Exploring the Mechanism of Ankylosing Spondylitis Association with Polymorphism of Endoplasmic Reticulum Aminopeptidases
Die Spondylitis ankylosans (SA), auch Morbus Bechterew genannt, ist eine chronisch entzündliche rheumatische Erkrankung der Wirbelsäulengelenke, die vor allem die Lenden- und Brustwirbelsäule sowie die Kreuz-Darmbeingelenke betrifft.
Sie ist äußerst schmerzhaft und führt zu einer Versteifung der betroffenen Gelenke. Der klinische Verlauf der Krankheit ist äußerst variabel.
Bei der Suche nach den Ursachen stellte sich bald heraus, dass der sogenannte MHC(Haupthistokompatibilitäts-komplex)-Klasse-I-Weg der meisten SA-Patienten die Genvariante HLA-B27 (Human Leukocyte Antigen-B27) enthält. Die Proteinkomplexe der MHC-Klasse 1 sitzen auf der Oberfläche fast aller Zellen des Menschen und präsentieren dort Peptide, die in der Zelle so aufbereitet wurden, dass sich ein Gesamtbild der in den Zellen synthetisierten Proteine ergibt. Infizierte oder entartete Zellen, die körperfremde Proteine herstellen und präsentieren, können auf diese Weise sofort von bestimmten Zellen des Immunsystems erkannt und vernichtet werden. Die Genvariante HLA-B27, deren Genprodukt langsamer gefaltet wird und daher häufig Fehler in seiner Faltung aufweist, steht im Verdacht, für diverse Autoimmunerkrankungen verantwortlich zu sein. Angesichts der Vielfalt im klinischen Erscheinungsbild der SA kann dieses Protein allerdings nicht allein die Krankheit hervorrufen.
Daher gab es vor einigen Jahren eine gezielte Suche nach weiteren genetischen Faktoren, die zur Pathogenese der Spondylitis ankylosans beitragen. Dabei ist man auf mehrere Kandidaten gestoßen, von denen wohl vor allem Varianten der Aminopeptidase 1 aus dem Endoplasmatischen Reticulum (ERAP1) eng mit dieser Wirbelsäulenerkrankung verknüpft sind. Denn diese Aminopeptidase hat unter anderem die Aufgabe, die in den Zellen vorhandenen Proteine so zurechtzustutzen, dass sich die Peptide an die entsprechenden Stellen in den MHC-Klasse-I-Molekülen binden und so den kontrollierenden Immunzellen präsentiert werden können. Obwohl ERAP1 auch im Verdacht stand, noch über einen zweiten Mechanismus in das Krankheitsgeschehen einzugreifen – nämlich, indem sie auf der Zelloberfläche sitzende Cytokin-Rezeptoren attackiert und darüber die von Cytokinen ausgelösten Entzündungsreaktionen beeinflussen kann – scheinen jüngere Befunde dagegen zu sprechen.
Prof. Peter van Endert vom Hôpital Necker, Paris, vertritt die These, dass die Zellen von Patienten mit der HLA-B27-Variante die Peptide aufgrund einer fehlerhaften ERAP1-Aktivität teilweise so unzureichend präsentieren, dass sie Autoantigenen ähneln und daher eine Immunreaktion gegen den eigenen Körper hervorrufen. Die verhängnisvolle Rolle der pathogenen ERAP-Variante könnte auch darin bestehen, nicht nur die Qualität, sondern auch die Menge derartiger „arthritogener Peptide“ so zu verändern, dass die resultierenden HLA-B27-Molekülkomplexe endgültig instabil werden und so die Killerzellen des Immunsystems aktivieren. Daher beschäftigt sich Prof. van Endert in seinem Forschungsprojekt vor allem mit der Charakterisierung der Aktivitäten der Genvariante ERAP1 und vergleicht sie mit der Aminopeptidase 1 gesunder Personen: dies geschieht mit diversen Parametern wie der Expressionsstärke der entsprechenden Gene, aber auch den enzymatischen Aktivitäten, den Spezifitäten und der Position von ERAP1 und den entsprechenden Genvarianten in der Zelle.