Kwantificering van GADD34-expressie in RA (GADD34-RA)

Het endoplasmatisch reticulum (ER) is het subcellulaire compartiment waar transmembraan en uitgescheiden eiwitten worden geproduceerd. Onder normale omstandigheden worden de snelheid van de biosynthese, de vouwing en het transport van de eiwitten strak gereguleerd door een efficiënt 'kwaliteitscontrole'-systeem. Het ER reageert op de opeenhoping van verkeerd gevouwen eiwitten in zijn lumen via verschillende signaalroutes die bekend staan ​​als de ongevouwen eiwitrespons (UPR) [1]. Na activering fosforyleert het ER-transmembraaneiwit PERK de alfa-subeenheid van de eukaryote initiatiefactor eIF2 [2]. Onder deze omstandigheden stuurt de transcriptiefactor ATF4 de expressie aan van genen die betrokken zijn bij weerstand tegen oxidatieve stress, bij het aminozuurmetabolisme, evenals de expressie van GADD34 (Growth arrest and DNA damage-inducible gene 34) [3]. GADD34 is een regulerende subeenheid van PP1-fosfatase die eIF2alpha defosforyleert [4], wat een negatieve feedbacklus van UPR vertegenwoordigt, essentieel voor herstel van eiwitsynthese en celoverleving [5].

De UPR is meer dan alleen een adaptieve reactie op ongevouwen eiwitophoping in het ER, en UPR-signaalroutes kruisen elkaar op vele niveaus met immuunresponsen [6]. In B-lymfocyten maakt activering van UPR deel uit van het normale programma van celdifferentiatie en speelt het een belangrijke rol bij de synthese van immunoglobuline [7]. ER-stress is ook betrokken bij de pathogenese van veel ziekten bij de mens, waaronder metabolische, neurodegeneratieve ziekten en kanker [8]. Een direct verband tussen UPR en ontsteking is aangetoond voor de ontwikkeling van auto-immuunziekten zoals inflammatoire darmaandoeningen [9].

Reumatoïde artritis is een chronische multifactoriële ontstekingsziekte. Pro-inflammatoire cytokines, zoals TNF-alfa en IL-6, uitgescheiden door macrofagen en monocyten, spelen een belangrijke pathogene rol in de fasen van ontsteking, synoviale proliferatie en kraakbeenbeschadiging [10]. Reumafactor (RF) is het meest gebruikte antilichaam om RA te diagnosticeren [11]; anti-gecitrullineerde eiwitantilichamen (ACPA) zijn ook opgenomen in de diagnostische criteria van ACR/EULAR in 2010 [12] en ze zijn sterk geassocieerd met de ontwikkeling van erosieve RA [13].

Onlangs is aangetoond dat GADD34 noodzakelijk is voor de productie van pro-inflammatoire cytokines door dendritische cellen en fibroblasten die zijn blootgesteld aan dubbelstrengs RNA in een muizenmodel [14]. In fibroblasten is GADD34-expressie afhankelijk van PKR-activering (Protein Kinase RNA-activated), wat een direct verband aantoont tussen pathogeendetectie en de eIF2alphaP/ATF4-route van UPR. Het belang van deze link voor antivirale immuniteit is aangetoond door de mortaliteit van GADD34-deficiënte pasgeboren muizen geïnfecteerd met het Chikungunya-virus, als gevolg van een significante vermindering van de productie van IFN-bèta [15]. Er is gesuggereerd dat GADD34 een kwalitatieve rol zou kunnen spelen bij de selectie van mRNA's die worden vertaald in bepaalde omstandigheden, zoals virale infecties [16]. Deze resultaten suggereren dat GADD34 mogelijk ook een sleutelmolecuul is van ontstekingsprocessen in menselijke pathologieën; de rol van GADD34 bij de productie van cytokine bij mensen moet echter nog worden opgehelderd. Het doel van onze studie was om de expressie van GADD34 bij RA-patiënten te onderzoeken.

1. Hetz, C., et al., De ongevouwen eiwitrespons: integratie van stresssignalen via de stresssensor IRE1alpha. Physiol Rev. 91 (4): p. 1219-43.
2. Harding, H.P., et al., Perk is essentieel voor translationele regulatie en celoverleving tijdens de ongevouwen eiwitrespons. Molcel, 2000. 5 (5): p. 897-904.
3. Harding, H.P., et al., Een geïntegreerde stressrespons reguleert het aminozuurmetabolisme en de weerstand tegen oxidatieve stress. Molcel, 2003. 11 (3): p. 619-33.
4. Novoa, I., et al., Feedbackremming van de ongevouwen eiwitrespons door GADD34-gemedieerde defosforylering van eIF2alpha. J Cell Biol, 2001. 153 (5): p. 1011-22.
5. Novoa, I., et al., Stress-geïnduceerde genexpressie vereist geprogrammeerd herstel van translationele repressie. Embo J, 2003. 22 (5): p. 1180-7.
6. Janssens, S., B. Pulendran en B.N. Lambrecht, Opkomende functies van de ongevouwen eiwitrespons in immuniteit. Nat Immunol. 15 (10): p. 910-919.
7. Iwakoshi, N.N., et al., Plasmaceldifferentiatie en de ongevouwen eiwitrespons kruisen elkaar bij de transcriptiefactor XBP-1. Nat Immunol, 2003. 4 (4): p. 321-9.
8. Wang, S. en R.J. Kaufman, De impact van de ongevouwen eiwitrespons op ziekten bij de mens. J Cell Biol. 197 (7): p. 857-67.
9. Kaser, A., et al., XBP1 koppelt ER-stress aan darmontsteking en brengt een genetisch risico met zich mee voor inflammatoire darmaandoeningen bij de mens. Cel, 2008. 134 (5): p. 743-56.
10. McInnes, I.B. en G. Schett, De pathogenese van reumatoïde artritis. N Engl J Med. 365 (23): p. 2205-19.
11. Ingegnoli, F., R. Castelli en R. Gualtierotti, Reumatoïde factoren: klinische toepassingen. Dis Markers. 35 (6): p. 727-34.
12. Aletaha, D., et al., 2010 Reumatoïde artritis classificatiecriteria: een samenwerkingsinitiatief van het American College of Rheumatology/European League Against Rheumatism. Artritis Reuma. 62 (9): p. 2569-81.
13. Majka, D.S., et al., Duur van preklinische reumatoïde artritis-gerelateerde auto-antilichaampositiviteit neemt toe bij proefpersonen met een hogere leeftijd op het moment van de diagnose van de ziekte. Ann Rheum Dis, 2008. 67 (6): p. 801-7.
14. Clavarino, G., et al., Proteïnefosfatase 1-subeenheid Ppp1r15a/GADD34 reguleert de cytokineproductie in door polyinosine:polycytidylzuur gestimuleerde dendritische cellen. Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (8): p. 3006-11.
15. Clavarino, G., et al., Inductie van GADD34 is noodzakelijk voor dsRNA-afhankelijke interferon-bèta-productie en neemt deel aan de bestrijding van Chikungunya-virusinfectie. PLoS Pathhog. 8 (5): p. e1002708.
16. Claudio, N., et al., Het kruispunt van immuunactivatie en cellulaire stressresponsroutes in kaart brengen. Embo J. 32 (9): p. 1214-24.