Antifosfolipide antilichamen richten zich primair tegen β2-glycoproteïne I of tegen protrombine: is er een rol weggelegd voor fosfolipide?
Het is algemeen aanvaard dat het lipide-bindende antistollingseiwit, β2-glycoproteïne I (apolipoproteïne H) noodzakelijk is voor de binding van veel anti-fosfolipide antilichamen in een in vitro ELISA assay . Het blijkt nu dat ten minste een aanzienlijk deel van de patiënten APLA heeft die rechtstreeks aan epitopen op β2-glycoproteïne I binden, hoewel de vraag of dit een universeel verschijnsel is, omstreden blijft. Auto-antilichamen tegen β2-glycoproteïne I zijn meestal monoreactieve antilichamen met een lage affiniteit, die zelfs in afwezigheid van fosfolipide specifiek zijn voor dit molecule, zolang er een negatief geladen omgeving is. Anti-β2-glycoproteïne-I-antilichamen zijn voorts gericht tegen epitopen die in de verschillende soorten bewaard zijn gebleven, en kunnen daarom een zekere functionele betekenis hebben. Eén studie heeft een goede correlatie aangetoond tussen anti-cardiolipine antilichaam en anti-β2-glycoproteïne I antilichaam niveau, lichte keten associatie, en IgG subklasse, wat de mogelijkheid suggereert dat in grote mate dezelfde antilichamen worden gemeten door beide assays.
Een ander veel voorkomend eiwit antigeen voor anti-fosfolipide antilichamen is prothrombine . Antilichamen tegen protrombine kunnen verantwoordelijk zijn voor meer lupus anticoagulans activiteit dan antilichamen tegen β2-glycoproteïne I . De werkelijke prevalentie van antilichamen tegen de andere lipide bindende eiwitten in tabel 1 moet nog worden bepaald. Eén studie van 22 patiënten met een trombotische voorgeschiedenis en IgG anti-fosfolipide antilichamen vond hoge niveaus van anti-β2-glycoproteïne I in alle 22, anti-prothrombine antilichamen in 11 (50%), anti-proteïne S antilichamen in 12, en anti-proteïne C antilichamen in 4 patiënten .
Antilichamen die zich binden aan β2-glycoproteïne I, zoals lupus anticoagulantia, lijken beter te correleren met morbiditeit in het antifosfolipiden syndroom dan het algemene scala van antifosfolipiden antilichamen doen . In ten minste één studie correleerde anti-β2-glycoproteïne I beter met morbiditeit dan anti-prothrombine antilichamen , hoewel in een andere studie met 139 patiënten, zowel anti-β2-glycoproteïne I als anti-prothrombine antilichamen significant geassocieerd waren met de ontwikkeling van diepe veneuze trombose (p = 0.009 voor beide).
β2-Glycoproteïne I kan meerdere antistollingsfuncties hebben, zodat het een bijzonder waarschijnlijke kandidaat lijkt te zijn voor het leveren van functionele epitoop(s) aan pathologische anti-fosfolipide antilichamen. Van β2-glycoproteïne I is bijvoorbeeld aangetoond dat het de contactactivering van de intrinsieke bloedstollingsroute, de protrombinase-reactie en de door lipoproteïnelipase geïnduceerde factor XII-activering remt. β2-Glycoproteïne I kan ook betrokken zijn bij monocyt-endotheliale interacties . Een rapport heeft gesuggereerd dat β2-glycoproteïne I de antistollingsactiviteit van geactiveerd proteïne C neutraliseert , hoewel bewijsmateriaal uit ons laboratorium en anderen het tegenovergestelde suggereert: dat het interfereert met remming van de proteïne C cofactor, proteïne S, die als een extra antistollingscofactor in dit systeem fungeert .
Gezien het toenemende bewijs dat pathologische antifosfolipide antilichamen gericht zijn tegen epitopen op β2-glycoproteïne I en mogelijk andere lipide-bindende eiwitten, zijn fosfolipiden dan irrelevant in het antifosfolipide syndroom? Het antwoord is duidelijk neen, aangezien unieke fosfolipidenomgevingen kunnen zorgen voor een kritieke modulatie van eiwitstructuren waarvan antistollingsfuncties en/of antilichaambinding afhankelijk zijn. Roubey et al. hebben aangetoond dat β2-glycoproteïne I-afhankelijke anti-fosfolipide antilichamen met lage affiniteit zijn die bivalente binding aan dicht opeengepakte β2-glycoproteïne I vereisen om optimale detectie in een ELISA te bereiken. De binding van deze antilichamen aan β2-glycoproteïne I in de vloeistoffase is betrekkelijk gering, maar de binding is duidelijk beter wanneer β2-glycoproteïne I aan fosfolipide-micellen is gecomplexeerd. In feite zijn assays die auto-antilichaaminteracties met β2-glycoproteïne I detecteren in afwezigheid van fosfolipide afhankelijk van het gebruik van met γ bestraalde polystyreenplaten die, evenals fosfolipide, een negatief geladen achtergrondoppervlak voor het antigeen vormen. Aangezien er in de vasculatuur geen met γ bestraald plastic aanwezig is, kan worden gesteld dat de standaard anticardiolipine-test, waarbij β2-glycoproteïne I aan fosfolipide is gecomplexeerd, een zeer vergelijkbare en meer fysiologische test voor deze auto-antilichamen kan opleveren dan de β2-glycoproteïne I-specifieke test. Een soortgelijke afhankelijkheid van fosfolipide of negatief geladen polystyreen is beschreven bij de detectie van antilichamen met specificiteit voor protrombine.
Verder bewijs voor de fosfolipide-afhankelijkheid van β2-glycoproteïne-I-antilichamen is geleverd door Hunt en Krilis, die een afgeknotte vorm van β2-glycoproteïne-I hebben geïdentificeerd die was geknipt bij Lys317/Thr318, een potentiële trombinesplitsingsplaats. Autoantilichamen van patiënten met auto-immuunziekten bleken niet te reageren op dit verkorte eiwit, en hechtten zich niet aan cardiolipine. Vervolgens identificeerde dezelfde groep een gebied in het vijfde domein van β2-glycoproteïne I dat zowel de fosfolipide bindingsplaats bevat als een gebied dat herkend wordt door anti-cardiolipine antilichamen.
Fosfolipiden kunnen op twee manieren een cruciale rol spelen bij de detectie van auto-antilichamen die specifiek zijn voor lipide-bindende proteïnen: ofwel door de omgeving te wijzigen om een verhoogde dichtheid van antigeen mogelijk te maken, ofwel door het antigeen te wijzigen om een gunstige conformatie voor antilichaam binding te bevorderen. In het eerste geval kan de verbeterde detectie van antilichaam in de context van een fosfolipide-omgeving al dan niet verband houden met de pathogeniciteit van het antilichaam. In het tweede geval lijkt het waarschijnlijker dat de conformatie die selecteert voor pathologische antilichamen verband houdt met een belangrijke functionele conformatie van het molecuul.
Roubey et al. hebben aangetoond dat een verbeterde detectie van antilichamen tegen β2-glycoproteïne I met behulp van geoxideerde polystyreenplaten kan samenhangen met een verhoogde dichtheid van β2-glycoproteïne I dat zich efficiënter lijkt op te hopen op een negatief geladen oppervlak, waardoor een beter sjabloon voor bivalente antilichaaminteracties ontstaat. In gelijkaardige studies met protrombine vonden Galli et al. een verhoogde detectie van antilichamen tegen protrombine wanneer de achtergrond fosfatidylserine was in plaats van geoxideerd plastic, en in dit geval leek het verschil niet te wijten te zijn aan een verhoogde antigeendichtheid. Pierangeli et al. hebben voorts geconstateerd dat fosfolipiden van cruciaal belang kunnen zijn voor de lupus anticoagulerende functie van anti-prothrombine antilichamen.
Door de moleculaire studies van Ichikawa en medewerkers is gesuggereerd dat β2-glycoproteïne I een anders cryptische epitoop blootlegt in aanwezigheid van fosfolipiden. Aanvullend bewijs voor fosfolipide-geïnduceerde modulatie van β2-glycoproteïne I conformatie werd geleverd door spectroscopische studies. Cardiolipine, dat een hexagonaal kristalrooster vormt in zowel watervrije als waterige omgeving en β2-glycoproteïne I, dat 46% β-geplooide bladstructuur bevat in zijn gezuiverde vorm, zijn beide significant veranderd wanneer ze aan elkaar gebonden zijn. In het geval van β2-glycoproteïne I neemt de β-geplooide velorganisatie af van 46 tot 23%.
Het lijkt dus duidelijk dat fosfolipiden intrinsiek kunnen zijn aan de interacties van antistollingseiwitten en auto-antilichamen, zowel door het verankeren en verhogen van de oppervlaktedichtheid van ten minste enkele van deze eiwitten als door het veranderen van hun conformatie op manieren die belangrijk kunnen zijn voor zowel hun hemostatische of anticoagulerende functies als voor het vermogen van pathologische antilichamen om ze te binden. Hieruit zou kunnen volgen dat verschillende fosfolipide membraanomgevingen, gecreëerd door verschillende ziektetoestanden of graden van immuunactivatie, diepgaande effecten kunnen hebben op de pathogeniciteit van anti-fosfolipide antilichamen. Zo kunnen de structuur en lengte van vetzuurketens in fosfolipiden een cruciale rol spelen bij de binding van humane sera in een antifosfolipiden-ELISA, waarbij auto-antilichamen bij voorkeur binden aan C18:1 fosfatidglycerol, en kunnen antifosfolipidenantilichamen een verhoogde affiniteit hebben voor lysofosfatidylethanolamine in tegenstelling tot fosfatidylethanolamine. Een grote literatuur die complexiteit suggereert in de fosfolipide voorkeuren van klinische sera die anti-fosfolipide antilichamen bevatten moet nog gekoppeld worden aan de zich ontwikkelende erkenning dat veel, zo niet de meeste van deze antilichamen specifieke lipide-bindende proteïnen herkennen in de context van deze fosfolipide specificiteiten. Zoals besproken door Rauch en Janoff, suggereren voorlopige gegevens dat kininogenen de binding van antilichamen tegen fosfatidylethanolamine mediëren, prothrombine, en/of annexine V kunnen de doelen zijn van anti-fosfatidylserine antilichamen, en erythrocyte-bindende antilichamen kunnen een complex antigeen herkennen waarbij fosfatidylcholine betrokken is .
Anionische fosfolipiden, de meest voorkomende gunstige achtergrond om de binding van antifosfolipide sera te bevorderen, zijn normaal afwezig van het extracellulaire oppervlak van celmembranen, maar herverdelen van de binnenste naar de buitenste folders tijdens ofwel cel activering of in de vroege stadia van geprogrammeerde celdood (apoptose) . Gebleken is dat antifosfolipide antilichamen zich specifiek binden aan apoptotische maar niet aan levensvatbare thymocyten op een β2-glycoproteïne I-afhankelijke wijze. Bovendien worden de blootgestelde negatief geladen fosfolipiden, zoals fosfatidylserine verondersteld krachtige oppervlakte procoagulanten te zijn, een fenomeen dat wordt verbeterd door het fosfatidylserine-bindende eiwit, annexine V, dat direct aan het buitenoppervlak van apoptotische blebs is gebonden.
De bevindingen suggereren dat de controverse over de vraag of anti-fosfolipide antilichamen alleen fosfolipide-bindende eiwitten herkennen, of soms alleen fosfolipide of een complex antigeen binden, onjuist kan zijn. In vivo zijn stollingsregulerende proteïnen in nauwe associatie met fosfolipiden en zij kunnen een hecht complex vormen tijdens hemostatische gebeurtenissen. Door zich te richten tegen fosfolipiden of tegen de proximale cofactor-eiwitten, kunnen heterogene antilichamen de rol van beide in de stolling verstoren.