MuSK激动剂抗体保护小鼠免受MuSK重症肌无力的影响

文摘   2024-09-24 20:03   上海  

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关键词MG;MUSK激动剂抗体;神经肌肉接头;PNAS

重症肌无力(MG)是一种影响神经肌肉接头(NMJ)的慢性自身免疫性疾病,可导致肌肉无力和疲劳。在MG中,乙酰胆碱受体(AChR)或肌肉特异性激酶(MuSK)的抗体攻击神经肌肉接头的特定成分。MuSK MG是MG的一种罕见但严重的形式,其特点是导致反复发作的肌肉无力和疲劳,常常需要通气支持。MuSK MG的治疗较为困难,因为常见的治疗手段如抑制补体和胆碱酯酶对这类患者效果不佳,甚至可能有害【1】。


MuSK是神经肌肉接头形成和维持的关键调节因子,它通过与低密度脂蛋白受体相关蛋白4(Lrp4)结合,形成神经Agrin的信号受体。神经Agrin是一种由神经衍生的突触组织因子。病理性自身抗体干扰MuSK与Lrp4之间的结合,抑制Agrin刺激的MuSK磷酸化,从而破坏神经肌肉接头的形成和维持。目前,MuSK MG的管理依赖于传统的治疗手段,如血浆置换和全身免疫抑制,这些治疗手段存在感染风险和抑制抗体介导的监视机制的缺陷【2】。


2024年9月17日,Julien Oury 等研究人员在杂志 PNAS 上发表了一篇题为Complement system activation: bridging physiology, pathophysiology, and therapy 的研究论文【3】。本研究提供了一种潜在的治疗策略,即通过使用MuSK激动剂抗体选择性地和直接地靶向疾病机制,以期为MuSK MG的治疗提供一种新的选择。

研究显示,MuSK激动剂抗体ARGX-119能够逆转由MuSK MG患者来源的自身抗体引起的严重神经肌肉缺陷。


(如需原文,请加微信healsana获取,备注20240917PNAS

主要研究内容和结果

1. MuSK MG小鼠模型的建立

研究人员通过向C57BL/6小鼠注射源自MuSK MG患者的两种重组单价病理性抗体3F6C和3B5,成功建立了一个MuSK MG的被动转移小鼠模型。这些重组抗体源自MuSK MG患者,主要针对MuSK的第一个免疫球蛋白样域,并抑制由Agrin刺激的MuSK磷酸化。

注射后一周,小鼠开始表现出神经肌肉疾病的迹象,包括氧气消耗的减少、二氧化碳产生和能量消耗的降低,以及突触大小和突触后膜AChR密度的显著降低(约60%)。此外,小鼠的握力和旋转杆测试表现也出现了下降,分别降低了20%和50%。在注射3F6C或3B5后的两到三周,实验终止,因为所有小鼠的氧气消耗减少了超过50%,预示着一天内不可避免的死亡,这定义为疾病终点。

这一发现不仅证实了该模型能够模拟MuSK MG的病理过程,而且为研究MuSK MG的病理机制和开发新的治疗方法提供了重要的实验基础。


图1. 3F6C和3B5单克隆抗体引起的神经肌肉疾病


2. 细胞培养中逆转MuSK抑制
研究人员测试了MuSK激动剂抗体ARGX-119是否能够逆转由3F6C引起的Agrin刺激的MuSK磷酸化的抑制。在体外细胞培养实验中,研究人员发现ARGX-119能够刺激C2C12肌管细胞中MuSK的磷酸化,并且即使在3F6C存在的情况下也能恢复MuSK的正常磷酸化水平。由于ARGX-119靶向的是MuSK的Fz-like域,而非通常受自身抗体攻击的第一个Ig-like域,因此它在恢复磷酸化过程中显示出独特的作用机制。此外,该抗体在小鼠体内的长期使用未发现不良影响,表明其具有良好的安全性。
综上所述,这项研究表明,通过使用MuSK激动剂抗体ARGX-119,可以逆转由MuSK自身抗体引起的MuSK磷酸化抑制,为MuSK MG的潜在治疗提供了新的策略。

图2. ARGX-119逆转3F6C引起的Agrin刺激的MuSK磷酸化抑制


3. 预防性保护
在研究中,科学家们探索了ARGX-119作为一种预防性治疗,是否能够预防经3F6C处理的小鼠发病。研究结果显示,与注射了同型对照抗体motavizumab的小鼠相比,注射了ARGX-119的小鼠在疾病症状出现前得到了显著的保护。具体来说,在3F6C注射后一天接受ARGX-119治疗的小鼠,在存活率、氧气消耗、二氧化碳产生和能量消耗方面几乎得到了完全的保护,这些保护效果在研究结束前持续了近三周。超过60%(5/8)的ARGX-119治疗小鼠存活到了研究的终点。此外,ARGX-119还部分保护了神经肌肉接头不受恶化的影响,如通过突触大小和突触后膜AChR密度的评估所示。重要的是,ARGX-119完全阻止了运动行为的下降,包括握力测试和旋转杆测试的表现。这些发现证明,ARGX-119作为一种预防性治疗,在疾病症状显现之前给药,可以预防由患者来源的病理性MuSK抗体引起的严重运动功能障碍和致命性。

图3. 预防性使用ARGX-119保护小鼠免受3F6C引起的神经肌肉疾病


4. 疾病发生后逆转症状

研究者们探究了在小鼠疾病模型中,疾病发生后给予ARGX-119治疗是否能够逆转由3F6C引起的症状。研究结果表明,与给予motavizumab治疗的小鼠相比,发病后开始接受ARGX-119治疗的小鼠能够逐渐从3F6C引起的呼吸缺陷中恢复,并且所有接受ARGX-119治疗的小鼠在研究结束15天后都存活了下来。此外,ARGX-119不仅停止了疾病发生时突触大小和AChR密度的下降,而且在治疗两周后,运动性能恢复到正常水平,握力和旋转杆测试的表现与野生型对照小鼠无异。

此外,ARGX-119在疾病发生后开始治疗,同样能够改善由另一种患者来源的病理性抗体3B5引起的疾病。在3B5处理后,所有接受motavizumab治疗的小鼠在2到3周内氧气消耗减少了超过50%,而接受ARGX-119治疗的小鼠则停止或减轻了由3B5引起的疾病进展。

这些发现表明,MuSK的激动剂抗体ARGX-119能够停止或逆转由两种不同的患者来源的病理性抗体引起的严重神经肌肉疾病症状,即使在疾病发生后才开始干预也是如此。这些结果为开发针对MuSK MG的新型治疗方法提供了有力的证据。


图4. ARGX-119在疾病发生后逆转3F6C引起的神经肌肉疾病


图5. ARGX-119在疾病发生后逆转3B5引起的神经肌肉疾病


5. 抗体驱动的 MuSK 二聚化
研究者们探讨了ARGX-119如何预防3F6C或3B5处理小鼠发病的可能机制。尽管3F6C和3B5与MuSK的第一个免疫球蛋白样域结合,而ARGX-119与MuSK的Frizzled-like(Fz-like)域结合,研究人员发现ARGX-119能够在不与这些病理性抗体竞争结合MuSK的情况下恢复MuSK的磷酸化。
为了验证这一点,研究人员使用了表面等离子共振分析,研究人员观察到ARGX-119在有无3F6C或3B5存在的情况下都能有效地与MuSK结合,表明ARGX-119可能通过二聚化和激活MuSK来预防神经肌肉疾病,而不是通过取代已经结合的致病性抗体。
这一发现揭示了ARGX-119可能通过一种独特的机制来发挥作用,即直接激活MuSK,而不是通过取代已经结合的致病性抗体。这一发现为ARGX-119作为MuSK MG潜在治疗手段提供了重要的机制见解。

图6. 3F6C和3B5不与ARGX-119竞争结合MuSK


编者按:
临床意义和科研启发:
本研究通过在MuSK MG小鼠模型中使用MuSK激动剂抗体ARGX-119,展示了一种创新的治疗策略,这种策略不仅能够有效预防由MuSK自身抗体引起的神经肌肉疾病,还能在疾病发生后逆转已经出现的病理症状,为MuSK MG的治疗提供了新的希望。它可能改变MuSK MG患者的治疗范式,从传统的非特异性免疫抑制治疗,转向更为精准的靶向治疗,从而提高疗效并减少不必要的副作用。科研方面,这项工作强调了深入理解自身免疫性疾病的分子机制的重要性,并鼓励未来研究探索更多类似的治疗方法,如针对其他神经肌肉接头成分的激动剂或拮抗剂,以及如何将这些治疗策略转化为临床实践,以改善患者的生活质量和长期预后。

期待更多类似高质量研究,给患者带来更优的临床诊疗策略。
原文链接:
【1】M. Cao, I. Koneczny, A. Vincent, Myasthenia Gravis with antibodies against muscle specific kinase: An update on clinical features, pathophysiology and treatment. Front. Mol. Neurosci. 13, 159 (2020).
【2】M. G. Huijbers et al., MuSK IgG4 autoantibodies cause myasthenia gravis by inhibiting binding between MuSK and Lrp4. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 110, 20783–20788 (2013).
【3】https://doi.org/10.1073/pnas.2408324121

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作者:Amber Wang,编辑:Jessica,微信号:Healsanq。助理:ChatGPT
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