Estudio de biomarcadores en pacientes con Síndrome de Guillain-Barré

Abstract

La síndrome de Guillain-Barré (SGB) és una neuropatia inflamatòria aguda amb una presentació heterogènia. Es considera una malaltia autoimmune postinfecciosa paradigmàtica. Encara que existeix evidència que recolza el paper dels autoanticossos en la seva patogènesi, i els anticossos antigangliòsid es detecten fins a la meitat dels pacients amb SGB, els antígens diana segueixen sent desconeguts en una proporció substancial de pacients. Un dels agents infecciosos que poden provocar SGB és el virus del Zika (ZIKV). Els recents brots d’aquest virus a Sud-amèrica han posat de manifest aquesta associació, però encara no se saben els mecanismes involucrats en la seva patogènesi. El mimetisme molecular observat entre altres agents infecciosos i alguns components del nervi perifèric suggereix que el SGB en pacients que han patit infecció per virus Zika (ZIKV-SGB) es podria desenvolupar per un mecanisme d’autoimmunitat postinfecciosa. Per tractar de dilucidar els objectius de la resposta humoral al SGB, realitzem un cribratge d’autoanticossos sèrics dirigits a teixit nerviós perifèric, cèl·lules i antígens purificats en una cohort espanyola de SGB que inclou 100 pacients diversos des del punt de vista de l’antecedent infecciós (SGB esporàdic), i en una cohort colombiana de 31 pacients amb ZIKV-SGB, representant una cohort més homogènia des del punt de vista clínic i de germen desencadenant. A la cohort espanyola de SGB el cribratge va incloure el testat d’anticossos antigangliòsids i anti-nodals/paranodals; immunocitoquímica (ICC) en neurones motores humanes derivades de neuroblastoma i en neurones murines de gangli raquidi dorsal (GRD), i immunohistoquímica (IHC) en seccions de nervi perifèric de mico. Es van analitzar els patrons de tinció dels pacients i els controls, i el valor pronòstic dels anticossos antigangliòsids. Cap dels pacients amb SGB va reaccionar contra les proteïnes nodals/paranodals analitzades, i 61 (61%) van ser positius per, almenys, un anticòs antigangliòsid. Els sèrums de SGB van reaccionar contra les neurones GRD amb més freqüència que els controls, tant a IgG (6%vs0%) com a IgM (11%vs2,2%). No es van observar diferències en la proporció de pacients que van reaccionar contra les neurones de neuroblastoma. La reactivitat contra teixit nerviós de mico es va detectar sovint tant en els pacients com en els controls, però només es van detectar patrons específics en els pacients amb SGB: les IgG de 13 pacients van reaccionar contra les cèl·lules de Schwann (CS). Finalment, confirmem que els anticossos IgG anti-GM1 s’associen amb un pitjor pronòstic a l’any. En el cribratge de pacients ZIKV-SGB es van analitzar els anticossos antigangliòsids i antinodals/paranodals; i es va realitzar ICC a neurones GRD i CS de rata. Es van comparar 31 pacients ZIKV-GBS amb 99 pacients infectats pel ZIKV sense SGB i 47 controls sense ZIKV. Cap dels pacients va ser positiu per a cap anticòs antinodal/paranodal, i no es va observar cap associació significativa amb cap anticòs antigangliòsid. La reactivitat dels anticossos IgG a les CS (6,5%) i dels anticossos IgM enfront de les neurones GRD (32,3%) i les CS (19,4%) va ser significativament més gran, al grup ZIKV-SGB en comparació dels controls. En els sèrums ZIKV-SGB positius es va realitzar immunoprecipitació i espectrometria de masses, i els antígens candidats es van validar mitjançant ELISA i assaigs basats en cèl·lules; encara que no se’n va poder confirmar cap com a nou autoanticòs al ZIKV-SGB. Per tant, el nostre estudi confirma que (1) els pacients amb SGB mostren un repertori heterogeni d’autoanticossos dirigits a cèl·lules i estructures nervioses encara que l’antecedent infecciós sigui homogeni,(2) els gangliòsids són els antígens més freqüents en els pacients amb SGB i tenen un valor pronòstic,(3) nous experiments de descobriment d’autoanticossos poden dilucidar altres antígens diana al SGB.

El síndrome de Guillain-Barré (SGB) es una neuropatía inflamatoria aguda con una presentación heterogénea. Se considera una enfermedad autoinmune postinfecciosa paradigmática. Aunque existe evidencia que apoya el papel de los autoanticuerpos en su patogénesis, y los anticuerpos anti-gangliósido se detectan hasta en la mitad de los pacientes con SGB, los antígenos diana siguen siendo desconocidos en una proporción sustancial de pacientes. Uno de los agentes infecciosos que pueden provocar SGB es el virus del Zika (ZIKV). Los recientes brotes de este virus en Sudamérica han puesto de manifiesto esta asociación, pero todavía se desconocen los mecanismos involucrados en su patogénesis. El mimetismo molecular observado entre otros agentes infecciosos y algunos componentes del nervio periférico sugiere que el SGB en pacientes que han sufrido infección por virus Zika (ZIKV-SGB) se podría desarrollar por un mecanismo de autoinmunidad postinfecciosa. Para tratar de dilucidar los objetivos de la respuesta humoral en el SGB, realizamos un cribado de autoanticuerpos séricos dirigidos a tejido nervioso periférico, células y antígenos purificados en una cohorte española de SGB que incluye 100 pacientes diversos desde el punto de vista del antecedente infeccioso (SGB esporádico), y en una cohorte colombiana de 31 pacientes con ZIKV-SGB, representando una cohorte más homogénea desde el punto de vista clínico y de germen desencadenante. En la cohorte española de SGB el cribado incluyó el testado de anticuerpos antigangliósidos y anti-nodo/paranodales; inmunocitoquímica (ICC) en neuronas motoras humanas derivadas de neuroblastoma y en neuronas murinas de ganglio raquídeo dorsal (GRD), e inmunohistoquímica (IHC) en secciones de nervio periférico de mono. Se analizaron los patrones de tinción de los pacientes y los controles, y el valor pronóstico de los anticuerpos antigangliósidos. Ninguno de los pacientes con SGB reaccionó contra las proteínas nodo/paranodales analizadas, y 61 (61%) fueron positivos para, al menos, un anticuerpo antigangliósido. Los sueros de SGB reaccionaron contra las neuronas GRD con mayor frecuencia que los controles, tanto en IgG (6%vs0%) como en IgM (11%vs2,2%). No se observaron diferencias en la proporción de pacientes que reaccionaron contra las neuronas de neuroblastoma. La reactividad contra tejido nervioso de mono se detectó con frecuencia tanto en los pacientes como en los controles, pero sólo se detectaron patrones específicos en los pacientes con SGB: las IgG de 13 pacientes reaccionaron contra las células de Schwann (CS). Por último, confirmamos que los anticuerpos IgG anti-GM1 se asocian con un peor pronóstico al año. En el cribado de pacientes ZIKV-SGB se analizaron los anticuerpos antigangliósidos y anti-nodo/paranodales; y se realizó ICC en neuronas GRD y CS de rata. Se compararon 31 pacientes ZIKV-GBS con 99 pacientes infectados por el ZIKV sin SGB y 47 controles sin ZIKV. Ninguno de los pacientes fue positivo para ningún anticuerpo anti-nodo/paranodal, y no se observó ninguna asociación significativa con ningún anticuerpo antigangliósido. La reactividad de los anticuerpos IgG a las CS (6,5%) y de los anticuerpos IgM frente a las neuronas GRD (32,3%) y las CS (19,4%) fue significativamente mayor, en el grupo ZIKV-SGB en comparación con los controles. En los sueros ZIKV-SGB positivos se realizó inmunoprecipitación y espectrometría de masas, y los antígenos candidatos se validaron mediante ELISA y ensayos basados en células; aunque no se pudo confirmar ninguno de ellos como nuevo autoanticuerpo en el ZIKV-SGB. Por lo tanto, nuestro estudio confirma que (1) los pacientes con SGB muestran un repertorio heterogéneo de autoanticuerpos dirigidos a células y estructuras nerviosas aunque el antecedente infeccioso sea homogéneo, (2) los gangliósidos son los antígenos más frecuentes en los pacientes con SGB y tienen un valor pronóstico, (3) nuevos experimentos de descubrimiento de autoanticuerpos pueden dilucidar otros antígenos diana en el SGB.

Guillain-Barré syndrome (GBS) is an acute inflammatory neuropathy with a heterogeneous presentation. It is considered a paradigmatic post-infectious autoimmune disease. Although there is evidence to support the role of autoantibodies in its pathogenesis, and anti-ganglioside antibodies are detected in up to half of GBS patients, the target antigens remain unknown in a substantial proportion of patients. One of the infectious agents that can cause GBS is Zika virus (ZIKV). Recent outbreaks of this virus in South America have highlighted this association, but the mechanisms involved in its pathogenesis are still unknown. The molecular mimicry observed between other infectious agents and some components of the peripheral nerve suggests that GBS in patients who have suffered Zika virus infection (ZIKV-GBS) may develop by a mechanism of post-infectious autoimmunity. To try to elucidate the targets of the humoral response in GBS, we screened for serum autoantibodies targeting peripheral nervous tissue, cells and purified antigens in a Spanish GBS cohort including 100 patients diverse in terms of infectious background (sporadic GBS), and in a Colombian cohort of 31 patients with ZIKV-GBS, representing a more homogeneous cohort from a clinical and triggering germ point of view. In the Spanish GBS cohort, screening included anti-ganglioside and anti-nodal/paranodal antibodies; immunocytochemistry (ICC) in human neuroblastoma-derived motor neurons and murine dorsal root ganglion (DRG) neurons, and immunohistochemistry (IHC) in monkey peripheral nerve sections. Staining patterns of patients and controls, and the prognostic value of anti-ganglioside antibodies were analysed. None of the GBS patients reacted against the tested nodal/paranodal proteins, and 61 (61%) were positive for at least one anti-ganglioside antibody. GBS sera reacted against DRG neurons more frequently than controls, both IgG (6%vs0%) and IgM (11%vs2.2%). No differences were observed in the proportion of patients reacting against neuroblastoma neurons. Reactivity against monkey nerve tissue was frequently detected in both patients and controls, but specific patterns were only detected in GBS patients: IgG from 13 patients reacted against Schwann cells (SC). Finally, we confirmed that anti-GM1 IgG antibodies are associated with a worse prognosis at one year. In the screening of ZIKV-SGB patients, anti-ganglioside and anti-nodal/paranodal antibodies were tested; and ICC was performed in rat DRG neurons and SC. Thirty-one ZIKV-GBS patients were compared with 99 ZIKV-infected patients without GBS and 47 non-ZIKV controls. None of the patients were positive for any anti-nodal/paranodal antibody, and no significant association was observed with any anti-ganglioside antibody. The reactivity of IgG antibodies to CS (6.5%) and IgM antibodies to GRD neurons (32.3%) and CS (19.4%) was significantly higher in the ZIKV-GBS group compared to controls. Immunoprecipitation and mass spectrometry were performed on the positive ZIKV-GBS sera, and candidate antigens were validated by ELISA and cell-based assays; however, none of them could be confirmed as a novel autoantibody in ZIKV-SGB. Therefore, our study confirms that (1) GBS patients show a heterogeneous repertoire of autoantibodies targeting nerve cells and structures although the infectious background is homogeneous, (2) gangliosides are the most frequent antigens in GBS patients and have prognostic value, (3) new autoantibody discovery experiments may elucidate other target antigens in GBS.