Caracterización de la expresión intratímica de antígenos involucrados en enfermedades neurológicas autoinmunitarias

Abstract

El objetivo de este trabajo fue aclarar que autoantígenos están expresados en el timo humano, en que compartimentos y su relación con la edad. Analizamos la expresión de los antígenos involucrados en enfermedades neurológicas en tejidos control y en un panel de timos humanos, utilizando RT-PCR semi-cuantitativa, southern-blot y PCR radioactiva. La titulación de los cebadores y la normalización permitieron calcular el número de copias por muestra. También examinamos las principales fracciones celulares tímicas y microdisecciones de cortezas y médulas, obtenidas por captura láser. La disección por captura láser contribuyó a elucidar la localización de las células que expresan los autoantígenos. La expresión del autoantígeno de la Miastenia Grave (MG), el receptor nicotínico de acetilcolina (AChR), presentó tres patrones diferentes designados como constitutivo (subunidades b y e), variable (subunidades a y d ) y dependiente del desarrollo (subunidad g). El estudio de nueve glándulas con Miastenia Grave y un timoma fue consistente con los patrones de expresión propuestos. Los experimentos para elucidar el compartimento tímico donde se expresa el AChR, revelaron mayor nivel de expresión en la médula, donde se agrupan las células mioides. Los antígenos PLP, aB-Cristalina y S100b involucrados en Esclerosis Múltiple (MS) están expresados en el timo y también en otros tejidos periféricos no inmunitarios. El nivel de expresión fue más alto en la fracción celular enriquecida en las células epiteliales y en el compartimento medular de las microdisecciones. Por el contrario, no observamos la expresión de MOG fuera del sistema nervioso central, siendo MOG el ejemplo clásico de antígeno secuestrado y confirmando su participación en las enfermedades autoinmunitarias desmielinizantes. El análisis de la expresión del antígeno prostático específico (PSA) y del antígeno específico de membrana (PSM) en los timos normales, mostró un patrón variable no relacionado con la edad, ni con el sexo de los individuos. Las células epiteliales tímicas medulares expresan el PSA, en tanto que las corticales y las medulares expresan el PSM. Los resultados indican que la mayoría de los antígenos involucrados en MG y MS están expresados en el timo humano, sugiriendo un papel en la tolerancia central. La existencia de tres patrones de expresión debería ser considerada en la comprensión de la función de la expresión de los autoantígenos en el timo y su importancia en la tolerancia central.

The aim of this work was to clarify which autoantigens are expressed in the human thymus and in which compartments, as well as its relation with age. By using semiquantitative RT-PCR, southern-blot and radioactive PCR, we analysed the expression of many antigens involved in neurological diseases in control tissues as well as in a panel of human thymi. The primer sensitivity titration and normalisation allowed the calculation of the number of copies of each message per sample. We also inspected expression in main thymic cellular fractions and in laser-captured microdissected cortex and medulla. Laser-capture dissection microscopy contributed to start an approach to the elucidation of the location of the cells expressing autoantigens. We found that the expression of the main autoantigen of Myasthenia Gravis (MG), the nicotinic acetylcholine receptor (AChR), follows three distinct patterns designated as constitutive (b and e subunits), variable (a and d subunits) and developmental (g subunit). The study of nine myasthenia gravis and one thymoma gland was consistent with the three proposed patterns of expression. Experiments aimed at elucidating the thymic compartment where AChR is expressed revealed higher levels of expression in the medullary, which harbours myoid cells. We also found that Multiple Sclerosis (MS) antigens PLP, aB-Crystallin and S100b are expressed in thymus but also in other non-immune peripheral tissues. The level of expression was found higher in the stromal epithelial enriched cell fraction, and in microdissected samples in the medullary compartment. In contrast, the expression of MOG out of the CNS was not observed, thus conforming the classical concept of sequestered antigen and supporting the involvement of MOG in autoimmune demyelinating diseases. The analysis of prostatic-specific (PSA) and prostatic-membrane (PSM) antigen expression in normal thymi showed a variable pattern not related to age or sex of individuals. PSA is expressed by thymic cells located in the medulla while PSM is expressed by both cortical and medullary epithelial cells. The results presented here indicate that most of the antigens involved in MG and MS are expressed in the human thymus, suggesting a role in central tolerance. The existence of three different patterns of expression should be taken into account when trying to understand the role of self-antigen expression in the thymus and its relevance in central tolerance.