The role of IgG sialylation in antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC) - in vitro studies

Cytotoksyczność komórkowa zależna od przeciwciał (ADCC) to proces łączący komórkową i humoralną odpowiedź immunologiczną, który prowadzi do śmierci komórki docelowej. Destrukcja tyreocytów w chorobie Hashimoto (HT, limfocytarnym zapaleniu tarczycy) zachodzi na drodze ADCC. W HT w proces ten zaangażowane są oprócz komórek docelowych (tyreocytów) także przeciwciała klasy G (IgG) oraz komórki efektorowe (limfocyty, makrofagi). Przebieg procesu ADCC zależy w dużej mierze od struktury N-glikanów dołączonych do Asn297 fragmentu Fc IgG. Sjalilacja IgG polegająca na dołączeniu α2,6-wiązanego kwasu sjalowego (SA), nadaje przeciwciału właściwości przeciwzapalne. Wpływ SA IgG na destrukcję tarczycy na drodze ADCC w HT nie był dotychczas badany, dlatego celem niniejszej pracy była ocena roli sjalilacji IgG w cytotoksyczności tyreocytów na drodze ADCC w obecności przeciwciał od chorych z HT. Tyreoperoksydaza (TPO) jest głównym autoantygenem biorącym udział w ADCC w HT, dlatego wykonano analizę ekspresji TPO na poziome genu i białka w dwóch liniach komórkowych tarczycy: prawidłowej Nthy-ori 3-1 i nowotworowej FTC-133, które użyto jako komórki docelowe w modelu ADCC in vitro. Komórki FTC-133 wykazywały znacząco wyższą ekspresję TPO niż Nthy-ori 3-1. Wyższa ekspresja TPO była prawdopodobnie powodem wykazanej większej cytotoksyczności komórek FTC-133 w obecności komórek efektorowych linii HL-60. Stwierdzono większą śmiertelność komórek Nthy-ori 3-1 z użyciem jednojądrzastych komórek krwi obwodowej (PBMC) o funkcjach efektorowych w obecności IgG od HT niż IgG od zdrowych dawców. Rolę sjalilacji IgG w ADCC oceniono poprzez enzymatyczną desjalilację przeciwciał izolowanych od zdrowych dawców i chorych z HT. Desjalilacja IgG od chorych z HT zdecydowanie bardziej zwiększała aktywność cytotoksyczną PBMC wobec komórek Nthy-ori 3-1 i FTC-133 niż desjalilacja IgG od zdrowych dawców. Przeprowadzone badania wskazują, że sjalilacja IgG sprzyja cytotoksyczności tyreocytów w HT. Wykonana analiza roli sjalilacji IgG w ADCC stanowi uzupełnienie wiedzy z zakresu glikoimmunologii choroby Hasimoto. Poznanie roli SA IgG w destrukcji tyreocytów w HT może przyczynić się do opracowania skuteczniejszych terapii chorób autoimmunizacyjnych tarczycy.

Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC) is a process that links the cellular and humoral immune response and results in the death of the target cell. The destruction of thyrocytes in Hashimoto's thyroiditis (HT, chronic lymphocytic thyroiditis) occurs through ADCC. Thyrocytes as target cells, class G antibodies (IgG) and effector cells (lymphocytes, macrophages) are involved in ADCC process in HT. ADCC depends mainly on the structure of N-linked glycans attached to Asn297 in Fc fragment of IgG. Sialylation of IgG involving the addition of α2,6-linked sialic acid (SA), results in anti-inflammatory properties. An effect of IgG sialylation on thyroid destruction through ADCC in HT has not been studied so far. Therefore the aim of this study was to assess the role of IgG sialylation in ADCC cytotoxicity of thyroid cells in the presence of antibodies isolated from HT patients. Thyroid peroxidase (TPO) is the major autoantigen involved in ADCC in HT. For this reason analysis of TPO expression at the gene and protein level in two thyroid cell lines: normal Nthy ori 3-1 and tumor FTC-133 was performed. Both cell lines were used as target cells in the in vitro ADCC model. FTC-133 cells showed significantly higher TPO expression than Nthy-ori 3-1. The greater cytotoxicity of tumor cells in the presence of HL-60 line used as effector cells resulted probably from the higher expression of TPO in FTC-133 cell line. The higher mortality of Nthy-ori 3-1 cells was observed when peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were used as the effector cells in the presence of IgG from HT in comparison to IgG from healthy donors. The role of IgG sialylation in ADCC was assessed by enzymatic desialylation of antibodies isolated from healthy and HT donors. The desialylation of HT IgG more significantly increased the cytotoxic activity of PBMC against Nthy-ori 3-1 and FTC-133 cells than the desialylation of IgG from healthy donors. The obtained results indicate that sialylation of IgG promotes cytotoxicity of thyrocytes in HT. The analysis of the role of IgG sialylation in ADCC is a complement to knowledge of glycoimmunology in Hasimoto's thyroiditis. Understanding the role of SA IgG in the destruction of thyrocytes in HT may contribute to the development of more effective therapies for autoimmune thyroid diseases.