Advanced

Primary Sjögren's Syndrome: Studies of DNA damage responses and autoantibodies

Henriksson, Gunnel LU (2001)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Sjögrens syndrom är en autoimmun sjukdom, vilket betyder att immunsystemet felreagerar och angriper kroppens egen vävnad. Nittio procent av dem som får diagnosen är kvinnor, av vilka de flesta är mellan 40 och 60 år. Vid Sjögrens syndrom, som tillhör en av våra vanligaste reumatiska sjukdomar, är det framförallt tår- och spottkörtlar som angrips och blir inflammerade. Detta leder i sin tur till nedsatt produktion av tårvätska och saliv, vilket kan medföra betydande obehag och komplikationer i form av ögoninfektioner och svåra kariesproblem. Inflammationen kan dessutom drabba ett flertal andra organ och vävnader, och därmed ge upphov till ett brett spektrum av symtom som t.ex smärta och svullnad i... (More)
Popular Abstract in Swedish

Sjögrens syndrom är en autoimmun sjukdom, vilket betyder att immunsystemet felreagerar och angriper kroppens egen vävnad. Nittio procent av dem som får diagnosen är kvinnor, av vilka de flesta är mellan 40 och 60 år. Vid Sjögrens syndrom, som tillhör en av våra vanligaste reumatiska sjukdomar, är det framförallt tår- och spottkörtlar som angrips och blir inflammerade. Detta leder i sin tur till nedsatt produktion av tårvätska och saliv, vilket kan medföra betydande obehag och komplikationer i form av ögoninfektioner och svåra kariesproblem. Inflammationen kan dessutom drabba ett flertal andra organ och vävnader, och därmed ge upphov till ett brett spektrum av symtom som t.ex smärta och svullnad i leder och muskler, luftvägsproblem samt en uttalad trötthetskänsla. Syndromet kan förekomma separat (primärt Sjögrens syndrom) eller tillsammans med andra reumatiska sjukdomar (sekundärt Sjögrens syndrom). Frågan varför Sjögrens syndrom uppkommer har ännu inget klart svar och sjukdomen går i dagsläget inte att bota. Behandlingen är istället inriktad på att lindra de olika symtomen med bl.a tår- och saliversättningsmedel.



Ett utmärkande drag för primärt Sjögrens syndrom och andra reumatiska systemsjukdomar är produktionen av antinukleära antikroppar, dvs. antikroppar som huvudsakligen är riktade mot normalt förekommande komponenter i cellkärnan. De flesta av dess komponenter har visat sig vara nukleinsyror, proteiner eller komplex av dessa, ofta med en viktig biologisk funktion. Vilken roll dessa antikroppar har för uppkomsten av primärt Sjögrens syndrom är dock inte känt.



Studierna i denna avhandling initierades av tanken att de antinukleära antikropparna speglar någon ännu okänd förändring i de proteiner de är riktade mot och att denna förändring i sin tur skulle kunna leda till en avvikande funktion hos proteinerna. Många av dessa proteiner deltar i processer där DNA-molekylerna som bygger upp våra arvsanlag bearbetas på olika sätt, t.ex i samband med reparationen av skador i DNA-molekylerna och vid omlagringen av antikroppsgenerna. Syftet med studierna var således att undersöka om avvikelser i denna typ av processer förekommer vid primärt Sjögrens syndrom.



Initialt undersöktes B-cellers (celler som kan tillverka antikroppar) förmåga att reparera skador i en ringsluten DNA-molekyl, s.k plasmid. Vid denna reparation sker det normalt misstag varför stabila förändringar (mutationer) uppkommer i plasmidens DNA-sekvens. Det framkom att de plasmider som reparerats av B-celler från Sjögren-patienter hade en lägre frekvens av s.k multipla punktmutationer än de plasmider som reparerats av B-celler från friska individer.



Den följande studien inriktade sig på de DNA-bindande proteiner som produceras i lymfocyter (vita blodkroppar) efter att dessa celler utsatts för ett DNA-skadande ämne. Resultaten visade att lymfocyter från Sjögren-patienter som svar på DNA-skadan producerade ett avvikande mönster av DNA-bindande proteiner jämfört med lymfocyter från friska personer. En del Sjögren-patienter hade dessutom antikroppar riktade mot sådana cellulära proteiner som bildats till följd av DNA-skadan.



För att närmare belysa Sjögren-cellens svar på DNA-skada genomfördes en studie av DNA-beroende protein kinas (DNA-PK), p53 fosforylering och cellcykel progression. Enzymkomplexet DNA-PK, som deltar vid såväl reparationen av DNA-skador som vid omlagringen av antikroppsgenerna, har förmåga att fosforylera (aktivera) p53 proteinet. Aktiveringen av detta protein gör det möjligt för cellen att stanna upp i sin cellcykel (tillväxtcykel) och därmed få tid att reparera en uppkommen DNA-skada. DNA-PK aktiviteten uppmättes i T-lymfocyter från Sjögren-patienter och friska individer, men ingen signifikant skillnad framkom. DNA-skadade lymfocyter från Sjögren-patienter med autoantikroppar mot de intracellulära komponenter som benämns SS-A och SS-B, uppvisade däremot både en ökad förmåga att fosforylera ett p53 fragment och ett förlängt uppehåll i cellcykeln.



Vid primärt Sjögrens syndrom finns en ökad risk för lymfkörtelcancer. Den vanligaste genetiska förändringen vid denna typ av cancer är en t(14;18) translokation, vilket innebär att två bitar av två olika kromosomer byter plats med varandra. Denna mutation anses orsakas av den grupp av enzymer (V(D)J-rekombinas) som normalt arrangerar om de gener från vilka våra antikroppar bildas. Lymfocyter från Sjögren-patienter med autoantikroppar mot SS-A/SS-B visade sig ha en lägre frekvens av t(14;18) translokationer än såväl friska individer som Sjögren-patienter som saknade dessa autoantikroppar.



T-hjälparceller (CD4-positiva T-lymfocyter) har förmåga att aktivera andra celltyper och har därmed en central funktion i immunsystemet. Ett mindre antal patienter med primärt Sjögrens syndrom har brist på CD4-positiva T-lymfocyter av okänd orsak. Ett ytterligare syfte med studierna var därför att undersöka om Sjögren-patienter har antikroppar mot CD4-molekylen och om det i så fall föreligger något samband mellan dessa antikroppar och brist på CD4-positiva T-lymfocyter. Antikroppar riktade mot CD4 påvisades hos 12,6% av patienterna med primärt Sjögrens syndrom och 0,6% av de friska individerna. Däremot kunde inget samband påvisas mellan förekomst av dessa antikroppar och brist på CD4-positiva lymfocyter hos Sjögren-patienter.



Sammantaget visar resultaten att celler från patienter med primärt Sjögrens syndrom företer avvikelser i svaret på DNA-skada, vilket skulle kunna vara en bidragande faktor i sjukdomsprocessen. En ökad förståelse för de mekanismer som är involverade i primärt Sjögrens syndrom kan förhoppningsvis leda till utveckling av ny och förbättrad behandling av denna kroniska sjukdom. (Less)
Abstract
Primary Sjögren’s syndrome (SS) is a chronic autoimmune disease of unknown etiology. The disease primarily involves lachrymal and salivary glands, leading to dryness of the eyes and mouth, but a wide spectrum of exocrine and non-exocrine disease manifestations may be seen. A characteristic property of primary SS is the production of autoantibodies directed against intracellular, often DNA/RNA-modifying, proteins. The hypothesis initiating the present studies was that these autoantibodies reflect some alteration of the antigen, causing not only increased immunogenicity but possibly also abnormal DNA/RNA processing, for instance during repair of DNA damage. Accordingly, this thesis was conducted to explore whether an abnormal DNA damage... (More)
Primary Sjögren’s syndrome (SS) is a chronic autoimmune disease of unknown etiology. The disease primarily involves lachrymal and salivary glands, leading to dryness of the eyes and mouth, but a wide spectrum of exocrine and non-exocrine disease manifestations may be seen. A characteristic property of primary SS is the production of autoantibodies directed against intracellular, often DNA/RNA-modifying, proteins. The hypothesis initiating the present studies was that these autoantibodies reflect some alteration of the antigen, causing not only increased immunogenicity but possibly also abnormal DNA/RNA processing, for instance during repair of DNA damage. Accordingly, this thesis was conducted to explore whether an abnormal DNA damage response is involved in the pathogenesis of primary SS.



Initially, the mutations formed in a DNA-damaged shuttle vector plasmid repaired and replicated by SS B cell lines were found to include a reduced frequency of multiple point mutations. In a following study of DNA damage-inducible proteins it was observed that protein extracted from peripheral blood lymphocytes exposed to a DNA-damaging agent showed an aberrant DNA-binding pattern as well as autoantigenic reactivity with SS patient serum IgG.



DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) is a crucial component of both the DNA repair machinery and the V(D)J recombination process creating immune diversity. No significant difference in DNA-PK activity in T cell lines was found between primary SS patients and healthy individuals. In contrast, primary SS patients positive for SS-A/SS-B autoantibodies displayed both an enhanced capacity to phosphorylate a synthetic p53 peptide and an enhanced G1 cell cycle arrest in response to DNA damage. Furthermore, SS-A/SS-B positive primary SS patients also showed a reduced frequency of t(14;18) chromosomal translocations in blood lymphocytes, a mutation thought to be generated by V(D)J recombinase.



An additional aim was to investigate whether primary SS patients display antibodies against CD4, and if so, to determine whether a correlation exists between these antibodies and CD4+ T lymphocyte depletion. Anti-CD4 antibodies were detected in 12.6% of the patients and in 0.6% of the healthy individuals, however, no correlation was found between these antibodies and the CD4+ T lymphocytopenia seen in some SS patients.



In summary, the present thesis has documented DNA damage response abnormalities in primary SS cells which may be involved in the pathogenesis of this disease. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Professor Skogh, Thomas, Department of Rheumatology, Linköping University Hospital, Sweden
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
autoantibodies, 18), t(14, cell cycle, p53, DNA-PK, DNA-binding protein, hypermutation, Sjögren's syndrome, DNA damage, anti-CD4 antibodies, Microbiology, bacteriology, virology, mycology, Mikrobiologi, bakteriologi, virologi, mykologi
pages
122 pages
publisher
Department of Laboratory Medicine, Lund University
defense location
Patologiska Institutionens föreläsningssal, Universitetssjukhuset MAS, Malmö
defense date
2001-11-01 10:15
ISBN
91-628-4991-3
language
English
LU publication?
yes
id
4879304f-922e-405b-a92f-9f49b1b22a49 (old id 41948)
date added to LUP
2007-06-21 09:10:21
date last changed
2016-09-19 08:45:04
@phdthesis{4879304f-922e-405b-a92f-9f49b1b22a49,
  abstract     = {Primary Sjögren’s syndrome (SS) is a chronic autoimmune disease of unknown etiology. The disease primarily involves lachrymal and salivary glands, leading to dryness of the eyes and mouth, but a wide spectrum of exocrine and non-exocrine disease manifestations may be seen. A characteristic property of primary SS is the production of autoantibodies directed against intracellular, often DNA/RNA-modifying, proteins. The hypothesis initiating the present studies was that these autoantibodies reflect some alteration of the antigen, causing not only increased immunogenicity but possibly also abnormal DNA/RNA processing, for instance during repair of DNA damage. Accordingly, this thesis was conducted to explore whether an abnormal DNA damage response is involved in the pathogenesis of primary SS.<br/><br>
<br/><br>
Initially, the mutations formed in a DNA-damaged shuttle vector plasmid repaired and replicated by SS B cell lines were found to include a reduced frequency of multiple point mutations. In a following study of DNA damage-inducible proteins it was observed that protein extracted from peripheral blood lymphocytes exposed to a DNA-damaging agent showed an aberrant DNA-binding pattern as well as autoantigenic reactivity with SS patient serum IgG.<br/><br>
<br/><br>
DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) is a crucial component of both the DNA repair machinery and the V(D)J recombination process creating immune diversity. No significant difference in DNA-PK activity in T cell lines was found between primary SS patients and healthy individuals. In contrast, primary SS patients positive for SS-A/SS-B autoantibodies displayed both an enhanced capacity to phosphorylate a synthetic p53 peptide and an enhanced G1 cell cycle arrest in response to DNA damage. Furthermore, SS-A/SS-B positive primary SS patients also showed a reduced frequency of t(14;18) chromosomal translocations in blood lymphocytes, a mutation thought to be generated by V(D)J recombinase.<br/><br>
<br/><br>
An additional aim was to investigate whether primary SS patients display antibodies against CD4, and if so, to determine whether a correlation exists between these antibodies and CD4+ T lymphocyte depletion. Anti-CD4 antibodies were detected in 12.6% of the patients and in 0.6% of the healthy individuals, however, no correlation was found between these antibodies and the CD4+ T lymphocytopenia seen in some SS patients.<br/><br>
<br/><br>
In summary, the present thesis has documented DNA damage response abnormalities in primary SS cells which may be involved in the pathogenesis of this disease.},
  author       = {Henriksson, Gunnel},
  isbn         = {91-628-4991-3},
  keyword      = {autoantibodies,18),t(14,cell cycle,p53,DNA-PK,DNA-binding protein,hypermutation,Sjögren's syndrome,DNA damage,anti-CD4 antibodies,Microbiology,bacteriology,virology,mycology,Mikrobiologi,bakteriologi,virologi,mykologi},
  language     = {eng},
  pages        = {122},
  publisher    = {Department of Laboratory Medicine, Lund University},
  school       = {Lund University},
  title        = {Primary Sjögren's Syndrome: Studies of DNA damage responses and autoantibodies},
  year         = {2001},
}