自己抗体プロファイルはブルガダ症候群を検出し、異常に発現した心筋蛋白質を同定する

An autoantibody profile detects Brugada syndrome and identifies abnormally expressed myocardial proteins.

• Diptendu Chatterjee
• Maurizio Pieroni
• Meena Fatah
• Flavien Charpentier
• Kristopher S Cunningham
• Danna A Spears
• Dipashree Chatterjee
• Gonca Suna
• J Martjin Bos
• Michael J Ackerman
• Eric Schulze-Bahr
• Sven Dittmann
• Pasquale G Notarstefano
• Leonardo Bolognese
• Firat Duru
• Ardan M Saguner
• Robert M Hamilton

抄録

研究成果:

ブルガダ症候群（Brugada syndrome: BrS）は、独特の心電図（ECG）パターンと生命を脅かす不整脈を特徴としています。しかし、タイプ1のブルガダ心電図パターンはしばしば一過性であり、遺伝的な原因が特定されるのは患者の25％未満に過ぎない。私たちは、この稀な病態のための追加のバイオマーカーの同定を目指しました。BrSでは心筋炎症が存在する可能性があるため、これらの患者で心筋自己抗体が検出できるかどうかを評価しました。

AIMS: Brugada syndrome (BrS) is characterized by a unique electrocardiogram (ECG) pattern and life-threatening arrhythmias. However, the Type 1 Brugada ECG pattern is often transient, and a genetic cause is only identified in <25% of patients. We sought to identify an additional biomarker for this rare condition. As myocardial inflammation may be present in BrS, we evaluated whether myocardial autoantibodies can be detected in these patients.

方法と結果:

抗体（Ab）発見のために、正常なヒト心室心筋タンパク質を可溶化し、二次元（2D）ゲル上で等電点収束（IEF）および分子量で分離し、BrS患者および対照者からの血清を用いてプレーティングすることでAbsを発見するために使用した。標的タンパク質は質量分析（MS）で同定した。ブルガダ症候群の被験者は、コンセンサス臨床スコアリングシステムに基づいて定義された。我々は、2Dゲル、ウェスタンブロット、およびELISAを用いて、発見および検証コホートを評価した。BrS 被験者（対対照）の心筋の免疫組織化学を行った。BrS患者の血清に曝露した2Dゲルはすべて（3/3）、4つのタンパク質に対して特異的なAbsを示したが、それはMSによりα-cardiac actin、α-skeletal actin、keratin、connexin-43であることが確認された（対照群0/8に対して）。我々の検証コホートからの全ての(18/18) BrS 被験者は、ウエスタンブロットにより確認された同様の Abs を示したが、対照群 0/24 例に対して、追加の対照群 0/24 例であった。すべてのAbsのELISA光学密度は、対照群と比較してすべてのBrS被験者で上昇していた。BrS 被験者から得られた心筋では、SCN5A と同様に各蛋白質が異常な蛋白質凝集体の発現を示した。

METHODS AND RESULTS: For antibody (Ab) discovery, normal human ventricular myocardial proteins were solubilized and separated by isoelectric focusing (IEF) and molecular weight on two-dimensional (2D) gels and used to discover Abs by plating with sera from patients with BrS and control subjects. Target proteins were identified by mass spectrometry (MS). Brugada syndrome subjects were defined based on a consensus clinical scoring system. We assessed discovery and validation cohorts by 2D gels, western blots, and ELISA. We performed immunohistochemistry on myocardium from BrS subjects (vs. control). All (3/3) 2D gels exposed to sera from BrS patients demonstrated specific Abs to four proteins, confirmed by MS to be α-cardiac actin, α-skeletal actin, keratin, and connexin-43, vs. 0/8 control subjects. All (18/18) BrS subjects from our validation cohorts demonstrated the same Abs, confirmed by western blots, vs. 0/24 additional controls. ELISA optical densities for all Abs were elevated in all BrS subjects compared to controls. In myocardium obtained from BrS subjects, each protein, as well as SCN5A, demonstrated abnormal protein expression in aggregates.

結論:

BrS患者の血清から、4つの心筋タンパク質、すなわちα-cardiac actin、α-skeletal actin、keratin、connexin-43に対する自己抗体のバイオマーカープロファイルを同定することができ、BrSの遺伝的原因に関係なく、高感度かつ特異的である。これら4つの関与するタンパク質は、SCN5AがコードするNav1.5αサブユニットとともに、BrS患者の心筋で異常に発現しています。

CONCLUSION: A biomarker profile of autoantibodies against four cardiac proteins, namely α-cardiac actin, α-skeletal actin, keratin, and connexin-43, can be identified from sera of BrS patients and is highly sensitive and specific, irrespective of genetic cause for BrS. The four involved proteins, along with the SCN5A-encoded Nav1.5 alpha subunit are expressed abnormally in the myocardium of patients with BrS.

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