Pathophysiologie des Erythrozytenabbaus bei Patienten mit Autoimmunhämolytischen Anämien (AIHA)

Abstract

Die Autoimmunhämolytische Anämie (AIHA) ist eine Autoimmunerkrankung mit verkürzter Überlebenszeit der roten Blutkörperchen (Erythrozyten). Die Erkrankung wird durch spezifische Autoantikörper gegen Erythrozyten verursacht. Die verkürzte Überlebenszeit der Erythrozyten erfolgt bekannter Weise durch Fc- und / oder C3b-vermittelte Phagozytose oder in seltenen Fällen durch direkte Zelllyse bei Aktivierung der terminalen Komplementkomponenten. Die Bildung von Antikörpern gegen Erythrozyten und ihre klinische Relevanz sind variabel. Die Reaktivität der Autoantikörper ergibt oft keinen sicheren Hinweis auf die Stärke der Autoimmunhämolyse (Zellzerstörung) und lässt daher keinen eindeutigen Rückschluss auf die klinische Relevanz zu. In der vorliegenden Arbeit wurden drei Aspekte zur weiteren Charakterisierung der AIHA untersucht: 1. die klinische Relevanz nachweisbarer Autoantikörper; 2. eine mögliche Rolle der Eryptose, dem suizidalen Tod von Erythrozyten, bei AIHA. Die Eryptose ist durch die Exposition von Phosphatidylserin (PS) an der Zelloberfläche charakterisiert und kann durch eine Vielzahl von Faktoren wie oxidativen Stress, osmotischen Schock oder Energiemangel katalysiert werden. Aus dem Vorkommen der Eryptose bei AIHA ergab sich als 3. Aspekt, ob die Komplementaktivierung bei Eryptose eine Rolle spielt. Um die klinische Relevanz der Antikörper gegen Erythrozyten zu bestimmen, wurde ein Durchflusszytometrie-basierter Erythrophagozytose-Assay unter Verwendung der monozytären THP-1-Zelllinie und PKH26 red-gefärbten Erythrozyten etabliert. In diesem Test korrelierte die Erythrophagozytose bei Patienten mit AIHA vom Wärmetyp mit der Hämolyse in vivo. Dagegen ließ sich bei Patienten mit einer signifikanten AIHA vom Kältetyp keine erhöhte Erythrophagozytose feststellen. Dies deutet darauf hin, dass die Erythrozyten- Zerstörung nicht immer durch Fc- bzw. C3b vermittelt wird. Die Frage, ob Autoantikörper gegen Erythrozyten eine Eryptose, den suizidalen Tod von Erythrozyten, auslösen können, war bisher nicht bekannt. In der vorliegenden Arbeit wurde festgestellt, dass Patienten mit Autoimmunhämolyse aufgrund von IgM- oder IgA-Autoantikörpern eine Eryptose zeigten, nicht jedoch Patienten mit IgG-Autoantikörpern. Da die klinisch relevanten Kälteautoantikörper vom IgM-Typ komplementaktivierend sind, stellte sich daraus die Frage, ob Komplementkomponenten auch bei der Eryptose eine Rolle spielen. Dabei wurde in dieser Arbeit zum ersten Mal festgestellt, dass die Eryptose durch IgMAutoantikörper von der Komplementaktivierung abhängt. Sie beginnt bereits bei der Formation des ersten Komplexes (C5b6) und nimmt mit weiterer Aktivierung der terminalen Komplexe bis zur Bildung des Komplexes C5b-8 zu. Im Vergleich dazu wird die IgA-induzierte Eryptose offensichtlich mechanisch und ohne Komplementaktivierung verursacht.

Autoimmune haemolytic anaemia (AIHA) is an autoimmune disease characterized by accelerated red blood cells (RBC) destruction. Autoantibodies to RBC are usually of IgG-, IgMand rarely of IgA classes. It is known that the destruction of erythrocytes in patients with autoimmune hemolytic anemia is mediated by Fc- and / or C3b-phagocytosis, and in rare cases via direct cell-lysis by activating the terminal complement components. The clinical relevance of autoantibodies to erythrocytes is variable, and cannot usually be determined by standard serological testing. In the present work, three aspects related to autoimmune haemolytic anaemia were studied: 1) the clinical relevance of detectable autoantibodies; 2) whether eryptosis occurs in autoimmune haemolytic anaemia. Eryptosis, the suicidal death of erythrocytes is characterized by exposure of phosphatidylserine (PS) on the erythrocyte surface, and can be catalyzed by a variety of factors such as oxidative stress, osmotic shock and lack of energy. The second aspect led to the question, 3) whether complement activation plays a role in eryptosis. To assess the clinical relevance of the antibodies to erythrocytes, we established a flowcytometry- based erythrophagocytosis assay using PMA-treated THP-1 cells and PKH26 redlabeled RBC. In this test, erythrophagocytosis in patients with AIHA of warm-type correlates with the haemolysis in vivo. In contrast, no increased erythrophagocytosis was observed in patients with significant AIHA of cold type. This suggests that RBC destruction is not always mediated by Fc or C3b. The question whether antibodies to RBC can also cause an eryptosis has not yet been addressed. In the present work, we demonstrated that RBC of patients with autoimmune haemolysis due to IgM- or IgA-autoantibodies may undergo eryptosis, but not those of patients with autoimmune haemolytic anaemia related to IgG autoantibodies. Hence, cold autoantibodies of the IgM class are complement-activating, the question raised whether complement components may play a role in eryptosis. We demonstrated for the first time that eryptosis due IgM autoantibodies is dependent on complement activation, which begins with the formation of the first terminal complex (C5b6), and becomes most significantly by the formation of C5b-8 complex.