Prävalenz und funktionelle Charakterisierung antineuronaler Antikörper in gastroenterologischen Patienten

Abstract

Antineuronale Antikörper in Patienten mit verschiedenen gastrointestinalen Erkrankungen haben in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Ein Beispiel für die Verknüpfung neurologischer und gastroenterologischer Syndrome durch Autoantikörper ist die anti-DPPX-Enzephalitis, eine Autoimmunenzephalitis mit typischen gastrointestinalen Prodromi. Damit assoziierte Antikörper gegen die Kaliumkanal-Untereinheit dipeptidyl-peptidase-like protein-6 (DPPX) binden an Neuronen im myenterischen Plexus und im Zentralen Nervensystem (ZNS) und zeigen ex-vivo eine direkte Pathogenität. Sowohl in diesem Kontext als auch in Patienten mit anderen antikörpervermittelten gastrointestinalen Symptomen wäre eine frühe Diagnostik wichtig für eine adäquate Immuntherapie. Doch bis heute ist der Zusammenhang antineuronaler Antikörper mit typischen gastrointestinalen Krankheitsbildern weitgehend unbekannt. Wir testeten daher Serumproben gastroenterologischer Patienten auf Antikörper gegen Darm- und Hirngewebe und analysierten deren funktionelle Relevanz.

Die Seren von 107 Patienten (Morbus Crohn n=42, Colitis Ulcerosa n=16, Reizdarmsyndrom n=13, andere Diagnosen n=36) und 44 Kontrollen wurden mit indirekten Immunfluoreszenzfärbungen auf Rattendarm und -hirn systematisch auf antineuronale Antikörper untersucht. Reaktive Seren wurden einer weiteren standardisierten Testung auf 15 etablierte antineuronale Antikörper mit diversen Geweben und transfizierten Zellen unterzogen. In Ussing-Kammer- und Organbad-Experimenten untersuchten wir die funktionellen Effekte hochtitriger Patientenseren.

Von den 107 Patienten hatten 21 (19,6%) antineuronale Antikörper gegen das Enterische Nervensystem (ENS) und 22 Patienten (20,6%) zeigten Immunreaktivität gegen ZNS-Strukturen. Die Kontrollgruppe hingegen hatte nur in 2 von 44 Fällen (4,5%) anti-ENS- und in weiteren 2 (4,5%) anti-ZNS-Antikörper, womit ein signifikanter Unterschied zwischen Patienten und Kontrollen bestand. Die Analyse der verschiedenen Krankheitsgruppen zeigte eine ungleichmäßige Verteilung der Antikörper-positiven Fälle, wobei nur in Einzelfällen eine statistische Signifikanz erreicht wurde. Abgesehen von einem Patientenserum mit Antikörpern gegen leucine rich glioma inactivated 1 (LGI1) konnten im Rahmen der standardisierten Antikörperdiagnostik keine weiteren gut etablierten Antigene identifiziert werden. Bei Experimenten im Organbad ließen sich keine statistisch signifikanten Antikörpereffekte auf die Motilität von Meerschweinchen-Kolon feststellen. In Ussing-Kammer-Versuchen hingegen zeigte sich ein signifikanter positiver Effekt immunreaktiver Seren auf die intestinale Sekretion.

Diese Daten zeigen, dass antineuronale Antikörper signifikant häufiger in gastroenterologischen Patienten als in gesunden Kontrollen zu finden sind. Funktionelle Testungen deuten auf einen potentiellen Zusammenhang zwischen Antikörpern und klinischen Phänotypen hin. In zukünftigen Studien sollte ermittelt werden, ob solche Antikörper die Identifizierung von Patienten ermöglichen, welche von einer Immuntherapie profitieren. Dass weder Antikörper gegen DPPX noch gegen andere etablierte neuronale Epitope gefunden werden konnten, verdeutlicht deren Seltenheit in klinischen Routinekohorten.

Antineuronal antibodies in patients with various gastrointestinal disorders have gained importance over the last years. One example for the connection of neurological and gastroenterological syndromes through autoantibodies is the anti-DPPX encephalitis, an autoimmune encephalitis with typical gastrointestinal prodromes. Associated antibodies against the potassium channel subunit dipeptidyl-peptidase-like protein-6 (DPPX) bind to neurons of the myenteric plexus and the central nervous system (CNS) and show direct pathogenicity ex vivo. In this context and in patients with other antibody-mediated gastrointestinal symptoms early diagnostics would be important for adequate immunotherapy. However, until today the association of antineuronal antibodies with typical gastrointestinal disorders remains mostly unknown. We tested serum samples of gastroenterological patients for antibodies against intestinal and brain tissue and analyzed their functional relevance.

Sera of 107 patients (Crohn's disease n=42, Ulcerative Colitis n=16, Irritable Bowel Syndrome (IBS) n=13, other diagnoses n=36) and 44 controls were systematically screened with indirect immunofluorescence stainings on rat intestine and brain for the presence of antineuronal antibodies. Reactive sera were further tested for 15 established antineuronal antibodies in a standardized screening using diverse tissues and transfected cells. In Ussing chamber and organ bath experiments we examined functional effects of high titer patient sera.

Of the 107 patients 21 (19,6%) had antineuronal antibodies against the enteric nervous system (ENS) and 22 patients (20,6%) showed immunoreactivity against CNS structures. The control group, however, had anti-ENS antibodies in only 2 of 44 (4,5%) and anti-CNS antibodies in further 2 of 44 (4,5%) cases, therefore indicating a significant difference between patients and controls. Analysis of different disease groups revealed a differential distribution of antibody-positive cases which was only in parts statistically significant. Apart from one patient serum with antibodies against leucine rich glioma inactivated 1 (LGI1) no other well-established antigens could be identified with standardized antibody testing. Experiments in the organ bath could not determine any statistically significant antibody effects on the motility of guinea pig colon. In Ussing chamber experiments, however, a significant positive effect of immunoreactive sera on intestinal secretion was shown.

These data show that antineuronal antibodies are significantly more frequent in gastroenterological patients than in healthy controls. Functional tests suggest a potential connection between antibodies and clinical phenotypes. Future studies should examine whether such antibodies allow the identification of patients who benefit from immunotherapy. The absence of antibodies against DPPX and other established neuronal epitopes emphasizes their rarity in clinical routine cohorts.