Vascular Biology in Coeliac Disease - Role of Disease-Specific Autoantibodies

TamPub

Kuvailutiedot

dc.contributor.author Myrsky, Essi -
dc.date.accessioned 2012-12-03T12:07:28Z
dc.date.available 2012-12-03T12:07:28Z
dc.date.issued 2010 -
dc.identifier.isbn 978-951-44-8117-8 -
dc.identifier.uri http://tampub.uta.fi/handle/10024/66626
dc.description.abstract Keliakia on autoimmuunivälitteinen sairaus, johon liittyy perinnöllinen alttius. Vehnän, ohran ja rukiin gluteenin prolamiinit aiheuttavat keliaakikon ohutsuolen limakalvolla immuunivasteen, mikä johtaa tulehdusreaktioon sekä asteittain etenevään limakalvovaurioon. Keliakiassa immuunipuolustuksen toiminnan tuloksena muodostuu autovasta-aineita, jotka ovat pääosin kudostransglutaminaasia (TG2) vastaan. Vasta-aineita on keliaakikon seerumissa, mutta lisäksi ne sitoutuvat ohutsuolen limakalvolla TG2:een muodostaen vasta-ainekertymiä tyvikalvon alle ja verisuonten ympärille. Keliakian autovasta-ainekertymät ovat biologisesti aktiivisia. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, onko ohutsuolen limakalvon verisuonitus muuttunut hoitamattomassa keliakiassa. Lisäksi tutkittiin keliakian autovasta-aineiden vaikutuksia angiogeneesiin ja endoteelisolujen toimintaan soluviljelyolosuhteissa. Tässä tutkimuksessa osoitettiin, että hoitamattomassa keliakiassa ohutsuolen nukkalisäkkeissä suonitusta oli vähemmän ja hiussuonikeräset puuttuivat kokonaan. Verisuonten seinämässä endoteelia ympäröivän erilaistuneen sileän lihaksen määrä oli alentunut. Muutokset olivat selvästi gluteenista riippuvaisia, sillä verisuonitus normalisoitui gluteenittomalla ruokavaliolla. Soluviljelyolosuhteissa hoitamattomien keliaakikoiden autovasta-aineet häiritsivät merkittävästi angiogeneesiä eli endoteeli- ja mesenkyymisolujen kapillaarirakenteiden muodostus ja liikkumiskyky olivat huomattavasti alentuneet. Keliakiapotilaiden autovasta-aineet ja monoklonaaliset TG2-vasta-aineet häiritsivät huomattavasti kapillaarirakenteiden muodostusta myös kolmiuloitteisessa soluviljelymallissa. Lisäksi keliakian autovasta-aineiden osoitettiin soluviljelymallissa lisäävän endoteelisolukerroksen läpäisevyyttä sekä makromolekyyleille että lymfosyyteille ja lisäävän lymfosyyttien kiinnittymistä endoteeliin. Elävillä soluilla suoritetut entsyymi-immunologiset määritykset osoittivat, että sekä keliaakikon autovasta-aineet että monoklonaaliset TG2-vasta-aineet lisäsivät merkittävästi endoteelissä olevan TG2:n transamidaatioaktiivisuutta. Kohonneen TG2-aktiivisuudeen havaittiin olevan käänteisesti verrannollinen vasta-aineiden aiheuttamaan alentuneeseen kapillaarirakenteiden muodostukseen ja olevan taustalla myös endoteelin toiminnallisessa muutoksessa. Vasta-aineet lisäsivät myös RhoA:n, mm. leukosyyttien transmigraatioon osallistuvan signalointiproteiinin, aktiivisuutta endoteelisoluissa. Tutkimuksessa löydetty gluteenin aiheuttama muutos keliakiapotilaan ohutsuolen limakalvon verisuonituksessa saattaa johtaa siihen, että muuttunut suonitus ei tarjoa tarvittavaa tukea ohutsuolen nukkalisäkkeille ja näin edistää limakalvovaurion syntyä. Mikäli gluteenille altistumisen seurauksena tuotetut keliakian TG2-spesifiset autovasta-ainekertymät ohutsuolen limakalvon verisuonten ympärillä häiritsisivät angiogeneesiä, ne voisivat osittain aiheuttaa havaitun muutoksen verisuonituksessa. Mikäli autovasta-aineet häiritsisivät endoteelin toimintaa läpäisyesteenä, ne voisivat edistää makromolekyylien ja lymfosyyttien pääsyä verenkierrosta tulehdusalueelle edistäen ja ylläpitäen näin kudosvauriota. fi
dc.description.abstract Coeliac disease is an autoimmune-mediated disorder triggered by dietary gluten in individuals with genetic susceptibility. In this condition gluten triggers both innate and adaptive immune responses, and leads to small-intestinal mucosal inflammation, crypt hyperplasia and villous atrophy. Coeliac disease is a systemic disorder, since it also manifests itself extra-intestinally, and is associated with a number of complications. A unique characteristic for coeliac disease among the enteropathies is the production of autoantibodies targeted mainly against transglutaminase 2 (TG2). These autoantibodies are found in patients circulation, but also bound to extracellular TG2 below the epithelial basement membrane and around capillaries in the small-intestinal mucosa and in various coeliac disease-affected extra-intestinal organs. These deposits have been shown to evince biological activity. Furthermore, TG2-targeted autoantibodies have several biological effects in vitro. In the present study it was shown that the overall architecture of the small-bowel mucosal vasculature is altered, capillary tufts are absent, and both the number and the maturity of the vessels are decreased in the coeliac disease-affected small-intestinal mucosa. This deterioration is clearly gluten-dependent, since after a one-year gluten-free diet the vascular architecture normalised and TG2-targeted small-bowel mucosal autoantibody deposits diminished. Since TG2 has a role in vascular biology, the possible effects of coeliac autoantibodies on angiogenesis were studied in vitro with vascular endothelial and mesenchymal cells. The results obtained show that patient serum-derived affinity-purified autoantibodies interfere significantly with several steps in angiogenesis, including endothelial and mesenchymal tubule formation and migration. The coeliac autoantibodies and recombinant patient-derived TG2-specific antibodies also reduced endothelial branching in a three-dimensional cell culture model. It was demonstrated that coeliac disease-specific autoantibodies in vitro increase endothelial permeability to macromolecules and lymphocytes and enhance lymphocyte adhesion on the endothelium. Live cell enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA) showed that in the presence of coeliac patient serum-derived affinity-purified autoantibodies or recombinant TG2-targeted antibodies, TG2 transamidating activity was significantly increased. Moreover, the TG2 enzymatic activity correlated inversely with tubule length in the presence of coeliac antibodies. In vitro the autoantibody-induced altered TG2 activity seemed to be involved in disturbed endothelial function in the presence of coeliac autoantibodies, since pretreatment of the endothelial cultures with TG2 inhibitor could restore the barrier function and diminish lymphocyte adhesion to the endothelium. In addition, coeliac autoantibodies were found to increase in vitro activity of ras homology gene family member A (RhoA), signaling protein involved e.g. in leukocyte transmigration. It was demonstrated that inactivation of RhoA restored endothelial function and also reduced lymphocyte adhesion to endothelial cells, suggesting that patient autoantibodies might exert their function partially through the RhoA signaling pathway. To conclude, the observed distruption of the mucosal vessel network in untreated coeliac disease could lead to lack of mechanical support to the villi, thus contributing to the formation of mucosal lesion. If gluten-triggered coeliac patient autoantibodies could also exert anti-angiogenic effects in vivo, the various vascular alterations seen in the active state of coeliac disease could be explained by insufficient angiogenesis due to mucosal TG2-specific IgA deposits. Moreover, if coeliac autoantibodies are able to induce endothelial barrier dysfunction and lymphocyte adhesion on the endothelium, they might in vivo enhance macromolecule and lymphocyte infiltration from the circulation to the small-intestinal mucosa, and thus have a role in the development and maintenance of the mucosal lesion. en
dc.language.iso en -
dc.publisher Tampere University Press -
dc.relation.isformatof 978-951-44-8116-1 -
dc.subject keliakia -
dc.subject autovasta-aineet -
dc.subject kudostransglutaminaasi -
dc.subject verisuonibiologia -
dc.subject coeliac disease -
dc.subject autoantibodies -
dc.subject transglutaminase 2 -
dc.subject vascular biology -
dc.title Vascular Biology in Coeliac Disease - Role of Disease-Specific Autoantibodies -
dc.type.ontasot fi=Väitöskirja | en=Doctoral dissertation| -
dc.identifier.urn urn:isbn:978-951-44-8117-8 -
dc.relation.numberinseries 1532 -
dc.seriesname Acta Universitatis Tamperensis -
dc.oldstats 205 -
dc.seriesname.electronic Acta Electronica Universitatis Tamperensis -
dc.relation.numberinserieselectronic 972 -
dc.publisher.electronic Tampere University Press -
dc.subject.study fi=Sisätautioppi/solubiologia | en=Internal Medicine/CellBiology| -
dc.date.dissertation 2010-06-18 -
dc.onsale 1 -
dc.faculty fi=Lääketieteellinen tiedekunta | en=Faculty of Medicine| -
dc.department fi=Lääketieteen laitos | en=Medical School| -

Viite kuuluu kokoelmiin:

Kuvailutiedot