Het ontrafelen van de rol van ADAMTS13 en anti-ADAMTS13 autoantilichamen in de pathofysiologie van trombotische trombocytopenische purpura

Trombotische trombocytopenische purpura (TTP) is een zeldzame en levensbedreigende aandoening die veroorzaakt wordt door een deficiëntie in het bloedprotease ADAMTS13. Onder normale fysiologische omstandigheden is ADAMTS13 verantwoordelijk voor het knippen van zeer lange von Willebrand factor (VWF) multimeren in kleinere multimeren. Tijdens een vasculaire verwonding zal VWF plaatjes rekruteren naar de plaats van de wonde om overvloedig bloedverlies te voorkomen als deel van het proces hemostase. Echter, wanneer ADAMTS13 deficiënt is kan deze VWF-plaatjes binding ook spontaan voorkomen en resulteren in de vorming van microtrombi die de microvasculatuur afsluiten en trombocytopenie en microangiopathische hemolytische anemie veroorzaken. ADAMTS13 deficiëntie kan enerzijds erfelijk zijn, waarbij mutaties aanwezig zijn in het ADAMTS13 gen, maar kan ook verworven zijn waarbij in de meeste gevallen anti-ADAMTS13 autoantilichamen aan de basis van de ADAMTS13 deficiëntie liggen (immuun gemedieerd). Hoewel reeds veel vooruitgang geboekt werd in het begrijpen van het werkingsmechanisme van ADAMTS13 en de pathofysiologie van TTP blijft plasma infusie of uitwisseling de belangrijkste behandeling voor TTP en blijft het sterftecijfer liggen tussen de 10% en 20%. Daarom is het nodig om onze kennis over ADAMTS13 en anti-ADAMTS13 autoantilichamen verder uit te breiden om zo de diagnose te verbeteren en nieuwe specifieke behandelingen te ontwikkelen.

Recent werd aangetoond dat ADAMTS13 een gevouwen of open conformatie kan aannemen, wat aantoont dat conformationele veranderingen in ADAMTS13 een rol spelen in zijn werkingsmechanisme. In andere auto-immuunziektes kunnen conformationele veranderingen in de zelf antigenen de pathologie van de ziekte verklaren. Daarom veronderstelden we dat conformationele veranderingen in ADAMTS13 een rol konden spelen in de pathofysiologie van verworven TTP (HYPOTHESE 1). Door de ontwikkeling van een muis anti-ADAMTS13 antilichaam dat het verschil tussen gevouwen en open ADAMTS13 kan oppikken, aangezien het een verborgen epitoop herkent, konden we aantonen dat de conformatie van ADAMTS13 open is in acute verworven TTP patiënten in tegenstelling tot gezonde donoren, waar ADAMTS13 gevouwen is.

De immuunrespons in immuun gemedieerde TTP patiënten is polyklonaal, maar een immunodominant epitoop dat ook een rol speelt tijdens de interactie met VWF, wordt herkend in bijna alle TTP patiënten door anti-ADAMTS13 autoantilichamen. Echter, hoe deze anti-ADAMTS13 autoantilichamen precies zorgen voor ADAMTS13 deficiëntie wordt niet volledig begrepen. Onze kennis over anti-ADAMTS13 autoantilichamen kunnen we verder uitbreiden door anti-ADAMTS13 autoantilichamen te kloneren en karakteriseren, waardoor we hun rol in de pathofysiologie van immuun gemedieerde TTP en ADAMTS13 deficiëntie beter zullen kunnen verklaren (HYPOTHESE 2). Door B-cellen te isoleren uit perifere bloed mononucleaire cellen van immuun gemedieerde TTP patiënten konden we anti-ADAMTS13 autoantilichaam sequenties isoleren en konden we drie nieuwe anti-ADAMTS13 autoantilichamen kloneren. Hoewel geen enkel van de drie anti-ADAMTS13 autoantilichamen de activiteit van ADAMTS13 inhibeerde, herkennen ze allemaal verborgen epitopen in ADAMTS13, wat suggereert dat het blootstellen van verborgen epitopen (HYPOTHESE 1) een immuunrespons en antilichaam binding zou kunnen veroorzaken.

Het onderscheid maken tussen erfelijke en verworven TTP is niet altijd rechtlijnig. Daarom kan het onderzoeken van zowel de aanwezigheid van anti-ADAMTS13 autoantilichamen als de aanwezigheid van genetische variaties in ADAMTS13 helpen om de oorzaak van ADAMTS13 deficiëntie tijdens het verloop van de ziekte te verklaren, wat hier gedaan werd in een geval van zwangerschap uitgelokte TTP (HYPOTHESE 3). Hoewel de aanwezigheid van inhibitorische anti-ADAMTS13 autoantilichamen tijdens de acute fase van de TTP aanval aantoonden dat het om immuun gemedieerde TTP ging, werden ook twee heterozygote substituties geïdentificeerd. Onderzoeken wat de invloed van de ADAMTS13 substituties was op ADAMTS13 secretie, activiteit en conformatie kon de ADAMTS13 activiteit tijdens het verloop van de ziekte verklaren. Inderdaad, één substitutie vertoonde een verlaagde ADAMTS13 activiteit en kon daardoor de lage ADAMTS13 activiteit levels verklaren die werden gemeten tijdens remissie.

Ongeveer de helft van de TTP gevallen komt niet gewoon voor, maar wordt uitgelokt door een trigger zoals een zwangerschap of infectie. Het werd reeds gesuggereerd dat ook obesitas een risicofactor kan zijn in de ontwikkeling van TTP, aangezien de prevalentie van obesitas verhoogd is in TTP patiënten. Bovendien werden macrofagen, die overvloedig aanwezig zijn in obese personen, geassocieerd met trombocytopenie. Door een muismodel te gebruiken, waarbij ADAMTS13 deficiënt is, hebben we onderzocht of obesitas inderdaad een risicofactor vormt voor de ontwikkeling van TTP en of macrofagen een rol rol kunnen spelen in trombocytopenie (HYPOTHESE 4). In muismodellen is een extra trigger, zoals een injectie met VWF, nodig om TTP symptomen uit te lokken. Om te onderzoeken of obese ADAMTS13 deficiënte muizen gevoeliger zijn om TTP te ontwikkelen werd VWF toegediend die net geen TTP veroorzaakte in gewone ADAMTS13 deficiënte muizen. Obese muizen vertoonden zware trombocytopenie en verhoogde lactaat dehydrogenase levels in tegenstelling tot de gewone muizen, wat aantoont dat obesitas inderdaad een risicofactor vormt voor TTP. Lage plaatjes aantallen werden voorkomen door het verwijderen van macrofagen via een injectie met clodronaat, wat aantoont dat plaatjes depletie via macrofagen een onderliggend mechanisme kan zijn voor trombocytopenie.

In deze doctoraatsthesis hebben we de rol van ADAMTS13 en anti-ADAMTS13 autoantilichamen in de pathofysiologie van TTP verder ontrafeld door aan te tonen dat: de conformatie van ADAMTS13 veranderd is in verworven TTP patiënten, dat anti-ADAMTS13 autoantilichamen verborgen epitopen kunnen herkennen, dat substituties in ADAMTS13 de ADAMTS13 activiteit kunnen verklaren tijdens het verloop van de ziekte en dat obesitas inderdaad een risicofactor is voor de ontwikkeling van TTP in ADAMTS13 deficiënte muizen.