Genetiske og eksperimentelle studier av revmatoid artritt

Genetiske og eksperimentelle studier av revmatoid artrittVed studier en rottemodell for reumatoid artritt (RA) har vi funnet gener som er assosiert med RA. Vi har vist at tilsvarende gener er assosiert med RA i menneske. Prosjektet går ut på å identifisere hvilke mutasjoner som har skjedd i de aktuelle genene i menneske, samt å kartlegge de sykdomsfremkallende mekanismene i den dyreeksperimentelle modellen.Prosjektet er et samarbeid mellom Rikshospitalets revmatologisk avdeling ved Diakonhjemmet sykehus og Immunbiologisk laboratorium, Institutt for medisinske basalfag, Universitetet i Oslo. Utgangspunktet er studier av en eksperimentell dyremodell for autoimmun sykdom kalt oljeindusert artritt (OIA). Hos medlemmer av en genetisk følsom, innavlet rottestamme utløser injeksjon av små mengder mineralolje i huden ved haleroten betennelse i fotleddene to uker senere. Artrittfølsomheten er styrt av flere genetiske loci. Ved systematisk avl mellom følsom og resistent stamme gjennom mange generasjoner produserte vi kongene stammer, der et lite kromosomområde som styrer artrittfølsomheten er overført fra den resistente til den følsomme stammens genetiske bakgrunn. De kongene stammene er resistent, hvilket vil si at et gen i det aktuelle kromosomområdet styrer artrittfølsomhet. Ved at vi har eliminert all annen genetisk variasjon mellom den følsomme og de kongene stammene, samtidig med at vi kan kontrollere rottenes miljøpåvirkning, har vi omdannet en multifaktoriell egenskap til en egenskap styrt av ett enkelt gen, som vi kaller Oia2, og som utviser enkel mendelsk arvegang. Målet med vår videre forskning er å finne ut av de patogenetiske mekanismene som fører til at oljepåvirkning av huden ved haleroten fører til artritt i fotleddene. Det overførte kromosomområdet inneholder et fylogenetisk konservert genkompleks, som vi har kalt APLEC, med gener som koder for membranreseptorer som regulerer aktivering av leukocytter. Ved ytterligere avl har vi snevret det aktuelle området inn til å omfatte bare fire gener, der vi har vist at ett av dem, Dcar1, er inaktivert gjennom en non-sense mutasjon i den følsomme stammen. Ved kvantitativ PCR har vi vist at oljestimulering fører til kraftig oppregulering av Dcar1 mRNA i drenerende lymfeknuter både i den følsomme og den kongene stammen, fulgt av produksjon av cytokinet IL-17 selektivt i den følsomme stammen (der Dcar1-reseptoren altså ikke blir produsert grunnet den inaktiverende mutasjonen). Yrkesmessig eksponering for hydrauliske oljer er i menneske vist å være en risikofaktor for utvikling av RA. I menneske har vi ved SNP-analyser av pasienter med reumatoid artritt (RA) og matchede kontroller vist assosiasjon til RA av et relatert gen, DCIR1, innen det tilsvarende, humane genkomplekset. Vi har også funnet mulig assosiasjon til DLEC, som er det ekvivalente humane genet til rotte DCAR1. Med samme gener og samme miljøfaktor involvert er OIA en viktig eksperimentell modell for human autoimmun sykdom. I tillegg til å studere patogenetiske mekanismer i rottemodellen, prøver vi i menneske å identifisere kausale mutasjoner ved SNP-analyser og genomisk sekvensering, samt utvider søket etter assosiering av APLEC-genene til andre inflammatoriske sykdommer i menneske. En kommentar til progresjon: Stipendiaten lønnet av prosjektet fødte i januar 2008 og har hatt permisjon frem til februar 2009. Hun er nå tilbake i arbeid, men har ikke fått publisert noen arbeider i permisjonstiden. I mellomtiden har vi fått tilslag på søknader fra Forskningsrådet og fra Universitetet, som gjør at vi har kunnet øke bemanningen på prosjektet. Dette inkluderer også full tids engasjement av en medisiner (spesialist i indremedisin og rheumatologi, med doktorgrad og omfattende vitenskapelig produksjon innen autoimmunsykdommer) med de humane prosjektene som hovedoppgave.

Oljeindusert artritt og regulatoriske leukocyttreseptorerVed studier en rottemodell for reumatoid artritt (RA) har vi funnet gener som er assosiert med RA. Vi har vist at tilsvarende gener er assosiert med RA i menneske. Prosjektet går ut på å identifisere hvilke mutasjoner som har skjedd i de aktuelle genene i menneske, samt å kartlegge de sykdomsfremkallende mekanismene i den dyreeksperimentelle modellen.Prosjektet er et samarbeid mellom Rikshospitalets revmatologisk avdeling ved Diakonhjemmet sykehus og Immunbiologisk laboratorium, Institutt for medisinske basalfag, Universitetet i Oslo, samt Center for Molekylærmedicin, Karolinska Institutet, Stockholm. Utgangspunktet er studier av en eksperimentell dyremodell for autoimmun sykdom kalt oljeindusert artritt (OIA). Hos medlemmer av genetisk følsom, innavlet rottestamme, utløser intradermal injeksjon av små mengder mineralolje ved haleroten betennelse i fotleddene to uker senere. Artrittfølsomheten er styrt av flere genetiske loci. Ved systematisk avl mellom følsom og resistent stamme gjennom mange generasjoner produserte vi en kongen stamme, der vi overførte et lite kromosomområde som styrer artrittfølsomhet fra den resistente til den følsomme stammens genetiske bakgrunn. Vi viste at dette området inneholdt et ikke tidligere beskrevet fylogenetisk konservert genkompleks, som vi kalte APLEC, med gener som koder for membranreseptorer som regulerer aktivering av leukocytter. Ved ytterligere avl snevret vi inn det aktuelle området til å omfatte bare fire gener, der vi viste at ett av dem, Dcar1, er inaktivert gjennom en non-sense mutasjon i den følsomme stammen. I følsomme rotter vil overføring av lymfocytter fra drenerende inguinale lymfeknuter en uke etter intradermal injeksjon av mineralolje utløse leddbetennelse i ikke-injiserte mottakere. Ved injeksjon på den ene siden av haleroten får vi oljestimulering av ipsilaterale, men ikke av kontralaterale lymfeknuter, og ved sammenlikning av OIA-følsomme med resistente kongene rotter kan vi sammenlikne effekter av de aktuelle genene og miljøfaktoren på hendelser i drenerende lymfeknuter i dagene etter oljeinjeksjon. Ved kvantitativ RT-PCR har vi vist kraftig oppregulering av Dcar1 mRNA i oljestimulert lymfeknute både i følsom og kongen stamme, fulgt av produksjon av cytokinet IL-17 i den følsomme stammen (der Dcar1 er inaktivert). I menneske har vi ved SNP-analyser av pasienter med reumatoid artritt (RA) og matchede kontroller vist assosiasjon til RA av et relatert gen, DCIR1, innen samme genkompleks. For å identifisere kausale mutasjoner har vi undersøkt samtlige fem gener innen genkomplekset hos 108 RA-pasienter, der vi har cDNA-sekvensert genene, samt undersøkt spleisemønstre og ekspresjonsprogram. Vi har funnet avvikende spleisemønstre i DCIR1 hos en liten gruppe av pasientene, men det gjenstår å vise kausal sammenheng. Yrkesmessig eksponering for hydrauliske oljer er i menneske vist å være en risikofaktor for utvikling av RA. Med samme gener og samme miljøfaktor involvert er dermed OIA en svært interessant eksperimentell modell for human autoimmun sykdom. Vi er nå i ferd med å kartlegge patogenetiske mekanismer i rottemodellen, samtidig som vi ved SNP-analyser utvider søket etter assosiering av APLEC-genene til andre inflammatoriske sykdommer i menneske.