1. İnflamatuvar eklem hastalıklarında mycobacterium tuberculosis ve mycobacterium bovisin rolü
- Author
-
Sesli Çetin, Emel, Aksoy, A. Murat, and Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dalı
- Subjects
Mikrobiyoloji ,Microbiology - Abstract
59 ÖZET İnflamatuvar Eklem Hastalıklarında Mycobacterium tuberculosis ve Mycobacterium bovis'ın Rolü inflamatuvar eklem hastalıklarında etyolojik faktörler araştırıldığında, genetik yatkınlık ile birlikte çok sayıda infeksiyöz ve non-infeksiyöz çevresel etkenler üzerinde durulmaktadır. Son yıllarda belirli artritlerin patogenezinde çeşitli infeksiyon hastalıklarının rolü konusunda yeni görüşler ortaya atılmıştır. Başta Mycobacterium tuberculosis olmak üzere, çeşitli mikobakteriyel infeksiyonların romatoid artrit (RA) etyolojisinde rol oynadığı uzun zamandır öne sürülmektedir. Günümüze kadar yapılmış olan çeşitli çalışmalarda mikobakterilerin RA etyolojisinde rol aldığı görüşünü destekleyen çeşitli kanıtlar elde edilmiştir. 1) Geçmişte bazı tüberküloz hastalarında RA benzeri bulguların ortaya çıktığı bildirilmiştir; 2) Kanser tedavisi amacıyla uzun süre BCG uygulaması yapılan hastalarda artrit bulguları tanımlanmıştır, 3) RA'da görülen IgG glikosilasyonundaki değişikliğin (agalaktozil IgG) aynı zamanda tüberkülozda da görüldüğü ortaya konmuştur; 4) RA'lı hastaların T lenfositlerinin M. tuberculosis antijenlerine artmış reaktivite gösterdiği tespit edilmiştin 5) Tüberkülin deri testi cevabının DR4+ RA'lı hastalarda artmış olduğu, fakat DR4+ normal bireylerde artmadığı gösterilmiştir; 6) RA'lı hastaların sinoviyal sıvılarında M. tuberculosis protein antijenleri tespit edilmiştir; 7) Konağın sinoviyal antijenleri ile belirli mikobakteriyel antijenler arasında çapraz reaktivite gösterilmiştir; 8) Kontrollerle karşılaştırıldığında, RA'lı hastalarda M. tuberculosis' in 65 kDa proteinine karşı IgG ve IgA düzeylerinin önemli düzeyde artmış olduğu bulunmuştur, 9) Genetik olarak duyarlı sıçanlarda M. tuberculosis enjeksiyonunun otoimmün artriti indükleyebildiği gösterilmiştin 10) M. tuberculosis'^ 65 kDa'luk proteininin adjuvan artriti bulunan Lewis sıçanlarında T hücre proliferatif cevabına neden olduğu gösterilmiştin Tüberküloz basilleri tarafından sentezlenen antijenler, neden oldukları infeksiyonların patogenezinde önemli rol oynamaktadır. Bu çalışmada mikobakteriyel stres proteinleri ve diğer intrasellüler ve ekstrasellüler proteinler üzerinde yapılacak çalışmaların, inflamatuvar eklem hastalıklarının gelişiminde rol oynayan immünopatolojik mekanizmaların aydınlatılmasına katkıda bulunacağı görüşünden yola çıkarak, inflamatuvar artriti bulunan hastaların serumlarında ELISA ile çeşitli mikobakteriyel antijenlere karşı antikor varlığının araştırılması ve bu hastalardaki antikor düzeylerinin inflamatuvar olmayan eklem hastalığı bulunan hastalar ve eklem hastalığı bulunmayan kontroller ile karşılaştırılması, böylece mikobakterilerin bu hastalıklardaki olası rollerinin gösterilmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın ikinci bir amacı ise inflamatuvar artriti bulunan hastalarda tespit edilecek olası bir farklı immün cevabın mikobakterilere ait hangi antijenik yapıya karşı oluştuğunu ortaya koymaktır. Bunun için, M. tuberculosis H37Rv ve M. bovis BCG suşlan sıvı Sauton besiyerinde üretildikten sonra sekretuvar ve hücresel antijenleri izole edilmiş, HPLC yöntemi ile pürifiye edilerek antijenik fraksiyonlarına ayrıştırılmış, laboratuvarda farklı antijen fraksiyonları ile hazırlanan ELISA plaklarında çeşitli hasta ve kontrol serumlarının bu antijenlere karşı immünoreaktiviteleri incelenmiştir, özellikle immün cevabın kontrollerden farkı ve immün cevabın yönelmiş olduğu antijen fraksiyonları aydınlatılmaya çalışılmıştır. RA'lı 60, ankilozan spondilitli (AS) 10, osteoartritJi (OA) 24 hasta, ve hastaneye başka nedenlerle başvurmuş, eklem hastalığı öyküsü olmayan, CRP ve RF'si negatif olan 25 yetişkinin serum örnekleri ile çalışılmıştır. Serum örnekleri, Ankara Fizik Tedavi ve Rehabilitasyon Merkezi Polikliniğine başvuran veya klinikte yatmakta olan hastalardan ve Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Ibni Sina Hastanesi Fizik Tedavi Anabilim Dalı Romatoid Artrit Polikliniğinde takip edilmekte olan hastalardan elde edilmiştir.60 RA'lı, AS'li, OA'lı hastaların ve sağlıklı kontrollerin BCG kültür filtratı (BCG-cf), BCG sonikat antijenler (BCG-son), M. tuberculosis H37 Rv kültür filtratı (Rv-cf) ve M. tuberculosis +!37^Rv sonikat antijenler (Rv-son) ile yapılan ELİSA'ları sonucu elde edilen ortalama optik absorbans (OpA) değerlerine göre haste grupları arasında karşılaştırmalar yapıldığında, BCG-cf ve BCG-son ile kontroller ve hastalar arasında anlamlı fark olup Rv-cf ve Rv-son ile ise kontroller ve hastalar arasında fark olmaması eklem hastalığı bulunan kişilerde immün reaksiyonu tetikleyen antijenin M. bovis BCG susuna ait olabileceğini ya da onda daha fazla eksprese edilen bir antijen olabileceğini düşündürmüştür. İlk veriler dikkate alındığında mikobakteriyel antijenlere karşı antikor düzeylerinin RA'lı hastalarda AS ve kontrollere göre anlamlı derecede yüksek olduğu, OA'lılar ile ise RA'lılar arasında anlamlı fark bulunmadığı görülmüştür. RA'lı hastalarda mikobakteriyel antijenlere karşı antikor düzeyinin AS ve kontrollere göre yüksek oluşu daha önce yapılmış çalışmalarla uyumlu bulunmuştur. Çalışmanın ikinci basamağında farklı hasta gruplarında her bir antijen ile ELISA sonuçlan değerlendirildiğinde test edilen tüm antijenlerde kontrol grubu ile RA'lı hastalar arasında anlamlı düzeyde fark bulunduğu tespit edilmiş, özellikle BCG-son #28, #31, #36, #41, #60 ve #62 ile hem kontroller hem de RA'lı hastalarda diğer antijen fraksiyonlarına göre daha yüksek değerler elde edilmiştir. ELISA testlerinde kullanılan antijen fraksiyonlarının tanımlanması için molekül ağırlığı standardı ile yapılan kromatografinin analizi sonucu RA'lı hastalarda en yüksek reaktiviteye neden olan 41 numaralı fraksiyonun molekül ağırlığı yaklaşık 69 kDa olarak hesaplanmıştır. Kullanılan hesaplama yönteminin yanılma payı göz önüne alındığında, bu fraksiyonun 65 kDa'luk mikobakteriyel hsp'yi içerdiği ileri sürülebilir. Bu bulgu da, birçok çalışmada RA'lı hastalarda gösterilmiş olan, mikobakteriyel hsp65 antijenine karşı artmış antikor cevabı ile uyumlu görülmekle birlikte yapılan istatistiksel değerlendirmeler dikkate alındığında inflamatuvar eklem hastalığı bulunan hastaların serumlarındaki artmış reaktivitenin nedeni olarak herhangi bir antijenik fraksiyonun tek başına ileri sürülemeyeceği görülmektedir. Diğer antijenler ile elde edilen değerler bu antijenlere göre düşük olmakla beraber onlarla da (BCG-son78 hariç) her iki hasta grubu arasında anlamlı fark bulunduğunun tespit edilmiş olması da, herhangi bir antijeni asıl uyaran olarak kabul etmemize engel olmaktadır. Rv-cf ile çalışmanın birinci basamağında hastalar arasında anlamlı fark bulunmazken çalışmanın ikinci basamağında kromatografik yöntemle antijenler ayrıştırılarak her bir fraksiyon ile tek başına çalışıldığında bu antijene ait 45 numaralı fraksiyon ile RA'lı hastaların kontrollere göre anlamlı derecede yüksek OpA değerleri gösterdiği tespit edilmiştir. Bunun birinci basamakta kullanılan total kültür filtratı içerisinde 45 numaralı fraksiyonda bulunan antijenin az miktarda olmasından kaynaklanıyor olabileceği düşünülmüş, bu nedenle M. bovis BCG susu ile olduğu gibi M. tuberculosis H37Rv kültür filtratı ile de çalışmaların devam etmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Anahtar sözcükler: Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium bovis, inflamatuvar artrit, romatoid artrit, ısı şoku proteinleri 61 SUMMARY The Role Of Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium bovis in Inflammatory Joint Diseases Genetic, autoimmune, infectious and non-infectious environmental factors have been proposed to be involved in the pathogenesis of inflammatory joint diseases. In recent years, it has been suggested that several infectious diseases play role in the pathogenesis of certain types of arthritis. The possibility of a relationship with mycobacterial infections, especially Mycobacterium tuberculosis, have been proposed in the aetiology of rheumatoid arthritis, and several recent data have suggested a role for mycobacteria in these diseases: 1) In the past, RA-like symptoms were reported to occur in certain tuberculosis patients; 2) Arthritic symptoms have been described in some patients receiving repeated BCG immunotherapy for cancer; 3) A change in the pattern of glycosylation of IgG (agalactosyl IgG) found in RA has also been found in tuberculosis patients; 4) T lymphocytes from RA patients are shown to have increased reactivity to M. tuberculosis antigens; 5) The skin test response to tuberculin has been shown to be increased in DR4+ RA patients, but not in DR4+ normal individuals; 6) M. tuberculosis protein antigens have been detected in synovial fluid of RA patients; 7) The cross reaction between mycobacterial antigens and host synovial antigens has been shown; 8) Significant higher levels of IgG and IgA antibodies to 65 kDa protein of M. tuberculosis have been found in RA patients compared with controls; 9) In genetically susceptible rats, injection of M. tuberculosis can induce autoimmune arthritis; 10) A 65 kDa protein from M. tuberculosis has been shown to have a proliferative response on T cells from Lewis rats with adjuvant-induced arthritis. Antigens of M. tuberculosis are known to have important roles in inducing infection. In this study, according to the opinion that the studies on mycobacterial stress proteins and on other intracellular and extracellular proteins can contribute to clarify the immunopathogenic mechanisms of inflammatory joint diseases, we investigated the presence of antibodies with ELISA against various kinds of mycobacterial antigens in the sera of patients with inflammatory joint diseases and we compared the antibody levels in these patients with control patients who have no history of joint disease. By this way, we expected to determine whether mycobacteria have any role in these diseases. The second aim of this study was to determine the target of the immune reaction detected in patients with inflammatory joint diseases. For this reason M. tuberculosis H37Rv and M. bovis BCG strains are cultured in liquid Sauton medium and their secreted and cellular antigens are isolated, purified with HPLC to drffrerent antigenic fractions and the immunoreactivity of patient and control sera with these antigens are determined with ELISA plates coated with various kinds of antigen fractions obtained with HPLC. Especially the difference of immune reaction of patients from controls and the target of this reactivity is investigated. Sera were collected from 60 patients with RA, 10 patients with AS, 24 patients with OA and 25 normal controls who have negative CRP and RF values. Sera were collected from patients attending the outpatient clinics of Ankara Physical Medicine and Rehabilitation Center and Romatoid Arthritis Outpatient Clinics of Ankara University Medicine Faculty Ibni Sina Hospital. When the reactivity of sera from patients with RA, AS, OA and normal controls with BCG-cf, BCG-son, Rv-cf and Rv-son were assessed significant difference between patients and controls has been determined with BCG-cf and BCG-son, but not with Rv-cf and Rv-son. This data allowed us to suggest that the antigen triggering the immune response in patients with inflammatory arthritis may belong to M. bovis or it may mainly be expressed on this microorganism.62 According to these first results, patients with RA seem to have significant higher levels of antibodies to mycobacterial antigens when compared with patients with AS and normal controlsr^Fhere wereTro significant diffrerence between RA^ind OA^jatientsHFhe^ increased levels of antibodies in RA patients when compared with AS patients and normal controls show correlation with previous studies. On the second step of this study, ELISA results showed significant difference between RA patients and controls with all antigen fractions. When compared with the other antigen fractions, higher levels of mean optic density were detected with BCG-son #28, #31, #36, #41, #60 and#62 with both RA patients and normal controls. With the analyse of HPLC which was performed with molecular weight standard to determine the molecular weight of antigen fractions used in ELISA, fraction 41, which showed the higher reactivity with RA patients was determined as a protein of.approximately 69 kDa. The method we used to determine the molecular weight was not 100% accurate, so we can suggest that this 69 kDa protein may represent mycobacterial 65 kDa heat shock protein. This finding shows correlation with several studies indicating an increased reactivity to mycobacterial 65 kDa heat shock protein. However, when statistical analyses are considered, we see that we can not put forward any antigen fraction alone as the one to be responsible for the increased reactivity in the sera of patients with inflammatory arthritis. Even though the mean optic densities obtained with the other antigens were lower, these antigens (not BCG-son#78) also showed significant differences between RA patients and normal controls. For this reason these results do not indicate any antigen to be an ideal candidate responsible of the increased reactivity. On the first step of the study we determined no significant difference between patient and normal controls with Rv-cf, but in the second step we purified this antigen with HPLC and when we studied with each antigen fraction obtained with HPLC we have seen that patients with RA showed significant higher mean optic density on ELISA with fraction 45. This might be because of the low level of this fraction in the total antigen of Rv-cf, so further studies must be carried on with M. tuberculosis H37Rv culture fluid beside M. bovis BCG. Key Words: Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium bovis, inflammatory arthritis, rheumatoid arthritis, heat shock proteins 67
- Published
- 2003