Frontiers in Immunology

Acest punct de vedere este organizat în jurul a două figuri tabelate, una rezumând descoperirile privind autoanticorpii (AB) NMDAR1 și integrându-le într-un model explicativ (Figura 1), iar cealaltă încercând să ofere recomandări clare pentru procesul de decizie clinică privind tratamentul imunosupresor pe baza stadiului actual al cunoștințelor (Figura 2).

Vă rugăm să rețineți că noua nomenclatură GluN1 pentru NMDAR1/NR1 nu este luată în considerare aici pentru consecvență cu cea mai mare parte a literaturii respective revizuite.

Receptorii NMDAR în creier și periferie

Receptorii N-metil-d-aspartat (NMDAR) sunt canale ionice cu deschidere la glutamat, exprimate abundent în creierul mamiferelor (1). Aceștia formează heteromeri de subunități NR1, NR2 și NR3, NR1 fiind singurul partener obligatoriu. NMDAR sunt esențiale pentru reglarea funcției neuronale/sinapsei și sunt, de asemenea, exprimate de tipuri de celule neuronale din creier, cum ar fi astrocitele, oligodendrocitele sau celulele endoteliale (2-5). În plus, a fost raportată o expresie periferică, de exemplu, în tractul gastrointestinal sau în celulele imune (6).

Encefalita anti-NMDAR

Autoanticorpii din clasa imunoglobulinei G (IgG) îndreptați împotriva NMDAR1 au fost inițial legați de o afecțiune numită „encefalită anti-NMDAR” (7-10). În 2007, Dalmau și colegii săi au descris pentru prima dată un sindrom paraneoplazic, pe baza a 12 femei cu teratom ovarian, purtătoare de IgG AB împotriva subunităților NMDAR NR1/2. Sindromul a constat, în mod variabil, în psihoză, declin cognitiv, crize epileptice, dischinezie, scăderea stării de conștiență și instabilitate autonomă. Autorii au raportat în numeroase publicații ulterioare, pe baza unui număr din ce în ce mai mare de persoane cu encefalită anti-NMDAR, titruri serice și de lichid cefalorahidian (LCR) ridicate de NMDAR1-AB din clasa IgG în această afecțiune, precum și un răspuns frecvent favorabil la terapia imunosupresoare (7-10). Ca mecanism fiziopatologic aferent sindromului, a fost sugerată scăderea indusă de NMDAR1-AB a curenților mediați de NMDAR, din cauza internalizării crescute a receptorului și, prin urmare, a reducerii expresiei de suprafață (11). Cu toate acestea, timp de mai mulți ani, subiecții sănătoși nici măcar nu au fost investigați într-un număr apreciabil pentru seroprevalența NMDAR1-AB. Cu toate acestea, prezența NMDAR1-AB din clasa IgG în ser (nu numai în LCR) a fost și încă se pretinde că este specifică bolii (7-10), provocând o anumită confuzie în literatura de specialitate și, din păcate, și în practica clinică.

Sindromuri care amintesc de antagonismul NMDAR1

Din moment ce s-a emis ipoteza că hipofuncția NMDAR ar fi un mecanism central în schizofrenie, datorită inducerii simptomelor psihotice de către antagoniști (12, 13), în urmă cu câțiva ani s-a pus întrebarea dacă o subpopulație de subiecți schizofrenici ar putea fi cazuri de encefalită anti-NMDAR trecute cu vederea anterior. Până în prezent, literatura de specialitate – în cea mai mare parte bazată pe eșantioane de dimensiuni mici și în urma afirmației inițiale privind „specificitatea bolii a NMDAR1-AB din clasa IgG” – a dat rezultate discordante (14-20). În mod analog, alte condiții patologice, care amintesc, de asemenea, de antagonismul NMDAR, de exemplu, epilepsia sau demența, au fost investigate pentru prezența NMDAR1-AB. A apărut o avalanșă de publicații – multe dintre ele rapoarte de caz – care descriu asocieri ale NMDAR1-AB cu o mare varietate de sindroame. În cele din urmă, s-a raportat că NMDAR1-AB din alte clase de imunoglobuline (Ig) (IgM și IgA) au fost, de asemenea, asociate cu afecțiuni (17, 21-23). O întrebare interesantă care a rămas total deschisă până în prezent este dacă NMDAR1-AB poate duce, de asemenea, la „fenotipuri periferice”, având în vedere expresia NMDAR în organele și țesuturile periferice (6).

Distribuția egală a NMDAR1-AB serice în sănătate și boală

În mod neașteptat, o lucrare recentă a noastră și a altora pe împreună >5.000 de persoane a contestat „pretenția de specificitate a bolii” a oricărui NMDAR1-AB, demonstrând o seroprevalență de până la >20% a NMDAR1-AB în funcție de vârstă, inclusiv IgM, IgA și IgG, atât la subiecții sănătoși, cât și la cei bolnavi. În mod interesant, au fost căutate NMDAR1-AB din clasa IgE, dar nu au fost niciodată detectate (24). Bolile investigate în aceste studii cuprind afecțiuni neuropsihiatrice (schizofrenie, tulburări afective, boala Parkinson, scleroză laterală amiotrofică, boala Alzheimer, accident vascular cerebral, scleroză multiplă și tulburări de personalitate), precum și afecțiuni medicale generale, de exemplu, diabet sau hipertensiune arterială (24-28). De asemenea, intervalul de titru NMDAR1-AB în ser și distribuția claselor de Ig au fost comparabile în toate grupurile de boli investigate, precum și la persoanele sănătoase (24-28). Orice persoană în vârstă de 40 de ani are o șansă de ~10% și orice persoană în vârstă de 80 de ani are o șansă de ~20% de a prezenta seropozitivitate NMDAR1-AB (24).

Funcționalitatea NMDAR1-AB

Această descoperire surprinzătoare a ridicat întrebarea dacă aceste AB sunt toate funcționale. Deoarece pentru toate aceste determinări ale NMDAR1-AB au fost utilizate mozaicuri biochip și un test bazat pe celule, procedura standard clinică (HEK293T-celule transfectate cu NMDAR1 și AB secundare împotriva IgG, IgM sau IgA umane; Euroimmun, Lübeck, Germania), au fost utilizate pentru toate aceste determinări ale NMDAR1-AB (a se vedea, de asemenea, mai jos), a fost necesar să se efectueze teste suplimentare pentru a consolida și mai mult aceste constatări neașteptate prin dovedirea funcționalității AB. Aceste teste in vitro (toate efectuate cu seruri după precipitarea cu sulfat de amoniu a imunoglobulinelor și dializă) au dezvăluit efecte similare ale NMDAR1-AB – independent de clasa Ig – asupra internalizării receptorilor în neuronii umani derivați din IPSC, precum și în neuronii primari de șoarece. De asemenea, NMDAR1-AB din toate clasele de Ig a redus curenții provocați de glutamat în ovocitele Xenopus laevis care exprimă NR1-1b/NR2A (26, 28, 29). Studiile in vivo la șoarece și la om sugerează efecte comparabile ale NMDAR1-AB serice din toate clasele de Ig în ceea ce privește modularea funcțiilor cerebrale (a se vedea mai multe detalii mai jos).

Metode de detectare a AB – încă loc de îmbunătățire

O problemă încă nerezolvată care necesită standardizare este diversitatea metodelor aplicate pentru determinarea AB cu specificitate și sensibilitate diferite. În ceea ce privește NMDAR1-AB (unde avem cea mai solidă experiență proprie), testele pe bază de celule sunt cu siguranță metoda superioară de detectare a NMDAR1-AB, deoarece epitopii sunt expuși într-un mod natural pentru a permite AB să îi detecteze în mod specific. Dar chiar și aceste teste diferă, unii autori folosind celule vii transfectate în mod tranzitoriu, acceptând potențiala lor variabilitate și problemele de variație de la lot la lot, față de alții care folosesc celule fixate și permeabilizate care exprimă întreaga subunitate NMDAR1, permițând probabil o mai bună standardizare (Euroimmun). Acest ultim test este utilizat în prezent în întreaga lume pentru a diagnostica encefalita NMDAR1-AB. Pe baza propriei noastre experiențe cu acest test în asociere cu studiile de funcționalitate efectuate în paralel (internalizarea receptorului, electrofiziologie și studii in vivo), pare a fi cea mai fiabilă metodă în acest moment. Cu toate acestea, se recomandă cu tărie utilizarea acestui test în combinație cu AB secundare care sunt foarte specifice pentru diferitele clase de Ig (anti IgG uman, anti IgA uman și anti IgM uman), deoarece AB cu reacții încrucișate pot duce la concluzii greșite în ceea ce privește, de exemplu, prevalența AB IgG. Utilizarea secțiunilor de creier de șobolan, de șoarece, de om sau de maimuță pentru detectarea imunohistochimică a AB specifice poate fi o completare utilă care să ofere dovezi de susținere. În schimb, metoda ELISA tipică bazată pe peptide nu poate fi recomandată ca metodă de detectare a NMDAR1-AB, deoarece se pot obține multe rezultate fals-pozitive și/sau fals-negative din cauza expunerii nefirești (îndepărtate de poziția în membrana celulară) a epitopului. Aceste teste par a fi potrivite doar pentru analize de urmărire, de exemplu, determinarea evoluției titrului AB folosind o serie de probe de la același donator, diagnosticat anterior în mod clar ca seropozitiv prin testele celulare și funcționale.

Un rol decisiv al barierei hemato-encefalice (BBB) pentru relevanța sindromică

Întrebându-ne de ce atât de mulți purtători serici de NMDAR1-AB rămân sănătoși, am emis ipoteza că o BBB compromisă ar putea decide asupra semnificației lor fiziopatologice. În mod important, permeabilitatea îmbunătățită a BBB poate diferi la nivel regional, explicând astfel consecințele simptomatice variabile la nivel individual (30). Ca model animal, am studiat șoarecii ApoE-/-/- cu scurgeri cunoscute ale BBB în comparație cu partenerii de litieră de tip sălbatic (31). Injectarea intravenoasă de fracțiuni Ig purificate de la subiecți umani seropozitivi NMDAR-AB (IgM, IgG și IgA) a condus la modificări ale activității spontane în câmp deschis și la un răspuns hipersensibil (legat de psihoză) la MK-801 în câmp deschis exclusiv la șoarecii ApoE-/-/- (28). Explorând ulterior rolul unei BHE compromise și la oameni, am observat într-adevăr simptome neurologice mai severe la purtătorii de NMDAR1-AB (de orice clasă de Ig) cu antecedente de complicații la naștere sau neurotraumatisme, afecțiuni cu o probabilă scurgere cronică a BHE (28). În aceeași ordine de idei, am investigat purtătorii APOE4, deoarece haplotipul APOE4 a fost asociat cu o BBB permeabilă (32, 33). Am obținut primele indicii că NMDAR-AB poate spori iluziile de grandoare și mania la purtătorii APOE4 bolnavi din punct de vedere neuropsihiatric, care sunt apoi mai probabil diagnosticați ca fiind schizoafectivi (29). Un rol modificator al NMDAR1-AB circulant preexistent (din nou, din toate clasele) a fost, de asemenea, observat în accidentul vascular cerebral ischemic uman. La pacienții cu BBB intactă înainte de apariția insultei, NMDAR1-AB au fost protectori în ceea ce privește evoluția dimensiunii leziunii, în timp ce la purtătorii APOE4, NMDAR1-AB au fost asociate cu volume mai mari ale insultei (24). Aceste constatări subliniază faptul că nu numai gradul, ci și durata disfuncției BBB, acută versus cronică, poate juca un rol esențial în modelarea sindromului de către NMDAR1-AB.

Cerpul ca imunoprecipitator al NMDAR1-AB

NMDAR1-AB circulant al tuturor izotipurilor Ig a scăzut temporar după accidentul vascular cerebral (24). Acest lucru ne-a condus la ipoteza că țesutul cerebral cu NMDAR1 dens exprimat (accesibil după ruperea BBB) poate acționa ca o capcană pentru NMDAR1-AB circulant (25). Am abordat mai întâi întrebarea dacă NMDAR1-AB seric ar fi detectabil în LCR. Din N = 271 de subiecți de vârstă mijlocie (diagnosticați cu scleroză multiplă sau controale ale bolii) cu perechi LCR-serum disponibile, 26 au fost seropozitivi la NMDAR1-AB (ceea ce este în intervalul așteptat), dar, în mod remarcabil, doar 1 a fost pozitiv în LCR. În schimb, tetanus-AB (omniprezent datorită vaccinării obligatorii, dar care nu se leagă de țesutul cerebral) au fost prezenți în ser și LCR la toți subiecții, cu niveluri mai ridicate în LCR în cazul unei BBB compromise. Experimentele translaționale la șoareci au dovedit ipoteza conform căreia creierul acționează ca „imunoprecipitator”: injectarea simultană a IgG NMDAR1-AB și a unui „non-sens-AB” care nu se leagă de creier (IgG anti-GFP) a dus la o detectabilitate ridicată a primului doar în creier (mult mai pronunțată în cazul disfuncției BBB) și a celui de-al doilea doar în LCR (25). Aceste date pot ajuta la explicarea potențialelor consecințe simptomatice ale AB serice îndreptate împotriva antigenelor cerebrale. În timp ce permeabilitatea BHE are un rol major și ar trebui să fie evaluată în cazurile în care se suspectează relevanța patologică a NMDAR1-AB circulante, rezultatele negative în ceea ce privește titlurile AB în LCR nu pot exclude în mod automat efectele cerebrale.

Epitopi recunoscuți de NMDAR1-AB

Următoarea întrebare a fost dacă aceste NMDAR1-AB aparent funcționale în ansamblu ar recunoaște același epitop și dacă acest lucru ar putea explica potențial seroprevalența lor ridicată. Din nou, în mod neașteptat, cartografierea epitopică utilizând șapte construcții diferite de NMDAR1 a evidențiat recunoașterea de către serurile NMDAR1-AB-pozitive a diferiților epitopi, localizați în domeniul extracelular de legare a ligandului și în domeniul N-terminal (NTD), precum și în domeniul intracelular C-terminal și în domeniul porilor extra mari. Seropozitivitatea NMDAR1-AB a fost policlonală/polispecifică în jumătate din serurile investigate și probabil mono sau oligoclonală/oligospecifică (în principal IgG) în cealaltă jumătate. În general, nu a apărut niciun model special legat de boală: Epitopii NMDAR1 au fost comparabili între grupurile de boli (26). Lucrările publicate privind epitopii NMDAR1-AB au fost puține înainte de această investigație sistematică și s-au concentrat pe IgG care recunosc NTD și domeniul NTD-G7 (N368/G369), probabil pentru că această regiune și această clasă de Ig au fost considerate pentru prima dată ca fiind patognomonice pentru encefalita anti-NMDAR (8, 34). Într-adevăr, se pare că factorii care predispun femeile tinere la manifestări neuropsihiatrice ale autoimunității asociate cu NMDAR1 sunt legați de epitopi NTD sau NTD-G7. Rolul accentuat al IgG în acest context este încă o chestiune de speculație, dar probabil legat de schimbarea de clasă indusă de inflamație în creier (36).

Factori predispozanți pentru a purta sau a stimula NMDAR1-AB

Pe baza acestor constatări in vitro și in vivo, trebuie să presupunem că, practic, toate NMDAR1-AB care apar în mod natural au potențial patogen, indiferent de epitop și de clasa Ig. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că tipul clasei de Ig nu poate iniția cascade distincte de evenimente secundare și, astfel, să modeleze în continuare răspunsul tisular final. Dar acum apar și mai multe întrebări: Cum putem explica seroprevalența ridicată a NMDAR1-AB, independentă de boală, care crește odată cu vârsta? Cunoaștem vreun factor de predispoziție și, dacă da, cum putem integra rolul lor în imaginea de ansamblu? NMDAR1-AB au fost asociate inițial cu afecțiuni oncologice (teratom) (7). Ulterior, s-a observat o predispoziție de a fi purtător al acestor AB la seropozitivitatea la gripa A și B, o constatare reprodusă într-un eșantion independent (25, 28). De asemenea, un marker genetic semnificativ la nivelul întregului genom, rs524991, chiar legat de biologia NMDAR, a fost găsit asociat cu NMDAR1-AB (28). Dacă o BHE permeabilă, care determină o expunere sporită a NMDAR1 central la celulele sistemului imunitar, poate induce formarea NMDAR1-AB și/sau poate stimula clonele preexistente de celule B specifice, nu este în prezent clar și trebuie să fie investigat în mod sistematic. O altă idee atractivă care nu a fost încă urmărită în domeniul NMDAR1-AB este potențiala influență modulatoare a microbiomului asupra stimulării NMDAR1-AB (37).

Alte AB dirijate de antigeni cerebrali

De ce vedem NMDAR1-AB atât de abundent în sănătate și boală? Este acest lucru valabil și pentru alte AB direcționate împotriva antigenelor cerebrale? Pentru a răspunde la aceste întrebări, am studiat în mod analog 24 de alte AB serice dirijate de antigeni cerebrali, legate anterior de condiții patologice. Din nou, spre o oarecare surpriză, această lucrare a relevat o frecvență, titruri și o distribuție a claselor de Ig comparabile la subiecții sănătoși și bolnavi. Cu toate acestea, seroprevalența tuturor acestor 24 AB a fost net inferioară (<2%), spre deosebire de NMDAR1-AB (până la >20%) (27). În mod frapant, clasa de Ig predominantă nu a depins nici de starea de sănătate sau de boală, ci de localizarea antigenului, epitopi intracelulari predispunând la IgG (27). Distribuția egală a acestor alte 24 de AB în stare de sănătate și boală este mai puțin uimitoare dacă luăm în considerare faptul că mai multe AB cu orientare cerebrală au fost raportate în serul oamenilor sănătoși și al diferitelor alte specii de mamifere (38, 39), precum și în mod abundent în LCR al cazurilor de encefalită (40), chiar dacă antigenele cerebrale respective nu au fost specificate. În concluzie, AB dirijate de antigeni cerebrali în general și NMDAR1-AB în special par să facă parte dintr-un repertoriu autoimun preexistent (37, 41-44) care capătă o semnificație (pato)fiziologică în condiții de sinteză intratecală sau de BHE compromisă, de exemplu, în urma unei leziuni, a unei infecții, a unei inflamații cerebrale sau a unei predispoziții genetice la permeabilitatea BHE (haplotip APOE4).

Concluzii și recomandări

Toate NMDAR1-AB serice care apar în mod natural au în mod evident potențial patogen. Din motive încă neexplorate pe scară largă, ele sunt foarte frecvente (mai mult decât alte AB dirijate de creier identificate până în prezent), iar prevalența lor crește în mod clar odată cu vârsta. Seropozitivitatea NMDAR-AB singură nu justifică în mod cert un tratament imunosupresor. Relevanța sindrologică a NMDAR1-AB serice depinde de accesibilitatea la creier, adică de permeabilitatea BHE. Mai mult, inflamația cerebrală joacă probabil un rol crucial în determinarea acutizării și severității sindromului, la care contribuie NMDAR1-AB circulant și chiar mai pronunțat de plasmocitele respective care rezidă în creier sau care migrează potențial spre creier în condiții inflamatorii pentru a produce AB intratecal (40). În mediul inflamator, acestea sunt amplificate în momentul expunerii la epitopi și experimentează schimbarea clasei la IgG (36). Constatările la persoanele cu encefalită herpetică pot susține și mai mult acest punct de vedere (22, 45).

Orice encefalită subiacentă, fie că este infecțioasă, indusă de leziuni, genetică sau „idiopatică”, poate suferi un sindrom proeminent modelat de prezența NMDAR1-AB în sensul „encefalitei lui Dalmau” (7-10), care necesită apoi un tratament imunosupresor pe lângă tratamentul encefalitei cauzale (dacă este disponibil). Rămâne de stabilit dacă NMDAR1-AB produs intratecal singur, fără nicio inflamație preexistentă subiacentă, poate provoca „encefalita lui Dalmau”. În orice caz de consecințe simptomatice suspectate de altfel ale serului AB îndreptat împotriva antigenelor cerebrale în absența unei encefalite evidente, trebuie evaluată permeabilitatea BHE. Deoarece coeficientul de albumină (utilizat ca o aproximare clinică pentru a diagnostica deteriorarea BBB) indică mai degrabă o perturbare a barierei sânge-CSF și s-ar putea să nu fie întotdeauna patologică în cazurile ușoare de scurgere a BBB (46-48), determinarea suplimentară a perturbării BBB (globală sau locală) printr-o nouă metodă de imagistică prin rezonanță magnetică (IRM) (47), care poate fi stabilită ca o completare a IRM de rutină cu substanță de contrast, se poate dovedi utilă pentru estimarea necesității și a beneficiilor, în special a intervențiilor terapeutice imunosupresoare prelungite.

Contribuții ale autorului

Autorul confirmă că este singurul contribuitor al acestei lucrări și a aprobat-o pentru publicare.

Declarație privind conflictul de interese

Autorul declară că cercetarea a fost efectuată în absența oricăror relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretate ca un potențial conflict de interese.

Finanțare

Această lucrare a fost susținută de Societatea Max Planck, Max Planck Förderstiftung, DFG (CNMPB), EXTRABRAIN EU-FP7 și Niedersachsen-Research Network on Neuroinfectiology (N-RENNT).

.