Antigens and mechanisms of immune-mediated ecephaitis.L

Resumen

Introducción: La encefalitis autoimmune representa una nueva categoria de enfermedades immunomediadas del cerebro que estan mediadas por anticuerpos dirigidos contra receptores sinápticos, canales iónicos o proteinas neuronales de superfície. De entre todas las encefalitis consideradas idiopaticas, hay un subgrupo, probablemente immunomedidos, pendientes de ser identificadas. En los ultimos 11 años, 16 subtipos de encefalitis idiopaticas han sido identificadas como immunomediadas. La identificación de estas enfermedades es importante porque, aunque son potencialmente letales, son curables si se identifican rapid de nuevas en amente y se tratan. El estudio de estas enfermedades ha permitido el descubrimiento de nuevos mecanismos de alteración de la sinapsi medidados por anticuerpos que dan lugar a alteraciones de comportamiento y de memoria, epilepsia, movimientos anormales, o bajo nivel de consciencia. Objetivos: 1) Identificar pacientes con encefalitis de etiologia desconocida, pero con caracteristicas clinicas y paraclinicas que sugieren una causa immunomedidada; 2) Caracterizar nuevos autoanticuerpos asociados a estos trastornos asi como las dianas antigenicas, y desarrollar pruebas diagnosticas inequivocas, y 3) determinar en modelos animales como los autoanticuerpos alteran el nivel y funcion de de los antigenos neuronales sinápticos (NMDAR y LGI1). Metodos: Se usaron secciones de cerebro de rata y cultivos primarios de neuronas hipocampales de rata para la identificación de nuevos anticuerpos contra proteinas neuronales en muestras de suero y liquido cefaloraquideo (LCR) de pacientes. Para la detección de los anticuerpos se usó immunohistoquimica, immunocitoquimica de neuronas y en células HEK293 transfectadas. El aislamiento de nuevos antigeno diana se hizo mediante la immunoprecipitacion de proteinas de superficie neuronal con anticuerpos de los pacientes, y posterior caracterización por espectometria de masas. Para determinar el efecto patogenico de los anticuerpos de los pacientes, durante 14 dias los ratones fueron expuestos de manera cerebroventricular a los anticuerpos mediante la implantación subcutanea de bombas osmoticas, y posteriormente se analizó el efecto sobre las dianas antigenicas asi como alteraciones de comportamiento y memoria. Para ello, se usaron tecnicas de microscopia confocal cuantitativa de los niveles de antigenos sinápticos, immunoprecipitación de los anticuerpos unidos al tejido cerebral, immunoblot de las proteinas precipitadas, electrofisiologia en secciones de cerebro de raton, y una bateria de pruebas de comportamiento estandarizadas. Todos los estudios se realizaron en dias determinados de exposición a los anticuerpos (fase de la enfermedad), asi como después de la infusión (fase de recuperación). Resultados: (1) Se identificaron dos nuevas encefalitis autoimmunes: encefalitis anti-GABAaR y encefalitis anti-neurexin-3α. La encefalitis anti-GABAaR puede afectar niños y adultos, esta asociada con crisis epilepticas y anormalidades en la resonancia magnetica del cerebro, y es tratable con immunoterapia. En algunos pacientes la respuesta immune se desencadena por la presencia de un tumor. La encefalitis anti-neurexin-3α manifiesta con un sindrome menos distintivo, a menudo se asocia con crisis epilepticas y tambien es tratable con immunoterapia. No se ha identificado asociacion tumoral. (2) La diana antigenica de los anticuerpos de la encefalitis anti-GABAaR se encuentra principalmente en las subunidades 1 y β3, y menos frecuentemente en la subunidad γ2. Mientras que las subunidades 1 y β3 son relevantes para la enfermedad, la presencia de anticuerpos adicionales contra γ2 no modifica el fenotipo de la enfermedad. Los anticuerpos anti-GABAaR producen una disminución de los niveles de GABAaR totales y sinapticos, apoyando su patogenicidad. (3) La immunoprecipitación de la diana antigenica de pacientes con encefalitis anti-neurexin-3α demostró que los epitopos estan localizados en la subunidad 3, y no en su ligando postsinaptico LRRTM2. Estos autoanticuerpos causan una reducción del numero total de sinapsis asi como de la proteina presinaptica Bassoon, y de la postsinaptica Homer1, apoyando su patogenicidad. (4) La expresion recombinante de las subunidades antigenicas en celulas HEK293, pueden ser usadas como prueba diagnostica para identificar pacientes con estas encefalitis autoimmunes. (5) La infusión de anticuerpos NMDAR en el sistema cerebroventricular de ratones causa problemas de memoria, anhedonia, y comportamientos depresivos. Los anticuerpos infusionados se unen especificamente a los receptores NMDA del cerebro y provocan la disminución de la densidad de dichos receptores a nivel sinaptico y extrasinaptico. Estos efectos son reversibles despues de la suspension de la infusion de anticuerpos. (6) La administracion de ephrin-B2 antagoniza el efecto patogenico de los anticuerpos contra NMDAR de los pacientes, incluyendo los efectos de memoria, depresion, densidad de receptores NMDA y EphB2, y plasticidad sinaptica a largo plazo, pudiendo ser usado como estrategia terapeutica. (7) Los anticuerpos de los pacientes con encefalitis anti-LGI1 impiden la unión entre la proteina neuronal secretada LGI1 y la proteina presinaptica ADAM23 y la postsinaptica ADAM22. (8) La infusión de anticuerpos de los pacientes contra LGI1 en el sistema cerebroventricular de los ratones causa problemas de memoria, asi como disminución de los niveles de canales de potasio Kv1.1 presinapticos y de receptores AMPA postsinapticos. Estos efectos se asocian a una alteración de la plasticidad sinaptica e incremento de excitabilidad neuronal, de manera similar a los modelos de depleción genetica de LGI1. Conclusiones: (1) Las encefalitis Anti-GABAaR y anti-neurexin-3α encephalitis son dos nuevas formas de encefalitis mediadas por anticuerpos. Hay evidencia que sostiene que estos anticuerpos son patogenicos, apoyando el concepto de que hay encefalitis sin caracterizar dentro de las muchas formas de encefalitis de causa desconocida. (2) La precipitación del antigeno neuronal es una estrategia excelente para aislar y caracterizar antigenos relevantes para la enfermedad, y poder desarrollar pruebas de detección. (3) Estos estudios han contribuido a desarrollar dos modelos animales de infusión de anticuerpos de encefalitis autoimmunes (NMDAR, LGI1) y a descubrir los cambios subyacentes mediados por anticuerpos en la función sináptica y la plasticidad. Los dos modelos cumplen con los criterios de Witebsky para enfermedades immunomediadas, y proporcionan la base para modelar otros trastornos neurológicos mediados por anticuerpos.