eRapport

Systemic lupus erythematosus (SLE): cause and treatment

Prosjekt
Prosjektnummer
2017082
Ansvarlig person
Bjarne Bogen
Institusjon
Oslo universitetssykehus HF
Prosjektkategori
Postdoktorstipend
Helsekategori
Inflammatory and Immune System
Forskningsaktivitet
2. Aetiology
Rapporter
2020 - sluttrapport
Vi har fått frem og validert en fysiologisk dyremodell som knytter sammen den autoimmune prosessen med lymfomutvikling. Dette åpner blant annet for muligheten å undersøke om det er den samme klon av B celler som deltar i den autoimmune prosess som seinere utvikler seg til lymfomer. Dette er en problemstilling med klinisk relevans og noe å søke om videre om. Musemodellen er unik da den først går gjennom en mild, kronisk SLE-liknende sykdomsfase med dobbelttrådig DNA-spesifike (auto) antistoffer og proteinuri, men senere utvikles lymfomer. Modellen er også unik i tumorforsknings sammenheng da den er laget helt uten inngripen i onkogener, tumor suppressor gener eller gener som interfererer med apoptose. V-J rekombinasjon i den modifiserte lettkjeden går uforstyrret. WP1 er ferdiggjort og publisert (PNAS, 2019), resultater fra WP2 submitteres i år. En artikkel rundt problemstillingen beskrevet i WP5 ii) er ferdigstilt og er under revisjon hos Cell Reports med prosjektdeltager P. Szodoray som førsteforfatter: Integration of T helper and BCR signals govern enhanced plasma cell differentiation of memory B cells through regulation of CD45 phosphatase activity. Postdokken er medforfatter. Resultater i dyremodellen: I desember 2020 har vi gjort ferdig den histopatologiske karakterisering av mer enn 40 lymfomer som oppstod i musemodellen. Ved FACS var B cellelymfomene vist å stamme fra den Id+ B cellekomponenten, mens T cellelymfomene hadde uttrykk av Idiotype-specific T celle reseptor. Dette tyder på at den maligne transformasjonen skjedde i interagerende par av Id+ B celler og Id-spesifikke T celler som gjennomgår kronisk stimulering i dette modellsystemet. B cellereseptorgener ble sekvensert i fire B cellelymfomer (dypsekvensering). Av relevans til SLE, var disse lymfomene fremkommet i mus som hadde en kronisk, mild autoimmun sykdom med dobbelttrådig DNA-spesifike antistoffer og proteinuri, karakteristisk for human SLE. Vi er i gang med å uttrykke BCR H og L-kjede V-gener fra lymfomene på et humant IgG3 antistoff rammeverk, dvs. vi lager rekombinante antistoffer med lymfom-BCR spesifisitet. Dermed kan vi teste de rekombinante antistoffene på Hep-2 slides for autoreaktivitet. Siden vi har en hypotese om at det er de autoreaktive B cellene som kronisk stimuleres med auto-antigen og får T cellehjelp som tilslutt transformerer og genererer lymfomene, forventer vi at lymfomene har en BCR reseptor-spesifisitet tilsvarende de tidlige auto-antistoff-produserende plasmacellene. Dette planlegges ferdigstilt i år før innsending av manuskriptet fra WP2. In 2020 ble DNA-spesifikke B celler som utvikles i den autoimmune sykdomsfasen bedre karakterisert. Vi har tidligere vist at lymfom B cellene har et uttrykk av kappa lettkjede (sammen med tungkjede) på celleoverflaten samtidig som de har et intracellulært uttrykk av lambda lettkjede. Lambda lettkjeden er den som har idiotopen og fungerer som en intracellulær kilde av idiotype-peptid presentert på MHC klasse II molekyler på celleoverflaten til gjenkjenning for idiotype-spesifikke T celler. Man må fremdeles unedrsøke om denne prosessen er tilstede i B cellene i den tidlige autoreaktive fasen. Vi har nå utviklet et antistoff som gjenkjenner denne muterte lambda lettkjeden. Western blott analyse av subcellulær fraksjon fra B celler bekreftet at lettkjeden med idiotopen kunne finnes intracellulært som fritt lett kjede, og dette fungerer sannsynligvis som en kilde av idiotype peptid. Vi har hatt prosjektmøter med representanter for Lupus diagnosegruppe og en annen representant for Norsk Revmatikerforbund. De stilte seg positive til prosjektet. Lymfomcellene og B cellene i den autoimmune fasen i musemodellen ble gjenkjent av det Id-peptid:MHCII-spesifikke reagenset, og slike reagenser kan utvilkes for humant bruk gitt at man får støtte til det. Resultater som forventes å komme i løpet av året i musemodellen vil bekrefte eller avkrefte om blokkering av interaksjoner mellom Id+ B celler og Id-spesifikke T celler med slike reagens kan ha klinisk nytteverdi.

Nei.

2019
Videre karakteriering av VL2-315m x TG46 mus (se tidligere rapporter). Vi har begynt karakterisering av lymfomer som utvilet seg i liknende mus VL2-315rm x TG46 der en somatisk mutasjon (aminosyreskift) er nødvendig for samarbeid med Id-spesifikke T celler (se under for detaljer).Vi har publisert den første artikkelen delvis finansiert av denne bevilging i tidsskriftet PNAS desember 2019. Videre jobber vi med å karakterisere lymfomene som utvikler seg i stammene beskrevet i ingress. Av resultater i 2019 så er det nå vist med Western blotting og proteomikk at den muterte Lambda2315 lettkjeden finnes intracellulært i lymfomene, og at denne intracellulære kilden fører til uttrykk av peptid MHC komplekser på cellens overflate, som gjør at den gjenkjennes og blir hjulpet av Id-spesifikke T celler. I PNAS artikkelen har vi vist at BCR kryssbinding driver peptid MHC presentasjon på B cellens overflate, dermed er det en direkte indikasjon på at B cellelymfomene som utvikler seg i denne modellen også undergår BCR kryssbinding med selvantigen. Dobbelttrådig DNS (dsDNA) spesifisitet i B celle lymfomenes reseptor er i ferd med å undersøkes med BCR sekvensering etter at vi tidligere fant dsDNA spesifik IgG i musenes serum i den tidlige autoimmune fasen. Det jobbes med å sette in de Variable-regioner fra lymfomenes lettkjede og tungkjede BCR i ekspresjonsvektorer for å lage rekombinante monoklonale antistoffer. Etter rensing av de rekombinante antistoffene vil vi undersøke binding av disse til dobbelttrådig DNA på ELISA plater. Når det gjelder undersøkelse av biopsier fra SLE pasienter for å kartlegge sammenheng mellom den tidlige autoimmune fase og B cellelymfomer i mus, er det søkt til Kreftforeningen og Helse-Sørøst for forskerstilling for Peter Huszthy. I den søknaden er også ideene utviklet her om blokkering av T-B interaksjoner videreført, såvel som det å bruke auto-antigen arrays for å kartlegge lymfomenes binding til et stort utvalg selv-antigener.

nei

2018
-Karakterisering av nye kohort VL2-315m x TG46 mus. -Histopatologisk diagnose av T og B cellelymfomer -Pågående arbeid med å kartlegge overgang fra autoreaktive B celler og til utvikling av B cellelymfom -Ferdigstillelse av arbeidet som ser på effekten av ligering i fysiologisk Id-drevet T-B samarbeidSom videreført fra 2017, har vi i 2018 karakterisert to ytterligere kohort av VL2-315m (B celle lettkjede-modifisert mus) x TG46 (TCR-transgen mus). Mus i disse kohort utviser en liknende sykdomsforløp som de i første kohort, med en kronisk autoimmun reaksjon, det utvikles ikke letal autoimmun sykdom. Likevel, som før, har vi funnet en høy penetrans av B og T cellelymfomer i musene, som i den foregående kohorten. Det arbeides med å gjøre en histopatologisk karkterisering. Det arbeides også med å etablere mekansimen for hvordan kronisk autoimmun fase blir til lymfom. Det ser ut at man har med komplekse mekansimer å gjøre, der men mister (selekterer imot) Lambda lettkjede i overlate immunoglobulin og får en overflate-kappa lettkjede i B cellereseptor. Likevel er den intracellulære uttrykk av lambda protein beholdt, og B cellelymfomene farges med et scFv reagens som har samme spesifisitet som T cellereseptor (dvs. Idiotype peptid + MHCII). Det tyder på at de maligne B cellene har evnen til å stimulere Id-spesifikke T celler (TG46 komponenten i den kryssede musestammen). Av interesse for fremgangen i prosjektet der vi ser på Id-drevet T-B samarbeid i VL2-315m (B celle lettkjede-modifisert mus) x Vh315 (B cellereseptor tungkjede knockin) mus, som har Id315 reseptoren, foreligger det et ferdig manuskript som er sendt i fullversjon til Journal of Experimental Medicine. Det er klare data på at ligering av B cellereseptor fører til oppregulering av Idiotype-deriverte peptider og antigen-deriverte peptider på MHC klasse II molekyler. Ligering av B cellereseptor på slike Id+ B celler fører til samarbeid med Id-spesifikke T celler, kimsenterreaksjon og plasmacelledannelse. Det ble i oktober 2018 avholdt et brukermøte med en representant for Revmatikerne Oslo Vest og en pasient med diagnosen SLE. Prosjektet ble presentert og diskutert. Det kom inn et forslag om å presentere prosjektet i Revmatiker-nytt, og det er utarbeidet et populærvitenskapelig sammendrag av prosjektet.

NEI

2017
Det er etablert en ny musemodell for å studere etiologi av autoimmun sykdom som kan oppstå via Idiotype-dreven T celle-B celle samarbeid. Musene har auto-antistoffer fra tidlig alder, men viser et mildere forløp av autoimmun sykdom enn tidligere publisert i en relevant artikkel (Munthe et al., 2005), men utvikler B celle lymfomer med høy penetrans.Mus med Idiotype-positive B celler (Id+ B celler) er laget ved å bytte exon 2 av genet som koder for Immunoglobulin Lambda 2 lettkjede variabel region (IgLV2 eller VL2) med et syntetisk exon som har en endring på ni nukleotider (og dermed 3 aminosyrer) i sitt VL2 gen (i posisjon 94, 95 og 96). Det modifiserte genet heter VL2-315 (315 er avledet fra MOPC315, der denne mutasjonen i a.s. 94-96 oppstod). Denne musen VL2-315m (VL2-315 mutant) rekombinerer sitt muterte VL2-315 på en fysiologisk måte til JL2 og CL2 (hhv. "joining" og konstante deler av Lambda 2 lettkjede). Dermed vil Lambda 2 lettkjeder være tilnærmet fysiologiske (bortsett fra aminosyrer 94-96) i sekvensvariasjon og uttrykk i VL2-315m musene. I VL2-315m mus vil de B cellene som har modifiserte Lambda 2 lettkjeder prosessere denne (primært etter antigen binding til overflate B celle reseptor) og uttrykke mutert Lambda-2 peptid på deres MHC-II molekyler på celleoverflaten. Dette peptid-MHC komplekset vil kunne gjenkjennes av Id-spesifikke T celler fra T-cellereseptor-transgene mus (TG46 mus). Vi har denne stammen tilgjengelig. Vi har nå krysset VL2-315m mus og TG46 mus (kalles VL2-315m x TG46) og funnet auto-antistoffer i blodet hos avkom allerede i tre-måneders alder. Sera fra hverken VL2-315 mus eller fra TG46 mus alene inneholdt auto-antistoffer. Det er vist at de fleste auto-antistoffene er spesifikke for dobbelt-trådig DNA og er IgG av subklasse 2a. Dette tyder på at 1) Dobbelt-trådig DNA kan fungere som B celle reseptor ligand og 2) B cellene i VL2-315m x TG46 mus gjennomgår kimsenter reaksjonen og får T cellehjelp, primært av TH1-polariserte T hjelperceller. Dermed er det etablert at Idiotype-drevet T-B samarbeid er virksomt i disse musene. Det er vist at Id-spesifikke T celler ikke blir deletert i thymus i disse musene (som kunne forventes dersom Lambda2-315 molekyler var presentert av et tilstrekkelig antall B celler i thymus, og ble gjenkjent som auto-antigen av T celler under modning), men går ut i sekundært lymfoid vev og kan interagere med Id+ B celler. Det er gjort flow-cytometriske og immunohistologiske undersøkelser på thymus som understøtter dette. I motsetning til tidligere studier (Munthe et al., 2005, Journal of Immunology), når ikke musene et humant endepunkt innen 3-6 måneder. Dermed ser det ut som musene får et mye mildere sykdomsforløp og kan liknes med pasienter med forhøyede nivåer av auto-antistoffer som ikke utvikler fysiske symptomer. Likevel, utvikler mus B celle-lymfomer i sen alder (77% av musene utvikler det innen to år). De første resultatene er skrevet sammen i en kort form som sendes til Nature i løpet av våren 2018. Det var viktig at vi klarte å påvise at de maligne B cellene uttrykker komplekser av Lambda2-315 peptid på MHC klasse II molekyler på celleoverflaten. Det vil vi også prøve å bekrefte i mus som ikke enda har utviklet lymfomer. Når det gjelder videre karakterisering av musene, gjøres det nå med en ny kohort VL2315m x TG46 mus med mere fokus på det kliniske forløpet før lymfomutvikling. Blant annet er det av nytte å etablere hvilke andre auto-antigener de auto-reaktive B cellene er spesifikke for.

NEI

Vitenskapelige artikler
Exner ND, Valenzuela JAC, Abou-El-Ardat K, Miletic H, Huszthy PC, Radehaus PM, Schröck E, Bjerkvig R, Kaderali L, Klink B, Nigro JM

Deep sequencing of a recurrent oligodendroglioma and the derived xenografts reveals new insights into the evolution of human oligodendroglioma and candidate driver genes.

Oncotarget 2019 Jun 04;10(38):3641-3653. Epub 2019 jun 4

PMID: 31217899

Andersen TK, Huszthy PC, Gopalakrishnan RP, Jacobsen JT, Fauskanger M, Tveita AA, Grødeland G, Bogen B

Enhanced germinal center reaction by targeting vaccine antigen to major histocompatibility complex class II molecules.

NPJ Vaccines 2019;4():9. Epub 2019 feb 11

PMID: 30775000

Huszthy PC, Gopalakrishnan RP, Jacobsen JT, Haabeth OAW, Løset GÅ, Braathen R, Schenck K, Tveita AA, Munthe LA, Bogen B

B cell receptor ligation induces display of V-region peptides on MHC class II molecules to T cells.

Proc Natl Acad Sci U S A 2019 Dec 17;116(51):25850-25859. Epub 2019 des 3

PMID: 31796587

Primon M, Huszthy PC, Motaln H, Talasila KM, Miletic H, Atai NA, Bjerkvig R, Lah Turnšek T

Cathepsin L silencing increases As2O3 toxicity in malignantly transformed pilocytic astrocytoma MPA58 cells by activating caspases 3/7.

Exp Cell Res 2017 07 01;356(1):64-73. Epub 2017 apr 12

PMID: 28412241

Tor Kristian Andersen, Peter Huszthy, Ramakrishna Gopalakrishnan, Johanne Jacobsen, Marte Fauskanger, Anders Tveita, Gunnveig Grødeland, and Bjarne Bogen

Enhanced germinal center reaction by targeting vaccine antigen to Major Histocompatibility Complex class II molecules

NPJ Vaccines, 2019

Deltagere
  • Peter Csaba Huszthy Postdoktorstipendiat (finansiert av denne bevilgning)

eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT

Alle henvendelser rettes til eRapport

Personvern  -  Informasjonskapsler