University of Oulu

Autoantibodies binding citrullinated type I and II collagens in rheumatoid arthritis

Saved in:
Author: Koivula, Marja-Kaisa
Organizations: University of Oulu, Faculty of Medicine, Department of Clinical Chemistry
Format: eBook
Online Access: PDF Full Text (PDF, 1.2 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9514281101
Language: English
Published: 2006
Publish Date: 2006-05-30
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic Dissertation to be presented with the assent of the Faculty of Medicine, University of Oulu, for public discussion in the Auditorium 9 of Oulu University Hospital, on June 9th, 2006, at 12 noon
Reviewer: Docent Reijo Luukkainen
Docent Ale Närvänen
Description:

Abstract

Rheumatoid arthritis (RA) is a systemic autoimmune disease with symmetrical articular manifestations. The etiology of the disease is unknown. The prevalence of RA is approximately 0.5–1.0% in adults. In Finland, the annual incidence is 39/100 000. RA is about three times more common in females than in males. Most commonly the disease affects first the joints of feet and fingers. Chronic inflammation leads to erosions of cartilage, bone and tendons and may destroy the whole joint. The diagnosis of RA is mainly based on the clinical features of the disease. The American College of Rheumatology (ACR) 1987 revised classification criteria of RA have commonly been used for diagnosis. No specific diagnostic test is available. Rheumatoid factor (RF) has traditionally been used in the diagnosis, but only 70 to 80% of RA patients have RF in their serum. Other antibodies found in RA are the antiperinuclear factor (APF), the anti-keratin antibody (AKA) and the antibodies to cyclic citrullinated peptide (CCP), which recognize the citrulline-containing antigenic filaggrin protein. Citrulline is an amino acid that is post-translationally formed from arginine by peptidylarginine deiminase enzymes (PADs). Autoantibodies to citrullinated proteins are more specific for RA than RF. There is no filaggrin in joints, which indicates that the autoantibodies reacting with this protein most probably only reflect immunological cross-reaction. It has been postulated that autoimmunity against collagens might be involved in the pathogenesis of RA. There are antibodies binding to collagen in cartilage (type II collagen) and in bone (type I collagen). They have been tested by using collagen preparations rendered soluble by pepsin digestion. This digestion removes the carboxyterminal (C-terminal) telopeptides of collagen.

Autoantibodies to the C-telopeptides of type I and II collagens were studied in this doctoral research. Autoantibodies to the citrullinated C-telopeptides of type I and II collagens were found in the serum of patients with RA. ELISA, CLIA and inhibition ELISA were used to detect these autoantibodies. Automatic CLIA gives a more than twofold number of positive findings compared to previous ELISA. Currently the best method for the detection of these autoantibodies is inhibition ELISA. These autoantibodies are specific for citrulline in the peptide sequence. Autoantibodies that bind the normal C-telopeptides of type I and II collagens were not inhibited by soluble normal or citrullinated telopeptides. However, the antibodies that bind only citrullinated telopeptides could be inhibited by corresponding citrullinated telopeptides. Autoantibodies binding the citrullinated telopeptides of type II collagen and anti-CCP predict synergistically the development of seropositive RA.


Tiivistelmä

Nivelreuma (arthritis rheumatoides) on krooninen autoimmuunisairaus, jonka aiheuttajaa ei tunneta. Nivelreuman esiintyvyys aikuisilla on 0.5–1.0 prosenttia. Siihen sairastuu vuosittain 39/100 000 suomalaista aikuista. Naiset sairastavat nivelreumaa kolme kertaa yleisemmin kuin miehet. Sairaus alkaa tavallisesti päkiöistä ja sormien nivelistä. Nivelreuma aiheuttaa ruston, luun ja nivelsiteiden syöpymistä ja voi lopulta tuhota koko nivelen.

Nivelreuman diagnoosi perustuu pääasiassa taudin kliinisiin piirteisiin. Yhdysvaltain reumajärjestön (American College of Rheumatology, ACR) vuonna 1987 esittämät luokittelukriteerit ovat yleisesti käytössä. Taudin toteamiseen ei ole spesifistä laboratoriotestiä. Perinteisesti käytettyä reumatekijää esiintyy 70–80 prosentilla potilaista. Muita nivelreumapotilaan seerumista esiintyviä vasta-aineita ovat antiperinukleriaaritekijä (APF), keratiinivasta-aineet (AKA) ja vasta-aineet sykliseen sitrullinisoituneeseen peptidiin (CCP). Sitrulliini on aminohappo, jonka peptidyyliarginiini deiminaasi -entsyymit (PAD) ovat muokanneet arginiinista posttranslationaalisesti. Sitrullinisoituneiden proteiinien autovasta-aineet ovat spesifisempiä nivelreumassa kuin reumatekijä. Nivelissä ei ole filaggriinia, mikä viittaa siihen, että todetut vasta-aineet perustuvat immunologiseen ristireaktioon. On epäilty, että nivelreuman patogeneesiin voisi liittyä autoimmuniteettia kollageeniin. Aiemmin tutkitut luun ja ruston (tyypin I ja II) kollageenivasta-aineet eivät ole olleet sitrullinisoituneita. Autovasta-ainetesteissä on käytetty pepsiinidigestiota, jolla kollageeni on saatu liukoiseksi. Pepsiinidigestio tuhoaa kuitenkin kollageenin karboksyyliterminaaliset (C-terminal) telopeptidit.

Tässä väitöskirjatutkimuksessa tutkittiin tyypin I ja II kollageenien C-telopeptidejä. Nivelreumapotilaiden seerumissa todettiin autovasta-aineita, jotka sitoutuvat sitrullinisoituneisiin tyypin I ja II kollageeneihin. Todettuja vasta-aineita voidaan osoittaa ELISA-, CLIA- ja inhibitio-ELISA-menetelmillä. Automaattisella CLIA:lla saadaan kaksi kertaa enemmän positiivisia löydöksiä kuin aiemmin kehitetyllä ELISA:lla. Tällä hetkellä paras menetelmä näiden autovasta-aineiden osoittamiseen on inhibitio-ELISA. Todetut vasta-aineet ovat spesifisiä peptidin sekvenssissä olevaan sitrulliiniin. Vasta-aineita, jotka sitoutuvat normaaliin tyypin I ja II kollageenien C-telopeptidiin, ei voida inhiboida liukoisella normaalilla eikä sitrullinoidulla telopeptidillä. Kuitenkin vasta-aineita, jotka sitoutuvat vain sitrullinisoituihin telopeptideihin, voidaan inhiboida vastaavalla liukoisella sitrullinisoidulla telopeptidillä. Autovasta-aineet, jotka sitoutuvat samanaikaisesti sitrullinisoituneeseen tyypin II kollageenin C-telopeptidiin ja anti-CCP:hen ennustavat seropositiivista nivelreumaa.


Series: Acta Universitatis Ouluensis. D, Medica
ISSN-E: 1796-2234
ISBN: 951-42-8110-1
ISBN Print: 951-42-8109-8
Issue: 881
Subjects:
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.