Die Identifizierung und Charakterisierung neuer Autoantikörper beim kindlichen Opsoklonus-Myoklonus-Syndrom

Abstract

EINLEITUNG: Das Opsoklonus-Myoklonus-Syndrom (OMS) ist eine seltene neurologische Erkrankung und kann bei Kindern und Erwachsenen beobachtet werden. Die Hauptsymptome sind Myoklonien und ein Opsoklonus. OMS als paraneoplastisches Syndrom mit einer Tumorerkrankung verbunden, wird bei Kindern häufig mit einem Neuroblastom assoziiert beobachtet. Anti-neuronale Antikörper im Serum von OMS-Patienten lassen auf eine immunvermittelte Pathogenese schließen. Bis heute konnte aber kein gemeinsamen Antigens identifiziert werden. Aus diesem Grund war Ziel der vorliegenden Arbeit die Identifizierung neuer Autoantikörper sowie deren Funktion.METHODEN: Die Identifizierung anti-neuronaler Antikörper erfolgte über 2D-Gele. Daraufhin wurden 39 OMS-Seren auf Antikörper gegen neu identifizierte Antigene getestet. Über Bindungsstudien und einen Dot Blot wurden Antigene auf eine RNA-Bindung hin untersucht. Ein Migrations-Assay und die Ausmessung dendritischer Fortsätze sollten Aufschluss über funktionelle Effekte der Autoantikörper geben. Weiterhin sollte das Screenen einer cDNA-Bank Aufschluss über weitere potentielle Autoantigene geben.ERGEBNISSE: Zwei Antigene konnten beim OMS identifiziert werden: alpha-Enolase und Retinaldehydrogenase 1 (RALDH1). Autoantikörper spezifisch gegen alpha-Enolase lagen in 7/31 (22,6%) OMS-Seren vor (p< 0.05). Für das 2. Antigen RALDH1 konnten sogar in 15/39 (39%) OMS-Patienten anti-RALDH1-Autoantikörper nachgewiesen werden. Die Vermutung kreuzreaktiver Antikörper bestätigte sich dabei in einem Nachweis beider Proteine in Neuroblastomzellen und Kleinhirngewebe. Darüber hinaus konnten die identifizierten Antigene als RNA-Bindeproteine identifiziert werden. Das durch RA gesteigerte Migrationsverhalten und Dendritenwachstum von Neuroblastomzellen wird durch OMS-IgG-Fraktionen nicht beeinflusst. Darüber hinaus konnten durch das Screenen einer cerebellum cDNA-Bibliothek sechs potentielle Antigene identifiziert werden, wovon sich die Na-alpha-Kanal- und GABA A-alpha1-Rezeptor-Untereinheiten als besonders vielversprechend erwiesen.DISKUSSION: Die Identifizierung neuer Autoantikörper in OMS-Seren bestätigt die Annahme kreuzreaktiver Antikörper gegen onconeuronale Proteine. Eine autoimmunvermittelte Pathogenese bei einem kindlichen OMS ist daher wahrscheinlich. Autoantikörper gegen Tumorantigene sowie neuronale Proteine gerichtet, wirken proapoptotisch, hemmen die Proliferation von Neuroblastomzellen und schädigen so möglicherweise auch Bereiche des Kleinhirns. INTRODUCTION: Opsoclonus-myoclonus syndrome (OMS) is a rare neurological disorder affecting adults and children. It is characterised by the main symptoms of eye movement disturbances, muscle jerks and severe ataxia. However, as a paraneoplastic syndrome OMS in children is almost exclusively associated with neuroblastoma unlike the adult OMS. Since clinical and pathological observations including the detection of anti-neuronal autoantibodies OMS was suggested to be the result of an autoimmune disease. However, until now no common autoantigen could be identified. Therefore we investigated binding of OMS-associated autoantibodies to common antigens and their functional effects on neuroblastoma cells.METHODS: To define antineuronal autoantibodies two-dimensional (2D) gel electrophoresis was performed using sera of 4 OMS-patients associated with a neuroblastom. Additionally sera of 39 OMS patients were analysed by immunoblot (Line Blots) on purified proteins. To further approach functional effects of autoantibodies on neuroblastoma cells following methods were used: measuring of neurith outgrowth, migration assay and LDH-assay. RNA-binding properties of identified autoantigens were determined using Dot Blot and ELISA-method. As an additional method for the detection of new autoantigens screening of a human cerebellum cDNA library was performed.RESULTS: 2D-gel electrophoresis revealed two new autoantigens in OMS: alpha-enolase and RALDH1. Using Western Blot with recombinant alpha-enolase 7/31 (22.6%) OMS-sera were identified to have autoantibodies against the protein. The observed reactivity was specifically directed on alpha-enolase. Autoantibodies against RALDH1 were present in a significant higher percentage of patients with OMS (39%) than in controls (14.6%). Apart from known RNA-binding proteins (HuD) alpha-enolase and RALDH1 could be identify as new RNA-binding proteins. Functional effects of autoantibodies showed no significant influence on migration ability and neurith outgrowth of neuroblastoma cells. Screening of a cerebellum cDNA library revealed two additional potential new autoantigens in OMS, GABA-A-receptor subunit (alpha1) and Na-channel subunit. DISCUSSION: The detection of anti-neuronal autoantibodies in sera of OMS-patients as well as the detection of both proteins in neuroblastoma cells and cerebellum indicates that opsoclonus-myoclonus syndrome is the result of an autoimmunepathogenensis with cross reacting autoantibodies against proteins in the tumour and neuronal cells.