Myelin protein Po as a potential autoantigen in autoimmune inner ear disease

L’étiologie des surdités neurosensorielles rapidement progressives est mal connue. Depuis que l’atteinte autoimmune de l’oreille interne a été proposée comme une entité clinique par McCab en 1979, les arguments en faveur d’une origine autoimmune pour certaines maladies de l’oreille interne se sont accumulés. Ces maladies comprennent la maladie de Ménière, l’otosclérose, la surdité neurosensorielle rapidement évolutive et la surdité brusque. Pour identifier les antigènes qui peuvent induire une telle réponse auto-immune chez le s patients atteints d’une affection auto-immune de l’oreille interne, nous avons isolé et caractérisé les antigènes de l’oreille interne du cobaye. Nous avons rapporté que deux protéines, d’un poids moléculaire respectif de 58 et 30 kDa présentes dans l’oreille interne, sont reconnues pas des auto-anticorps retrouvés dans le sérum de patient atteints d’affection de l’oreille interne. Nos investigations ont montré que la protéine de 58 kDa est largement distribuée dans les tissus. Elle n’est pas spécifique de l’oreille interne, au contraire de la protéine de 30 kDa, qui n’a été détectée dans aucun des autres tissus que nous [avons] examinés (cerveau, reins, poumons, cœur, foie). Par la suite, nous avons extrait les antigènes des différents composants de l’oreille interne. L’antigène de 30 kDa de l’oreille interne a été retrouvé dans le ganglion spiral et dans le nerf acoustique. Cet antigène a été partiellement purifié par chromatographie échangeuse d’ions. Nous avons alors identifié la protéine en combinant le micro-séquençage et la spectrométrie de masse (matrix-assisted laser desoprtion ionization time-of-light mass spectometry) de peptides tryptiques. Une partie de la séquence de la protéine a ainsi pu être déterminée. Ces données, combinées aux résultats de l’électrophorèse en gel à deux dimensions suivie d’immunoblotting, ont montré que la protéine de 30 kDa de l’oreille interne était la protéine majeure de la myéline Po. Comme attendu, un anticorps monoclonal anti-Po a permis de révéler la bande typique de 30 kDa sur un immunoblot d’extraits du ganglion spiral et du nerf acoustique provenant du modiolus. Nos résultats suggèrent que l’antigène Po pourrait jouer un rôle dans la pathogenèse de la maladie autoimmune de l’oreille interne. La détection ‘anticorps anti-Po dans le sérum de patients atteints d’affections de l’oreille interne occupe une place importante dans le diagnostic et le traitement des maladies autoimmunes de l’oreille interne. Nos résultats ouvrent également des perspectives thérapeutiques, basées sur l’induction d’une tolérance immunitaire.
Les gènes du système majeur d’histocompatibilité, ou des gènes étroitement associés à ceux-ci, exerceraient une influence profonde sur la résistance ou la susceptibilité à certaines maladies, et particulièrement aux maladies autoimmunes. Dans une autre partie du travail, nous avons typé les gènes HLA de classe II (HLA-DR, -DQ, -DP) chez des patients d’origine caucasienne, atteint de surdité neurosensorielle rapidement évolutive idiopathique. Nous avons utilisé deux techniques, d’une part, la PCR-sequence-specific oligonucleotide (SSO) reverse dot blot, d’autre part, la PCR-restriction fragment lenght polymorphims (RFLP). La fréquence des allèles DRB1*0301, DRB3*0101, DBBA*0201 et DPB1*0401 était significativement augmentées par rapport aux contrôles. L’allèle DQB1-0301 était significativement diminué chez les patients. Un déséquilibre de liaison était probablement responsable de l’augmentation simultanées des allèles DRB1*0301 et DRB*0101 chez les patients. L’augmentation de l’allèle DQB1*0201, chez les patients, était associée à celle de l’allèle DRB1*0301. L’allèle télomérique DPB1*0401 pourrait agir comme un facteur de risque indépendant. L’allèle DQB1*0301 pourrait exercer un rôle protecteur dans la pathogenèse de surdité neurosensorielle rapidement évolutive idiopathique. Ces données suggèrent que les produits spécifiques des gènes HLA de classe II pourraient conférer une susceptibilité ou une résistance à la surdité neurosensorielle rapidement évolutive idiopathique. Néanmoins, il est nécessaire de poursuivre la recherche concernant les gènes HLA chez un grand nombre de patients, et cela en incluant les séquences non codantes de DNA comprises dans et liées aux régions de classe II.

The aetiology of some cases of inner ear disease is unknown. Since autoimmune inner ea disease was proposed as a clinical entity by McCabe in 1979, mounting evidence has indicated that some inner ear diseases, including Ménière’s disease, otosclerosis, idiopathic progressive sensorineural hearing loss (PSHL) and sudden deafness, are of autoimmune origin. In order to identify the antigens that may elicit such an autoimmune response in patients with autoimmune inner ear disease, we isolated and characterized the antigens from guinea pig inner ear. We found that two proteins with a molecular weight of 58 kDa and 30 kDa, present in the inner ear, were recognized by autoantibodies in the sear of patients with inner ear disease. The 58 kDa protein was widely distributed and was not specific to the inner ear, whereas 30 kDa protein was not found in the other tissues (brain, kidney, lung, heart and liver) investigated. We further extracted the inner ear antigens fro various components of the inner ear. The 30 kDa inner ear antigen was detected in the spiral ganglion and the acoustic nerve. The 30 kDa inner ear antigen was then partially purified by ion exchange chromatography. Finally, we identified this protein by a combination of microsequencing and matrix-assisted laser desorption ionization time-of-light (MALDI-TOF) mass spectrometry of its tryptic peptides. A partial sequence of the protein was thereby determined. These data and two-dimensional gel electrophoresis followed by immunoblotting showed that the 30 kDa inner ear protein is the major myelin protein Po. On the other hand, an anti-Po monoclonal antibody revealed, as expected, the typical 30 kDa band by immunoblotting of the extracts from the spinal ganglion and acoustic nerve in the modiolus. Our findings indicated that the Po protein may, as a potential antoantigen, play an important role in the pathogenesis of autoimmune inner ear disease. Detection of anti-Po antibodies in the serum of patients with inner ear disease is valuable for the early diagnosis and treatment of this conditions. Our results also open therapeutic perspectives based on induction of immune tolerance. It is generally believed that the MHC genes or those genes closely related to themn have a profound influence on resistance or susceptibility to soe diseases, and especially autoimmune disease. In another part of my work, we investigated the HLA class II (HLD-DR, -DQ, -DP) genes in Caucasian patients with PSHL at the DNA level by PCR-sequence-specific oligonucleotide (SSO) reverse dot blot and PCR-restriction fragment length polymorphism (RFLP) analysis. The frequencies of DRB1*0301, DRB3*0101, DQB1*0201 and DPB1*0401were significantly increased in patients with idiopathic PSHL compared with controls. The DQB1*0301 allele was significantly decreased in the patients. A linkage disequilibrium was probably responsible for the concomitant increase of both DRB1*0301 and DRB3*0101 alleles in the patients. The increase of DQB1*0201 in patients was associated with the DRB1*0301 allele. In addition, the telomeric DPB1*0401 allele may act as an independent risk factor. The DQB1*0301 allele may also have a protective role in the pathogenesis of idiopathic PSHL. The data suggest that the specific HLA class II gene products may confer susceptibility or resistance to idiopathic PSHL. Nevertheless, it will be necessary to investigate further the HLA genes, and even the noncoding sequences of DNA, located within and tightly linked to the class II regions, in a large population of the patients