Development of early diagnostic systems for ankylosing spondylitis

Abstract

Ankylosing spondylitis (AS), a prototype of spondyloarthritis (SpA), is a chronic inflammatory arthritis that mainly affects the sarcroiliac joints and the spine. In this study, in order to develop an early diagnosis system for AS, which is known as an autoimmune disease, immunoglobulin variable heavy chain (IgVH) segments were analyzed in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of patients with AS. We designed three sets of primers (PR1, PR2 and PR3) targeting the unique VH segment. Quantitative PCR (Q-PCR) results revealed that uniquely rearranged VH2 transcripts were about ten times over expressed in AS samples as compared to healthy donor control. This led us to the hypothesis that the paracentric inversion on chromosome 14 and/or class switch recombination deficiency might be associated with AS susceptibility, and this is supported by the overexpression of CD40L.The comparison between relative gene expression amounts in axial AS, healthy donors, and RA patients suggest that newly designed primers could be employed in early diagnosis system development. Future studies will focus on testing the diagnosis of AS by using developed primer sets and the relevance of our findings to AS pathogenesis.

Spondylitis ankylosans (AS), die häufigste Form der Spondylarthritis (SpA), ist eine chronisch entzündliche Autoimmunerkrankung (Arthritis). AS betrifft hauptsächlich die sarkrolitischen Gelenken und die Wirbelsäule. In der vorliegenden Arbeit wurden erstmals die variablen schweren Kette (IgVH) Segmente von Immunglobulin in peripheren mononuklearen Blutzellen (PBMCs) von AS Patienten analysiert, um eine frühe Diagnostik für AS zu entwickeln. Wir haben drei Primernsätze (PR1, PR2 und PR3) designed, die Homologien zu spezifischen Stellen in dem VH-Segment aufzeigen. Die Ergebnisse der quantitative PCR (Q-PCR) zeigten, dass die in AS Proben einmalig reorganisierten VH2 Transkripte etwa zehnmal staerker überexprimiert wurden, als Kontrolproben von gesunden Spender. Dies führte uns zu der Hypothese, dass die parazentrische Inversion auf Chromosom 14 und / oder der Klassenwechseldefizit (class switch rekombination deficiency) mit AS Anfälligkeit in Verbindung gebracht werden könnte. Desweiteren hat die Überexpression des CD40L-Gen unsere Hypothese erhärtet. Der quantitative Vergleich zwischen den relativen Genexpressionlevels in axialer AS, RA-Patienten und gesunden Spendern zeigte, dass die neu entwickelte Primerpaare in der Systementwicklung der Früherkennung des AS angewendet werden können. Zukünftige Studien werden sich auf die weitere Untersuchungen der Diagnose von AS mit entwickelten Primernsätzen konzentrieren und die Relevanz unsere bisherigen Ergebnisse zu der Pathogenese des AS werden weiter geprüft.