IgA nefropatie – otázky, které nastolil výzkum

Souhrn

IgA nefropatie (IgAN) je nejčastější glomerulonefritida. Na její etiologii se podílí zvýšená tvorba polymerního imunoglobulinu A1 s abnormálním složením některých cukerných řetězců, reakce těchto abnormálních forem IgA1 se specifickými autoprotilátkami za vzniku cirkulujících imunitních komplexů a depozice těchto komplexů do mezangia ledvin s následnou zánětlivou aktivací mezangiálních buněk vedoucí až v 50 % případů k terminálnímu selhání ledvin. Součástí patogeneze je souhra genetické predispozice a vlivy prostředí, zejména mikrobiální povahy. Současná terapie není dostatečně efektivní a není zaměřena na příčinu onemocnění, a proto se hledají účinnější a specifičtější cesty terapie, které by zasahovaly jednotlivé etapy patogenetického procesu vývoje IgAN. S hromaděním poznatků přibývají nové otázky ohledně přesných mechanizmů rozvoje patologického procesu, z nichž ty hlavní jsou diskutovány v textu.

Klíčová slova:
autoimunita – glykosylace pantové oblasti IgA – IgA nefropatie – imunoglobulin IgA – pantová oblast IgA1

Úvod

IgA nefropatie (IgAN) je celosvětově jakož i v České republice nejčetnější glomerulonefritida. Byla popsána v roce 1968 Bergerem a Hinglaisem [1]. Jedná se o chronické onemocnění spojené s renální depozicí cirkulujících imunitních komplexů (CIK) charakterizované průkazem imunoglobulinu A (IgA) v mezangiu glomerulů, většinou doprovázeného IgG a C3 složkou komplementu. Až u poloviny pacientů choroba postupuje do konečného stadia renálního selhání mimo jiné i proto, že není známa kauzální léčba [2], ačkoliv v posledních 30 letech bylo popsáno mnoho etiopatogenetických faktorů přispívajících k rozvoji IgAN. IgAN má velmi variabilní geografickou distribuci s nejvyšší incidencí ve východní Asii a nejnižší v centrální Africe. V ČR je incidence 11,4 případů na milion obyvatel [3]. Uvedené geografické rozdíly mohou být vysvětleny rozdílnou distribucí rizikových alel a lokálním výskytem některých infekčních agens [4–6]. CIK u IgAN vznikají zřejmě v cirkulaci a klíčovou molekulou je IgA1 charakteristická zvýšeným množstvím abnormálních O vázaných glykanů připojených k pantové oblasti (HR) IgA1, která spojuje 1. a 2. konstantní doménu těžkého řetězce. Abnormalita spočívá v absenci galaktózy (Gal) a postihuje jen některé z 5–6 O glykanů připojených k HR, hovoříme o galaktózově deficientním IgA1 (Gd-IgA1) [7–10]. Gd-IgA1 se uplatňuje jako autoantigen. CIK vznikají reakcí autoprotilátek specifických k Gd-IgA1, jehož abnormální glykany tvoří základ rozlišovaného epitopu [9,11]. Jelikož abnormality v galaktosylaci IgA1 mohou vést k tvorbě agregátů, objevily se hypotézy vysvětlující tvorbu glomerulárních depozit jako důsledek nestability Gd-IgA1 [12]. Není však jasné, zda se tato depozita vyskytují in vivo a zda mohou stimulovat proliferaci mezangiálních buněk, která nastává po depozici některých CIK a která je dalším klíčovým krokem v rozvoji onemocnění. Současný pohled na etiopatogenezi IgAN je tak možné shrnout do několika kritických faktorů, které na sebe navazují, aby u predisponovaných jedinců vyústily v klinicky manifestní příznaky onemocnění [13–15] (schéma 1). V dalším textu budeme diskutovat některé otázky a dále bude srovnána současná terapie s výhledy terapie kauzální.

Jaké jsou genetické faktory IgAN?

Ačkoliv byla popsána familiární forma IgAN, není IgAN vysloveně familiárním onemocněním [16,17]. Asi třetina pokrevních příbuzných má zvýšenou sérovou koncentraci Gd-IgA1 bez jakýchkoliv klinických známek choroby. V posledním desetiletí bylo publikováno mnoho asociačních studií (genome-wide association studies – GWAS), které identifikovaly několik lokusů s charakteristickými jednonukleotidovými polymorfizmy (single nucleotide polymorphism – SNP). Většina popsaných SNP je spojena se slizničním imunitním systémem, zejména střeva. Mnoho identifikovaných IgAN lokusů je buď přímo asociováno s rizikem nespecifických střevních zánětů (HLA-DQ/HLA-DR lokus kódující lidské leukocytární antigeny; CARD9 gen zapojený do fungování intracelulárních NOD-like receptorů významných pro rozlišování některých patogenů; HORMAD2 lokus obsahující gen kódující protein patřící do IL6-JAK-STAT signalizační dráhy významné pro rozvoj zánětlivé odpovědi a produkci Gd-IgA1) nebo se jedná o lokusy kódující proteiny zapojené do fungování slizničních bariér nebo do regulace slizničního imunitního systému (DEFA kódující α-defenziny významné pro slizniční antimikrobiální obranu; TNFSF13 kódující APRIL protein, který je významným aktivátorem B-lymfocytů schopným samo­statně indu­kovat izotypový přesmyk směrem k IgA; VAV3 gen zapojený do chemokinové signalizace, adheze, a tvorby IgA; geny pro integriny αM a αX uplatňující se rovněž jako receptory pro komplement) [6]. Uvedená studie asociovala rozdílný geografický výskyt IgAN s klimatickými, dietetickými a zejména infekčními faktory, z nichž nejvýznamnější asociace byla prokázána s geografickou diverzitou parazitických červů [6]. Další SNP byly identifikovány v lokusech 1q32 ve spojení s delecí genů kódujících analog H faktoru komplementové kaskády (CFHR1,3); SNP v lokusu kódujícím PSMB8 podjednotku imunoproteazomu zapojeného do prezentace antigenů na HLA molekulách [6]. Asociace IgAN s abnormální reakcí na slizniční infekce je zřejmá i z klinického pozorování náhle vzniklé nebolestivé makroskopické hematurie, která se objeví současně (hodiny) s běžnou respirační (synfaryngitická hematurie), nebo gastrointestinální infekcí. Depozita IgA v glomerulech však pravděpodobně byla přítomna již dříve.

IgAN je spojena s abnormalitami glykosylace výhradně u IgA1

Ačkoliv sérové koncentrace IgA jsou nižší než IgG, celková produkce IgA včetně slizničního IgA je nejvyšší ze všech imunoglobulinů (> 5 g/den) [18]. Zástupci čeledi hominidae tvoří na rozdíl od ostatních savců kromě IgA2 také IgA1, které má oproti IgA2 pantovou oblast prodlouženou o 13 aminokyselin v důsledku genové inzerce, což zajišťuje vyšší flexibilitu IgA1 umožňuje IgA1 vázat epitopy s větší prostorovou vzdáleností. Jinak je ale IgA1 vysoce homologní s IgA2 (> 93 %) [18,19]. Delší hinge region (HR) obsahuje série aminokyselin serin a treonin, ke kterým je připojeno 3–6 O glykanů. Pantová oblast IgA1 je citlivá k proteázám identifikovaným u několika bakteriálních respiračních patogenů, které jsou jedinečné svou substrátovou specificitou, výlučně k IgA1 HR [20]. To svědčí zřejmě o adaptaci některých bakterií na slizniční imunitní obranu hominoidů. IgA1 proteázy na druhou stranu představují významný nástroj studia IgA1 a IgAN [9,21,22] a potenciálně i nástroj terapeutický [23].

Jaká je molekulární forma a původ Gd-IgA1 u IgAN?

Technologií izolace a imortalizace IgA1 produkujících buněk z periferní krve pacientů s IgAN bylo potvrzeno, že Gd-IgA1 je produkováno buňkami s abnormalitami v expresi některých enzymů zodpovědných za tvorbu O glykanů a abnormalitami v jejich transkripční a funkční aktivitě v reakci na některé cytokiny, zejména IL6 [24,25]. Otázkou však je, odkud tyto buňky pocházejí. Gd-IgA1 v glomerulárních depozitech je polymerní (pIgA1), což je molekulární forma charakteristická pro slizniční IgA [18]. Makroskopická hematurie je často asociována s infekcemi slizničního systému (viz výše) [2,14,26], což nasvědčuje tomu, že lokální slizniční cytokinová stimulace IgA1 produkujících buněk může vést u predisponovaných jedinců k tvorbě Gd-IgA1 [25,27]. Jak se lokálně produkované polymerní Gd-IgA1 dostanou do systémového kompartmentu, není jasné, ale experimenty nasvědčují tomu, že subpopulace pIgA1 vstupuje do systému, namísto do lumen slizničních orgánů, na které za normálních okolností směrováno prostřednictvím receptoru pro polymerní imunoglobuliny (pIgR) exprimovaného na epitelových buňkách sliznic [28]. Mutace pIgR popsaná u populace Japonců může přispívat k vzniku IgAN [29]. Jiné vysvětlení spočívá v poruchách směrování IgA1 produkujících buněk do podslizniční tkáně během migrace z induktivních slizničních lokalit do lokalit efektorových, v nichž jedinou cestou je systémová cirkulace [30]. Naopak, produkce pGd-IgA1 plazmatickými buňkami kostní dřeně nebyla jednoznačně nikdy potvrzena [31,32].

Jak již bylo zmíněno, patologické CIK vznikají reakcí pGd-IgA1 a specifické autoprotilátky [9,11], nejčastěji IgG a IgA izotypu [8,13]. Nekomplexované pGd-IgA1 nestimulují proliferaci mezangiálních buněk [14,33]. Několik studií potvrdilo, že sérová koncentrace CIK obsahujících IgA koreluje s aktivitou choroby [34–36] a sérová koncentrace CIK, Gd-IgA1 a Gd-IgA1 specifických auto­protilátek umožňuje predikovat progresi choroby a u IgAN pacientů po transplantaci ledviny i rekurenci choroby [37–39]. Je tedy zřejmé, že zavedení laboratorního stanovení uvedených markerů by mělo upřesnit prognózování u IgAN pacientů.

Jaká je struktura epitopu Gd-IgA1 rozlišovaného autoprotilátkami?

Přestože zvýšená koncentrace autoprotilátek specificky reagujících s IgA byla popsána u IgAN opakovaně od roku 1987 [9,11,40], dosud není detailně známa struktura jimi rozlišovaného epitopu na Gd-IgA1. Podobné protilátky se zřejmě nacházejí v cirkulaci i u mnoha zdravých jedinců [40–46]. Tyto autoprotilátky reagují s Fab, ale nikoliv s Fc fragmenty Gd-IgA1 získanými štěpením IgA specifickou proteázou z Haemophilus influenzae [9] a jejich reaktivita roste po enzymatickém odstranění galaktóz či sialových kyselin z oligosacharidové struktury O glykanů HR Gd-IgA1, ale klesá po odstranění celých O glykanových struktur [9,11]. Experimentálně bylo prokázáno, že epitop rozlišovaný auto­protilátkou je formován za přispění terminálního N-acetyl­galaktosaminu (GalNAc), prvního monosacharidu připojeného k aminokyselinové páteři HR, během výstavby O glykanů probíhající v Golgiho komplexu IgA1 produkující buňky. V dalším kroku je ke GalNAc připojena galaktóza a případně i sialová kyselina [47]. Detailní analýzy struktury a pozice O glykanů připojených k pantové oblasti IgA1 byly dosud provedeny na myelomových IgA1 proteinech a IgA1 ze séra zdravých jedinců [22,48–50]. Byl identifikován vzor, podle kterého je všech 5–6 dominantních O glykanů připojováno, složení a pozice, ve kterých se vyskytují abnormální O glykany [22,51]. Vzhledem k tomu, že pGd-IgA1 je minoritní vzhledem k celkovému IgA1 v sérech všech pacientů s IgAN, není technicky snadno proveditelné a dosud jednoznačně potvrzené, jaká je struktura jednotlivých O glykanů připojených k Gd-IgA1 u pacientů s IgAN, zda je vzor identický u všech IgAN pacientů a zda existuje vztah určitého glykosylačního motivu jednotlivých O glykanů s progresí choroby [13]. Z výše uvedeného je možné uzavřít, že epitop Gd-IgA1 rozlišovaný autoprotilátkami pacientů s IgAN pravděpodobně zahrnuje glykopeptid v pantové oblasti Gd-IgA1, obsahující terminální GalNAc připojený k aminokyselině/ám Thr 228 nebo Ser 230 [9,15,52–54].

Jaký je původ autoprotilátek specificky reagujících s Gd-IgA1?

Není jasné, jak vznikají autoprotilátky rozlišující terminální GalNAc na IgA1 HR. Mnoho přirozených protilátek rozlišuje terminální GalNAc na různých strukturách včetně glykoproteinu. Takové protilátky byly identifikovány nejen u člověka, ale i u mnoha jiných savců [55]. Podobně jako izohemaglutininy, přirozené protilátky rozlišující terminální galaktózu nebo GalNAc krevně skupinových antigenů, protilátky proti jiným glykokonjugátům obsahujícím GalNAc mohou být indukovány zkříženě antigeny mikrobiálního původu [56]. Mnoho mikrobiálních agens (virus Epsteina-Barrové, respirační syncyciální virus, herpes simplex virus a streptokoky) bylo zmíněno jako možné spouštěče tvorby autoprotilátek u IgAN [9,11], neboť tyto mikroorganizmy obsahují GalNAc na svých površích [9,55,57–61]. Podobně antigeny gramnegativních bakterií indukují autoprotilátky IgM proti terminálnímu GalNAc O glykanů exprimovaných na povrchu erytrocytů, destiček, monocytů a dalších leukocytů u pacientů s Tn syndromem [62]. Rovněž některé enterobakterie exprimují Tn antigen (což je terminální GalNAc na glykoproteinu) a vysoce imunogenní T antigen (Gal-GalNAc), a odpovídající autoprotilátky tak vznikají jako odpověď na normální mikrobiotu střeva, což bylo potvrzeno na bezmikrobních zvířatech [56]. U člověka byly autoprotilátky anti-Tn vyvolány per­orální aplikací bakterií Escherichia coli (O86) u dětí i dospělých [56]. Charakter většiny uvedených protilátek však napovídá, že se jedná o přirozené protilátky, tedy převážně IgM protilátky, které rozlišují glykopeptidový epitop bezprostředně po rekombinaci genu pro těžký a lehký řetězec imunoglobulinu v B-lymfocytech diferencujících se z prekurzorů v kostní dřeni. V roce 2009 však Suzuki et al izolovali z periferní krve pacientů klony buněk produkujících autoprotilátky IgG tvořící s Gd-IgA1 imunitní komplexy, které po dodání tepelně labilní sérové komponenty měly potenciál aktivovat mezangiální buňky [11,63]. Detailní analýza ukázala, že jde v naprosté většině o imunoglobuliny produkované buňkami, které prošly afinitní maturací v periferních lymfatických uzlinách, jak je zřejmé ze somaticky hypermutovaných úseků genu pro těžký řetězec imunoglobulinu kódujících hypervariabilní region 3 (CDR3) [64]. Co však vedlo k indukci takových autoprotilátek u analyzovaných IgAN pacientů, není jasné. Jedno z vysvětlení souvisí s již zmíněnými abnormalitami slizniční obrany u pacientů s IgAN [5,6]. Slizniční infekce horních cest dýchacích nebo GIT může vést u predisponovaných jedinců k extenzivní stimulaci antigenně specifické humorální odpovědi vůči antigenům slizničních patogenů, jako kompenzace alterované nespecifické slizniční obrany ústící v produkci vysoce afinních hypermutovaných IgG [64].

Současné možnosti terapie IgAN

Všichni pacienti s IgAN a proteinurií > 0,5 g/24 hod mají být léčeni inhibitory angiotenzin konvertujícího enzymu (ACE) nebo blokátory receptoru pro angiotenzin II (ARB) [2]. Tyto léky selektivně dilatují glomerulární eferentní arteriolu a mají antihypertenzivní a antiproteinurický efekt a zřejmě v souvislosti s blokádou některých dalších nepříznivých nehemodynamických účinků angiotenzinu II (např. stimulace fibrózy) působí renoprotektivně. Mnoho randomizovaných intervenčních i observačních studií přesvědčivě prokázalo prospěšnost antiproteinurické a antihypertenzivní léčby na zpomalení progrese proteinurických forem chronických onemocnění ledvin. Proteinurie je nejzávažnější prognostický faktor IgAN a velikost proteinurie zásadně ovlivňuje rychlost progrese onemocnění. U pacientů s proteinurií ≥ 3 g/24 hod byl pozorován až 25krát rychlejší pokles glomerulární filtrace (GF) v porovnání s pacienty, jejichž proteinurie byla < 1 g/24 hod. Neléčená nebo špatně léčená arteriální hypertenze je asociována s větší proteinurií a rychlejším poklesem GF [65–67].

Obvykle začínáme menší dávkou těchto léků, kterou postupně zvyšujeme tak, abychom u pacientů s proteinurií < 1 g/24 hod dosáhli cílového TK < 130/80 mm Hg a u pacientů s proteinurií > 1 g/24 hod cílového TK < 125/75 mm Hg. V současné době nemáme k dispozici žádná definitivní data o tom, zda v léčbě IgAN máme preferovat ACE inhibitory nebo ARB. V našich podmínkách je zvykem zahájit léčbu ACE inhibitory a při jejich intoleranci nebo manifestaci nežádoucích účinků (závratě a bolesti hlavy, únava a tělesná slabost, suchý kašel, nevolnost, průjem, svalové křeče a enantém) přecházíme na léčbu ARB [68].

U pacientů, u kterých po 3–6 měsících léčby ACE inhibitory nebo ARB a optimální kontrole krevního tlaku přetrvává proteinurie ≥ 1,0 g/24 hod, doporučuje skupina expertů KDIGO, na základě současných poznatků, léčbu doplnit rybím olejem v dávce 3,3 g/den. Rybí olej zásahem do metabolizmu arachidonové kyseliny inhibuje tvorbu prozánětlivých cytokinů a naopak zvyšuje produkci tromboxanu A3, leukotrienu B5 a prostaglandinu I3, které působí protizánětlivě. Navíc je třeba připomenout, že podávání rybího oleje má nepochybné kardiovaskulární benefity. Dochází k poklesu systolického krevního tlaku, snížení klidové tepové frekvence, snížení hladiny triacylglycerolů v krvi a úpravě některých ukazatelů endoteliální dysfunkce [68,69].

Imunosupresivní terapii glukokortikoidy musíme u IgAN volit velmi uvážlivě. Glukokortikoidy jsou indikovány u pacientů se známkami aktivity a progrese onemocnění. Kromě perzistující hematurie, která je známkou přetrvávající imunologické aktivity onemocnění, mezi tyto známky patří přetrvávající proteinurie > 1 g/24 hod i při maximální anti­proteinurické terapii, narůstající koncentrace kreatininu v séru při opakovaných vyšetřeních a histologické známky aktivity onemocnění v biopsii, zvláště nález proliferativních a nekrotizujících změn v glomerulech. Léčba glukokortikoidy není indikována u nemocných s lehkými a stabilizovanými formami onemocnění, u pacientů s velmi pomalou progresí IgAN, ani u nemocných s dlouhodobou, ale neprogredující elevací kreatininemie a u pacientů, u kterých v bioptickém nálezu dominuje glomeruloskleróza a tubulointersticiální atrofie a fibróza. Metaanalýza 9 studií publikovaná v roce 2012 potvrdila, že glukokortikoidy u IgAN signifikantně zpomalují pokles GF a rozvoj chronické renální insuficience a selhání ledvin [70,71], ovšem recentní studie skupiny STOP-IgAN benefit podávání glukokortikoidů nepotvrdila [72].

Kombinovanou terapii kortikosteroidy a cyklofosfamidem (CFA) je nutno zvážit u pacientů se závažnými formami IgAN, které jsou charakterizovány rychlým zhoršováním funkce ledvin, nefrotickou proteinurií nebo pokročilými a floridními zánětlivými projevy v histologickém obraze. Podle současných názorů bychom neměli imunosupresivní terapii podávat pacientům s IgAN, jejichž GF je < 0,5 ml/s a pokročilou sklerózou glomerulů a intersticia. Důležitou výjimkou jsou pacienti s rychle progredující formou IgAN a nálezem floridních srpků v renální biopsii, které jsou přítomny ve více než 50 % glomerulů. Tito pacienti mají špatnou prognózu, a nejsou-li včas a adekvátně léčeni, u značné části z nich se v průběhu několika let vyvine chronické selhání ledvin s nutností náhrady jejich funkce hemodialýzou, peritoneální dialýzou nebo transplantací [68,70].

Současná doporučení ohledně využití dalších imunosupresivních léčiv u IgAN, jako je azatioprin, mykofenolát mofetil nebo cyklosporin A, případně takrolimus nejsou jednotná, ale většina expertů tyto léky nedoporučuje a kloní se k názoru, že zejména mykofenolát mofetil může být indikován jen u pečlivě selektovaných pacientů, kteří z různých důvodů nemohou být léčeni cyklofosfamidem [73,74].

Pozitivní vliv diety s nízkou antigenní zátěží, tedy diety s nízkým obsahem glutenu, mléčných výrobků, vajec a masa, nebyl u IgAN potvrzen. Rovněž intravenózní imunoglobuliny nejsou podle stanoviska expertů součástí léčebného armamentaria u IgAN, ačkoliv některé dřívější studie vykázaly slibné výsledky zejména u těžkých forem IgAN [75]. V minulosti byla v léčbě IgAN často zvažována eradikace ložisek fokální infekce. Zánět mandlí, zejména recidivující bakteriální tonzilitida, může být u IgAN asociována s epizodami makroskopické hematurie. V recentně publikované evropské studii, která zahrnovala kohortu 1 147 pacientů s IgAN, však prospěšnost tonzilektomie na snížení proteinurie nebo zpomalení poklesu glomerulární filtrace nebyla prokázána [76]. Dle současných názorů proto není tonzilektomie u IgAN indikována. Japonské léčebné postupy zveřejněné v roce 2015 uvádějí, že kombinace tonzilektomie společně s pulzem steroidů může zlepšit močový nález a zpomalit progresi choroby [77].

Z nových možností léčby jsou velké naděje vkládány zejména do budesonidu, což je glukokortikoid s nízkou mineralokortikoidní aktivitou, který je určen k lokální aplikaci a má silný protizánětlivý účinek. Byla vyvinuta specifická forma budesonidu k perorální aplikaci (NEFECON), kdy k uvolnění aktivní látky dochází v oblasti ilea a vzestupného tračníku, především v oblasti ileocekálního přechodu, v němž se nacházejí Peyerovy pláty (plaky). Peye­rovy pláty jsou shluky uzlin ve slizniční mukóze a tvoří hlavní složku slizniční imunity v trávicím traktu. Peyerovy pláty obsahují B-lymfocyty a jsou považovány za spouštěcí místa slizniční imunity. Usuzuje se, že lokální redukce aktivace a proliferace B-lymfocytů v Peye­rových plátech povede ke snížení tvorby aberantně glykosylovaných forem IgA1, menší tvorbě cirkulujících imunitních komplexů a následně i k poklesu jejich depozice v mezangiu. Systémová dostupnost budesonidu je malá, protože až 90 % léku je metabolizováno při první pasáži játry (first pass efekt) cytochromem P 450 (CYP3A4). Nefrologickou veřejností jsou netrpělivě očekávány výsledky multicentrické randomizované studie NEFIGAN, která byla zahájena v roce 2013 a jejímž hlavním cílem je vyhodnotit efektivitu léčby budesonidem u pacientů s mírnými formami IgAN (GF > 0,75 ml/s, protein­urie > 0,75 g/24 hod) a velkým potenciálem k úpravě renálních funkcí [78]. Probíhá rovněž studie BRIGHT-SC s monoklonální protilátkou anti-BAFF (B Cell Activating Factor), která bude hodnotit efektivitu monoklonální protilátky blisibimod podávané subkutánně u pacientů s IgAN a proteinurií ≥ 1 g/24 hod, ale ≤ 6,0 g/24 hod [79].

Jaké jsou výhledy kauzální terapie IgAN?

V souladu s výše uvedenými faktory zapojenými do etiopatogeneze IgAN můžeme selektivně ovlivňovat každý z uvedených faktorů (schéma 1) [33,80]. Několik nových přístupů bylo hypoteticky navrženo k omezení produkce Gd-IgA1 [81], k prevenci tvorby patogenních CIK [14,15,82], k omezení proliferační a zánětlivé reakce mezangiálních buněk.

Inhibice tvorby Gd-IgA1

Selektivní eliminace buněk produkujících Gd-IgA1 se jeví jako nejefektivnější cesta vzhledem k jejich minoritě, a tudíž minimálnímu riziku navození jakéhokoliv imunodeficitu. Tato cesta však zatím není schůdná, protože není znám ani původ ani specifické povrchové fenotypové znaky buněk produkujících Gd-IgA1. Zatím ani není zcela jasné, zda Gd-IgA1 sekretující buňky exprimují produkovaný imunoglobulin IgA1 na svém povrchu, neboť bylo potvrzeno, že některé IgA sekretující buňky se vyvíjejí přímo z prekurzorů, které mají na svém povrchu IgM [83]. Dále není ani jasné, jak je regulována diferenciace směrem k Gd-IgA1 sekretujícím buňkám [84].

Na druhou stranu jsou dostupné relativně rozsáhlé informace ohledně procesu intracelulární tvorby Gd-IgA1, o funkci a regulaci enzymů (glykosyltransferáz), které jsou do syntézy O glykanů zapojeny, což nabízí možnost ovlivnit tvorbu Gd-IgA1 zejména zásahem do jejich exprese či do regulačních drah ovlivňujících jejich expresi [25,81]. Několik glykosyltransferáz je zapojeno do syntézy O glykanů na IgA1: syntéza řetězce O glykanů začíná v Golgiho aparátu připojením GalNAc aktivitou N-acetylgalaktosaminyl­transferázy (GalNAc-T). Z rodiny zahrnující 20 GalNAc-T enzymů pouze několik (zejména velmi podobné GalNAc-T2 a -T14) připojuje GalNAc k HR IgA1, ale pouze GalNAc-T14 je zvýšeně transkribována v buňkách produkujících Gd-IgA1 [85,86]. Syntéza O glykanů IgA1 pokračuje připojením galaktózy na GalNAc aktivitou jediné známé β1,3-galakto­syl­transferázy (C1GalT1) za účasti chaperonu Cosmc. Tento enzym je sníženě transkribován v buňkách produkujících Gd-IgA1, a tak může přispět ke galaktózové deficienci [24,25]. Dalším krokem je připojení sialové kyseliny (SA) ke galaktóze aktivitou α2,3-sialyltransferázy (ST3Gal) nebo ke GalNAc aktivitou α2,6-s-ialyltransferázy (ST6GalNAc-II) [47,87,88] (schéma 2B, schéma 2C).

Recentní studie potvrdila pomocí in vitro modelu, že prodlužování O glykanů může být zastaveno po připojení GalNAc sialylací [25], za katalýzy enzymem ST6GalNAc-II [86–88]. U pacientů s IgAN byly tedy potvrzeny abnormality 3 glykosyltransferáz: zvýšená aktivita GalNAc-T14, snížená aktivita C1GalT1 a zvýšená aktivita ST6GalNAc-II, což individuálně i v komplexu přispívá k produkci Gd-IgA1. V roce 2014 byla publikována studie demonstrující, že u Gd-IgA1 produkujících buněk od pacientů s IgAN je exprese C1GalT1 negativně a exprese ST6GalNAc-II pozitivně regulována cytokiny IL6 a částečně i IL4 čímž se prohlubuje galaktózová deficience sekretovaného IgA1 [25]. Tytéž cytokiny jen minimálně ovlivnily produkci IgA1 u buněk od zdravých kontrol [25]. IL6 signalizuje v Gd-IgA1 produkujících buňkách prostřednictvím Jak-STAT dráhy [81], a proto je možné do budoucna uvažovat o kauzální terapii založené na selektivní a balancované inhibici této dráhy [13,14].

Selektivní ovlivnění tvorby CIK obsahujících Gd-IgA1

CIK charakteristicky zapojené do patogeneze IgAN sestávají z Gd-IgA1 a specifické autoprotilátky, mají charakteristickou hmotnost 800–900 kDa a aktivují mez­angiální buňky. Naopak menší CIK inhibují mezangiální buňky [13,33,52]. Podle teorie tvorby imunitních komplexů stačí narušit poměr antigenu a autoprotilátky, aby se změnila velikost nově tvořených CIK, a tím i jejich patologický potenciál. Strategie ovlivňující formování CIK může být založena jednak na aplikaci analogu pantové oblasti Gd-IgA1 nebo na aplikaci monovalentního analogu autoprotilátky. V prvním případě je možné pomocí rekombinantní technologie připravit krátké glykopeptidy strukturně podobné pantové oblasti Gd-IgA1 popsané u IgAN [54]. Tento přístup může být založen např. na produkci fragmentu IgA1 obsahujícího HR v prokaryotním systému (neglykosyluje produkované proteiny) a následné kontrolované in vitro O glykosylaci pomocí rekombinantně připravených glykosyltransferáz, identifikovaných a charakterizovaných výše [88–90]. Jinou možností je produkce glykopeptidu v geneticky modifikovaných savčích buňkách, které svou glykosylací napodobují Gd-IgA1 produkující buňky od pacientů s IgAN [15]. Postup založený na in vitro glykosylaci rekombinantního IgA1 HR peptidu byl již experimentálně vyzkoušen [91]. Druhá strategie je založena na aplikaci monovalentního analogu autoprotilátky. Monovalence je nezbytná pro dosažení nízké molekulové hmotnosti vytvořených CIK. Pro tyto účely je možné použít fragmenty odvozené od autoprotilátek, popsaných u IgAN a připravených rekombinantní technologií [92]. Např. Fab (obsahující celý lehký řetězec a polovinu těžkého řetězce s variabilními doménami) nebo scFv (single chain fragment variable), obsahující pouze variabilní domény lehkého a těžkého řetězce kovalentně propojené pomocným peptidem, který neovlivní antigenní specificitu hypervariabilních domén (schéma 2D). Další monovalentní analog autoprotilátky může být připraven imunizací velblouda či lamy, neboť obě zvířata produkují strukturně jedinečné protilátky, které postrádají lehké řetězce [93,94], mají vysokou afinitu a je možné je zkrátit na antigen-vážící polypeptidový fragment, a tento připravit rekombinantní technologií v mikro­organizmech jako VHH nebo též nanobody [14,95]. VHH jsou značně rezistentní vůči proteázám, jsou rozpustné a termostabilní, a mají proto dlouhý poločas v organizmu. I druhý přístup je nyní experimentálně testován.

Inhibice aktivace mezangiálních buněk po depozici CIK

Depozice patologických CIK vede u predisponovaných jedinců k aktivaci mezangiálních buněk, jejich proliferaci, produkci komponent extracelulární matrix, prozánětlivých cytokinů a složek komplementu (faktor #4, schéma 1) [11,13–15,33,63]. Aktivace mezangiálních buněk může být terapeuticky modulována molekulárními inhibitory proteinkináz identifikovaných v mezangiálních buňkách aktivovaných in vitro pomocí CIK izolovaných ze sér pacientů s IgAN [33,35,63,96–98] (schéma 2E).

Proteolytické štěpení IgA1 v mezangiálních depozitech

Přístup založený na štěpení mezangiálních depozit IgA1 následujícím po injekci IgA1 HR-specifických bakteriálních proteáz byl experimentálně ověřen na myším modelu IgAN vytvořeném injekcí CIK izolovaných od pacientů s IgAN [23]. Přestože se tento přístup jeví jako atraktivní, v klinické praxi by se zřejmě setkal s několika principiálními překážkami: aplikované IgA1 proteázy by byly vystaveny obrovskému nadbytku IgA1 před dosažením ledvinového mezangia; došlo by k extenzivnímu štěpení systémového IgA1 s nepřijatelnými systémovými následky; při opakovaném podání proteáz jakožto cizorodých proteinů by došlo nejspíše k indukci specifické humorální odpovědi spojené s tvorbou protilátek, které by neutralizovaly proteázy podané v další dávce [20,99,100]. IgA1 proteázy produkované orálními bakteriemi by snad jediné neindukovaly tvorbu specifických neutralizujících protilátek v důsledku slizniční tolerance navozené v útlém dětství [20,101,102].

Výše navržené kauzální terapeutické postupy vyžadují testování podmínek aplikace vedoucích k maximální účinnosti postupu na experimentálních zvířecích modelech. Bohužel však dosud není k dispozici dostatečně relevantní zvířecí model IgAN [13]. Je to dáno hned několika aspekty, z nichž některé je velmi těžké přizpůsobit: experimentální zvířata netvoří IgA1 (možno částečně řešit transgenní technologií vnášející gen pro IgA1), IgA1 je zřejmě slizničního původu (velmi těžko napodobitelné vzhledem k neznámé etiologii IgAN, neznámé migraci Gd-IgA1 produkujících buněk a neznámému zapojení různých genů nespecifické imunity); u myší je naprostá většina IgA ve formě pIgA a je kata­bolizováno jak v rozpustné formě nebo ve formě CIK prostřednictvím pIgR exprimovaného na myších hepato­cytech (velmi komplexní odlišnost od člověka, u nějž je katabolizmus IgA založen na vazbě IgA na asialoglykoproteinový receptor – ASGPR, který efektivně eliminuje zejména nekomplexované IgA) [103].

Závěr

V patogenezi IgAN hraje klíčovou roli abnormalita cuker­ného řetězce HR navázaného na aminokyseliny serin a treonin. Ryze kauzální přístup k eliminaci etiologického agens a tvorby buněk produkujících aberantně glykosylovaný IgA zatím není možný. Jsou však dostupné experimentální možnosti kauzálního zásahu na úrovni tvorby patogenního IgA a patogenních CIK, tj. zásah do signálních drah ovlivňujících aktivity glykosyltrasferáz, blokáda již vytvořeného Gd-IgA1 antigenu či blokáda autoprotilátky, což by ve svém důsledku mohlo zabránit vzniku CIK, jejichž ukládání je podkladem IgAN. Další možností je ovlivnění proliferace mezangiálních buněk. Prohloubení znalostí a ověření účinnosti různých experimentálních terapeutických postupů by mohlo vnést nové trendy do dosud bohužel málo účinného léčebného algoritmu klinické IgA nefropatie.

Práce byla podpořena grantem MŠMT LO1304.

Přehled zkratek

ASGPR – receptor pro desialylované proteiny (asialoglycoprotein receptor) CIK – cirkulující imunitní komplexy Gal – galaktóza GalNAc – N-acetylgalaktosamin Gd-IgA1 – IgA1 s abnormálními O glykany vykazující abnormálně nízké zastoupení galaktózy HR – pantová oblast IgA (hinge region) IC – imunitní komplex IgAN – IgA nefropatie mIgA – monomerní IgA pIgA – polymerní IgA pIgR – receptor pro polymerní Ig PDGF – růstový faktor buněk mezenchymálního původu produkovaný krevními destičkami a dalšími buňkami (platelet-derived growth factor) SA – sialová kyselina

MUDr. et Mgr. Milan Raška, Ph.D.

raskamil@uab.edu

Ústav imunologie LF UP a FN Olomouc

www.fnol.cz

Doručeno do redakce 2. 9. 2016

Přijato po recenzi 14. 10. 2016