Nachweis von Autoantikörpern gegen Sphingosin-1-Phosphat-Rezeptoren bei Systemischer Sklerose und Pulmonal-Arterieller-Hypertonie

Abstract

KONTEXT: Kardiovaskuläre Erkrankungen stellen in unseren Breitengeraden noch immer die häufigsten Todesursachen dar. Neben Wohlstandserkrankungen wie dem metabolischen Syndrom zählen auch seltene Entitäten wie die pulmonale Hypertonie (PH) zu dieser Gruppe. Durch einen erhöhten pulmonalarteriellen Druck leiden die Patient:innen unter Dyspnoe, Synkopen bis hin zum Herzversagen. Die pulmonal-arterielle Hypertonie (PAH) ist eine Unterform der PH und ist gekennzeichnet durch Entzündungsprozesse sowie den Umbau der Pulmonalarterien. Bei der systemischen Sklerose (SSc) assoziierten PAH scheint Autoimmunität durch Autoantikörper (aAb) eine Rolle zu spielen. Ein möglicher Signalweg, welcher bei PAH diskutiert wird, läuft über Sphingosin-1-Phosphat (S1P), welches durch Bindung spezifischer GPCR ne-ben Immunmodulation auch Einflüsse auf die Gefäßregulation und den Pulmonalarte-riendruck (PAP) hat. Wir stellten die Hypothese auf, nach welcher S1P-Rezeptoren des kardiovaskulären Systems (S1PR1–3) potenzielle Ziele für aAb darstellen und sich bei SSc und SSc-PAH höhere Prävalenzen nachweisen lassen. METHODEN: In vitro Assays für die Detektion von S1PR-aAb wurden konzipiert. Hierfür wurden Fusionsproteine aus S1PR und Luciferase (S1PR-Luc) als Reporter kloniert. Nach Inkubation der Humanseren mit S1PR-Luc folgte die Immunpräzipitation mittels Protein-A-Sepharose und die Bestimmung des Luciferasesignals. Je nach Höhe des Signals schlossen wir auf die Konzentration von spezifischen S1PR-aAb im Serum. Wir verglichen eine SSc Kohorte (n=158, 58 mit SSc-PAH) mit einer gesunden Kontrollgruppe (n=333). Eine weitere Kohorte von Patient:innen mit autoimmunen und kardiovaskulären Erkrankungen wurde auf die Prävalenz von S1PR-aAb untersucht. ERGEBNISSE: Die neuen Assays wurden durch kommerzielle S1PR-Antikörper validiert. Die Signale waren spezifisch und nach multiplen Gefrier-und-Auftau-Zyklen der Serumproben ausreichend stabil. In der Kontrollgruppe reichten Prävalenzen von 2,7% für S1PR1-aAb und 3,6% für S1PR2-aAb bis hin zu 8,3% für S1PR3-aAb. In der SSc Kohorte zeigten sich signifikant höhere Prävalenzen von S1PR1-aAb (17,1%), S1PR2-aAb (19,0%) und S1PR3-aAb (21,5%), (p<0,0001). Bei Patient:innen mit SSc-PAH waren die Prävalenzen für aAb gegen den S1PR2 mit 25,9% und den S1PR3 mit 27,6% erhöht (versus SSc w/o PAH, p>0,05). Es konnte weiterhin eine Assoziation von Lungenfibrose und S1PR2-aAb und S1PR3-aAb gezeigt werden (versus SSc w/o PAH, p>0,05). Weiterhin konnte bei autoimmunen und kardiovaskulären Erkrankun-gen eine erhöhte Prävalenz von aAb vornehmlich gegen S1PR2–3 festgestellt wer-den. FAZIT: In dieser explorativen Querschnittsstudie wurde erstmalig das Vorkommen von natürlichen Antikörpern gegen die humanen S1PR1–3 beschrieben. Gemäß unserer Hypothese zeigte sich ein Zusammenhang von S1PR2–3 aAb Prävalenz und SSc so-wie SSc-PAH. Longitudinale Studien und molekulare Analysen der aAb sind nötig, um die Rolle in der Pathogenese von SSc und PAH weiter aufzuschlüsseln.

CONTEXT: Cardiovascular disease remain the most frequent cause of death in our latitude. Besides so-called lifestyle diseases like the metabolic syndrome, less frequent entities as pulmonary hypertension (PH) belong to the group of cardiovascular disease as well. Due to elevated pressure in the pulmonary circulation, patients dis-cover dyspnea, syncopes and right heart failure. Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a subtype of PH and characterized by inflammation processes and remodel-ing of the pulmonary arteries. The presence of autoimmunity and autoantibodies (aAb) against GPCR is especially relevant in systemic sclerosis (SSc) associated PAH. A pathway linked to the development of PAH is the signaling via sphingosine-1-phosphate (S1P). S1P binds to specific GPCR, leading (besides effects on the immune system) to modulation of the vasculature and the pulmonary artery pressure (PAP). Here, we hypothesized that S1P-receptors of cardiovascular relevance (S1PR1–3) serve as potential targets for aAb and appear more frequent in SSc and SSc-PAH sub-jects. METHODS: In vitro assays for the detection of S1PR-aAb were developed. That for, whole protein S1PR sequences were fused in frame with luciferase as reporter. After incubation with human sera, receptor-antibody-complexes were precipitated with pro-tein-A-sepharose. Depending on the signal intensity, S1PR-aAb concentrations were assumed. Here, we compared a cohort of SSc patietns (n=158, 58 with SSc-PAH) with a healthy cohort (n=333). In another cohort, prevalence of S1PR-aAb was determined for patients with autoimmune or cardiovascular diseases. RESULTS: The novel assays were validated through commercial S1PR antibodies. In a dilution series, they showed dose-dependent and receptor specific signals. Signal stability was proven by multiple freeze-and-thaw-cycles of sera samples. In the healthy cohort, prevalence of S1PR1-aAb was 2.7%; 3.6% for S1PR2-aAb and 8.3% for S1PR3-aAb. We saw higher prevalence in the SSc cohort, starting from 17.1% positivi-ty in the S1PR1-assay, 19.0% for S1PR2 and 21.5% for S1PR3 (p< 0.0001). In the subgroup of patients with SSc-PAH, prevalence was further elevated with 25.9% for S1PR2-aAb and 27.6% for S1PR3-aAb (versus SSc w/o PAH, p>0.05). In the sub-group-analysis, an association of interstitial lung disease and S1PR2-aAb positivity and S1PR3-aAb was seen (versus SSc w/o PAH, p>0.05). There was also a tendency of higher prevalence of aAb against predominantly S1PR2–3 in autoimmune and car-diovascular disease. CONCLUSION: In this explorative, cross-sectional study, we described the presence of antibodies directed against human S1PR1–3 for the first time. In line with our hypothe-sis, our results impose a connection between prevalence of S1PR-aAb and SSc and SSc-PAH in particular. Nevertheless, longitudinal studies and molecular analyses of the aAb are needed to determine their potential role in the pathophysiology of SSc and PAH.