροφορικής ανάλυσης αναδείχθηκαν αρκετές ομοιότητες αλληλουχίας ανάμεσα σε ιικές πρωτεΐνες αντίστοιχου μεγέθους με το υποτιθέμενο αντιγόνο EBV.p100 και στην τοποϊσομεράση Ι.Τέλος, στο πλαίσιο της διατριβής αυτής πραγματοποιήθηκε μια εκτεταμένη βιοπληροφορική ανάλυση ομοιοτήτων ανάμεσα σε αντιγόνα του SARS-CoV-2 και σε ανθρώπινες πρωτεΐνες και γνωστά αυτοαντιγόνα. Εντοπίστηκαν αρκετές ομοιότητες ανάμεσα στις αμινοξικές αλληλουχίες πιθανών αντιγονικών επιτόπων του SARS-CoV-2 και ανθρώπινων αλληλουχιών. Οι ομοιότητες αυτές θα μπορούσε να αποτελούν τη βάση της μοριακής μίμησης και της συνεπακόλουθης επαγωγής αυτοάνοσων νοσημάτων.