Detection and physiological role of autoimmunity against thyroid hormone transporters

Abstract

The monocarboxylate transporters 8 (MCT8) and 10 (MCT10) are important molecules enabling thyroid hormone (TH) uptake and intracellular signaling via nuclear TH receptors. Hypothyroidism, i.e., reduced TH activity, is generally associated with impaired development, in association with weight gain and increasing discomfort. We hypothesized that the transporters may serve as autoantigens in humans, and that autoantibodies (aAb) to MCT8 or MCT10 can be found in serum from adolescents and adult subjects. Two quantitative tests for MCT8-aAb and MCT10-aAb were developed and characterized with commercial antiserum. Serum samples from healthy controls, thyroid patients and young overweight subjects were analyzed for MCT8-aAb and MCT10-aAb, and prevalence of the aAb was compared. Cell culture experiments were conducted to assess a potential biological activity of MCT8-aAb on TH uptake in vitro. The clinical studies indicated that MCT8-aAb and MCT10-aAb are present in a subset of subjects. MCT8-aAb were most prevalent in thyroid patients as compared to healthy controls and overweight adolescents. The cell culture experiments indicated that MCT8-aAb from human serum is capable of interfering with regular T4 uptake, as compared to control serum. Similar to MCT8-aAb, the prevalence of MCT10-aAb was highest in the group of thyroid patients. It can be concluded that both transporters represent autoantigens in humans, and that MCT8-aAb are capable of suppressing TH signaling. The relatively high prevalence of MCT8-aAb and MCT10-aAb in thyroid disease deserves further analyses, as their detection may be of diagnostic value and pathophysiological relevance. This hypothesis deserves an in-depth analysis of both MCT8-aAb and MCT10-aAb in a larger prospective study.

Kontext: Die Monocarboxylat-Transporter 8 (MCT8) und 10 (MCT10) spielen eine wichtige Rolle bei der Schilddrüsenhormonaufnahme sowie bei der Hormonsignalübertragung. Reduzierte Schilddrüsenhormonaktivität ist mit beeinträchtigter Entwicklung, Gewichtszunahme und Unwohlsein assoziiert. Hypothese: Autoantikörper (aAk) gegen MCT8 oder MCT10 sind bei Patient*innen mit Schilddrüsenerkrankungen sowie Adipositas prävalent. Material und Methoden: Analytische Tests für MCT8- und MCT10-Autoantikörper wurden entwickelt und mit kommerziellen Immunseren charakterisiert. Serumproben einer gesunden Kohorte Erwachsener, Patient*innen mit Schilddrüsenerkrankungen und junger übergewichtiger Proband*innen wurden analysiert und die Prävalenz der aAk wurde verglichen. Zudem wurden die biologischen Effekte von MCT8-aAk auf die Schilddrüsenhormonaufnahme in Zellkultur getestet. Ergebnisse: MCT8-aAk und MCT10-aAk wurden bei gesunden Erwachsenen, Patient*innen mit Schilddrüsenerkrankungen und junger übergewichtiger Proband*innen detektiert. MCT8-aAk zeigten die höchste Prävalenz in der Gruppe der Schilddrüsen- patient*innen (11,9 %) im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe (3,8 %) und zu den übergewichtigen Jugendlichen (4,2 %). Positiv auf MCT8-aAK getestete Seren reduzierten die T4-Aufnahme in Zellkultur, wohingegen MCT8-aAk-negative Seren keinen Einfluss auf die Aufnahme hatten. Die Prävalenz der MCT10-aAk-positiven Proben war am höchsten in der Gruppe der Schilddrüsenpatient*innen im Vergleich mit gesunden Erwachsenen bzw. übergewichtigen Jugendlichen (9,0 % gegenüber 4,5 % bzw. 6,3 %). Schlussfolgerung: MCT8 und MCT10 fungieren als Autoantigene im Menschen und stören möglicherweise den normalen Schilddrüsenhormonsignalweg. Die erhöhten Prävalenzen von MCT8-aAk und MCT10-aAk bei Schilddrüsenerkrankungen weisen auf ihre mögliche pathophysiologische Relevanz hin. Diese Hypothese sollte in großen prospektiven Studien analysiert werden.