Analyse peripherer B-Lymphozyten und ihrer Immunglobuline in Rheumatoider Arthritis

Abstract

Die Rheumatoide Arthritis (RA) ist eine chronische Autoimmunkrankheit, die sich vorwiegend in der Entzündung und Zerstörung der Gelenke äußert. In betroffenen Gelenken wurden tertiäre lymphatische Gewebe nachgewiesen, die eine lokale antigenabhängige Differenzierung von B-Zellen zu Gedächtnis- und Plasmazellen zu unterstützen scheinen. Im Blut von RA-Patienten werden häufig Autoantikörper nachgewiesen, wobei besonders Rheumafaktoren mit der Krankheitsaktivität korrelieren. Bei der chronischen Autoimmunerkrankung SLE wurde gezeigt, daß sich mit zunehmender Krankheitsaktivität die Population peripherer Plasmazellen vergrößert. Daher bestand ein Ziel dieser Arbeit darin, zu untersuchen, ob auch Veränderungen der peripheren B-Zellen und deren Subpopulationen bei Patienten mit Rheumatoider Arthritis feststellbar sind und deren Größe mit der Krankheitsaktivität korrelierbar ist, um damit möglicherweise neue Parameter für die klinische Diagnostik der RA bzw. die Einschätzung der Krankheitsaktivität von RA-Patienten zu schaffen. Außerdem sollten untersucht werden, ob die Immunglobuline der peripheren Plasmazellen veränderte Eigenschaften aufweisen, um daraus Rückschlüsse auf den Aktivierungsstatus und die Antigenaffiniät dieser Plasmazellen ziehen zu können. Es wurde mittels Durchflußzytometrie die Größe der B-Zellpopulationen des peripheren Blutes von RA-Patienten ermittelt und mit gesunden Personen verglichen. Desweiteren wurden die B-Zellpopulationen auf Korrelationen zu Krankheitsaktivitätsparametern untersucht. Mittels Sequenzierung der cDNA von Immunglobulinen peripherer Plasmazellen wurden deren Ig-Klasse, V-(D-)J-Repertoire, somatische Hypermutationen sowie CDR3-Länge bestimmt. Es zeigte sich, daß RA-Patienten im Vergleich zu gesunden Personen stark veränderte periphere B-Zellpopulationen aufweisen. Sämtliche B-Zell- Subpopulationen sind in ihrer Anzahl verringert, jedoch ist die Frequenz der Plasmazellen massiv erhöht. Daß diese Unterschiede durch das Geschlecht, das Alter, die Krankheitsdauer oder die Therapie der Patienten hervorgerufen wurde, konnte weitgehend ausgeschlossen werden. Die B-Zell-Subpopulationen sind in Anzahl und Frequenz mit mehreren der Krankheitsaktivitätsparameter der Patienten korrelierbar. Damit eröffnet sich zusätzlich zu bisher genutzten klinischen Parametern die Möglichkeit, durch regelmäßige Bestimmung der peripheren B-Zellen von RA-Patienten Veränderungen der Krankheitsaktivität während des Krankheitsverlaufs festzustellen. Die Antikörper der peripheren Plasmazellen der RA-Patienten weisen ein selektiertes V-Genrepertoire sowie eine hohe Anzahl und Frequenz somatischer Hypermutationen bevorzugt in ihren antigenbindenden Bereichen auf. Diese Ergebnisse lassen auf ein antigenselektiertes affinitätsgereiftes peripheres Plasmazellrepertoire und dessen mehrmalige Keimzentrumsdurchgänge schließen. Damit scheint daß das B -Zell-System bei RA chronisch aktiviert zu sein und ist somit wahrscheinlich entscheidend an der Aufrechterhaltung oder gar Entstehung von RA beteiligt.

Rheumatoid Arthritis (RA) is a chronic autoimmune disease, which predominantly manifests in inflammation and destrcution of the joints. Tertiary lymphoid tissues in afflicted joints seem to support local antigen-dependent differentiation of B cells to memory and plasma cells. In the blood of RA patients often autoantibodies, preferently rheumatoid factors correlating to disease activity, are found. In the chronic autoimmune disease SLE an enlarged peripheral plasma cell population while increasing disease activity was shown. Therefore, one aim of this work was to investigate, if patients with Rheumatoid Arthritis have changed peripheral B cells and B cell subsets and if their size correlate to disease activity for creating new possible parameters for the clinical diagnosis of RA and the assessment of RA patients' disease activity. Furthermore, for estimating the acitivation state and antigen affinity of peripheral plasma cells it was analysed, if their immunglobulins show changed molecular features. With flow cytometry the size of B cell subsets of peripheral blood of RA patients were defined and compared to healthy subjects. In addition, the B cell subsets were correlated to disease activity markers. By sequencing the cDNA of immunglobulins of peripheral plasma cells their Ig-class, V-(D-)J-repertoire, somatic hypermutations and CDR3-length were defined. It tourned out, that the RA patients show massive changes in their peripheral B cell populations. All peripheral B cell subsets were decreased in numbers, but the frequency of plasma cells was strongly increased. These changes are largely not due to gender, age, disease duration and therapy of the patients. In numbers and frequency the B cell subsets correlate with different disease activity parameters of the patients. Therefore, additionally to other established clinical markers, the opportunity arises, to assess changes in disease activity while the course of disease by periodical observation of the peripheral B cells subsets' size in RA patients. The antibodies of peripheral plasma cells of RA patients show a selected V-gene repertoire and a high number and frequency of somatic hypermutations predominantly in their antigen binding regions. This results suggest an antigen selected, affinity maturated peripheral plasma cell repertoire and the repeated involvement of their precursors in germinal center cycle reactions. Therefore, the B cell system in RA seems to be chronically activated and consequently crucially participating in maintenance or even in the rise of RA.