Ingrid Lindh
Mystiken bakom en immunodominant kollagen epitop
Vi människor, är ständigt omgivna av mikroorganismer såsom bakterier och virus. Trots att de är
miniatyrer till organismer utför de ett stort hot mot mänskligheten. Den största utmaningen
drabbar vårt immunförsvar som står inför den viktiga uppgiften att förhindra att de främmande
organismerna tar sig in i vår kropp och skadar oss. Immunförsvarets främsta uppgift är att skydda
oss mot främmande inkräktare utan att reagera mot kroppsegna organ och vävnader. Men precis
som vi människor kan misslyckas med våra arbetsuppgifter kan också immunförsvaret göra det
vilket kan få förödande konsekvenser. En allvarlig konsekvens kan uppkomma när
immunförsvaret inte lyckas skilja på strukturer som tillhör vår kropp och på främmande
strukturer. Då kan immunförsvaret verka aggressivt mot kroppens egna vävnader och
autoimmuna sjukdomar kan uppkomma.
Reumatoid artrit (RA), är en autoimmun sjukdom som innebär att man får inflammation i
kroppens leder och inflammationen orsakar värk och orörlighet. Sjukdomsuppkomsten är till
största delen okänd och komplex med inverkan av både gener och miljöfaktorer. För att begränsa
komplexiteten kan studier göras i experimentella djur (t.ex. möss och råttor) där sjukdomen kan
studeras under kontrollerade former, och när man hittar gener och cellulära mekanismer som kan
bidra till sjukdomens uppkomst kan man gå tillbaka till människan och jämföra.
En användbar djurmodell för att studera RA är kollagen inducerad artrit. Både mus- och
råttstammar utvecklar en artritlik RA när de injicieras med kollagen som är en komponent av
brosket som täcker benet i våra leder. Djuren får svullna, inflammerade leder och en ökad mängd
immunceller. En bidragande faktor till inflammationen i leden är att antikroppar, en slags
signalflaggor som binder till strukturer som ska brytas ner, binder till specifika ställen på
kollagenet vilket påverkar inflammationen. Dessa specifika inbindningställen kallas epitoper och
idag vet man både var på kollagenet epitoperna är belägna samt hur de ser ut. Det ställe dit flest
antikroppar binder har man valt att kalla C1. För att kunna få reda på dels hur mycket som krävs
för att utveckla artrit men dels också för att studera inbindningen till denna epitop har vi tillverkat
ett ”mini-kollagen” som innehåller C1-strukturen. Syftet med arbetet var att studera vad som
händer när ”mini-kollagenet” injiceras i möss och råttor. Vi ville se om C1- strukturen är
tillräcklig för att immunceller ska tillverka antikroppar som korsreagerar med C1- epitoper som
även finns i leden och på så sätt ger artrit. Eftersom ”mini-kollagenet” endast innehåller epitoper
som antikroppsproducerande celler kan känna igen och inte någon epitop för ledspecifika
hjälpceller som ofta behövs för antikropps produktion, har vi även studerat hur starkt immunsvar
som kan uppkomma utan specifika hjälpceller.
Trots att C1 epitopen verkar spela en stor roll för utvecklande av artrit blev varken möss eller
råttor sjuka. Det får oss att tro att ”mini-kollagenet” även behöver innehålla en epitop som
aktiverar hjälpceller för att kunna ge artrit. När vi studerade antikroppssvaret såg vi att det hade
bildats antikroppar mot ”mini-kollagenet” men inte mot kollagenet i lederna. Resultatet var
förvånande eftersom C1 epitopen ska vara identisk med epitopen på kollagenet i leden. Detta får
oss att tro att antikroppar bundit till delar av C1 epitopen men även till andra delar av ”mini-
kollagenet” och på så sätt bildat antikroppar som inte är specifika för kollagenet i leden. Om detta
är fallet kan vi förklara varför varken mössen eller råttorna fått artrit.
Handledare: Malin Hultqvist, Harald Burkhardt, Rikard Holmdahl Examensarbete 10p i Immunologi Ht 2005Vt 2006 Avdelningen för Medicinsk Inflammationsforskning, Biomedicinskt centrum, Lunds universitet
Master thesis 10 credits in Immunology dec 05 – feb 06 Medical Inflammation
Research Lund University, Sweden Author: Ingrid Lindh
Supervisors: Malin Hultqvist, Harald Burkhardt and Rikard Holmdahl
ABSTRACT The aim of this work was to study the immune response to a triple helical
recombinant collagen construct harbouring the immunodominant B-cell epitope (C1 ) and to
investigate if the construct could induce arthritis in mice and rats. Rheumatoid Arthritis (RA) is
an autoimmune inflammatory disease affecting peripheral joints leading to inflammatory
destruction of cartilage. Collagen induced arthritis (CIA) induced by native collagen type II (CII),
is the most common animal model of RA and both susceptible mouse and rat strains develop
arthritis like disease some weeks after injection of CII. The major antibody epitopes on the CII
molecule have been characterized where the C1 epitope region is the most arthritinogenic and
immunodominant. We wanted to investigate minimal structural requirements of B cell
determinants that have to be recognized as a condition “sine qua non” for arthritis development
upon antigenic challenge. Therefore we immunized five different mice strains and two different
rat strains with a C1 recombinant construct and monitored arthritis development for 100 days in
mice and 40 days in rats. The construct containing the immunodominant and arthritogenic C1
epitope didn’t induce arthritis neither in mice nor in rats but induced a strong immune response
against the C1 epitope, fibritin, and the construct in all strains, but a weak immune response to
CII as well as denaturated CII. These finding make us to suggest that the non-arthritogenic
antibody response may depend on either an unstable construct denaturating in vivo and/or that
antibodies interact with the wrong sequence (i.e. the C1 sequence but also part of the repeated
glycine, proline, proline (GPP) sequence) preventing autoantibodies cross-reacting with CII.
II
I-III
II
II
II
II
