The expression of HLA-B27 modulates intracellular signaling in human monocytic macrophages

Reactive arthritis (ReA) is an inflammatory joint disease triggered by certain bacterial infections e.g. gastroenteritis caused by Salmonella. ReA is strongly associated to HLA-B27. However, the mechanism behind this association is unknown but it is suggested that the bacteria or bacterial compartments persist in the body. In this study, it was investigated whether the intracellular signaling is altered in HLA-B27- transfected U937 monocytic macrophages. Moreover, the contribution of HLA–B27 heavy chain (HC) misfolding was of interest. The study revealed that p38 activity plays a crucial role in controlling intracellular Salmonella Enteritidis in U937 cells. The replication of intracellular bacteria was dependent on p38 kinase and the activity of p38 was dysregulated in HLA-B27- transfected cells expressing misfolding heavy chains (HCs). Also the double-stranded RNA -dependent kinase (PKR) that modifies p38 signaling was overexpressed and hypophosphorylated upon infection and lipopolysaccharide stimulation. The expression of CCAAT enhancer binding protein beta (C/EBPβ) was found to be increased after infection and stimulation. Increased amount of full length human antigen R (HuR), disturbed HuR cleavage and reduced dependence on PKR after infection were observed. All the findings were linked to HLA-B27 HCs containing misfoldingassociated glutamic acid 45 (Glu45) at the peptide binding groove. The results indicate that the expression of HLA-B27 modulates the intracellular environment of U937 monocytic macrophages by altering signaling. This phenomenon is at least partially associated to the HLA-B27 misfolding. These observations offer a novel explanation how HLA-B27 may modulate inflammatory response induced by ReA-triggering bacteria.

HLA-B27-antigeenin ilmeneminen vaikuttaa solunsisäiseen signaalinvälitykseen ihmisen monosyytti-makrofagisoluissa HLA - B27 on reaktiivisen niveltulehduksen (ReA) riskitekijä. Ei kuitenkaan tiedetä, mikä mekanismi on kasvaneen tautialttiuden taustalla. Yleensä ReA:n laukaisevat tietyt bakteeriinfektiot, kuten Salmonellan aiheuttama gastroenteriitti ja onkin todettu, että bakteeri tai sen osat voivat jäädä elimistöön pitkäksi aikaa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, onko solunsisäinen signalointi muuttunut HLA-B27–transfektoiduissa U937- linjan monosyytti-makrofageissa mahdollistaen Salmonella Enteritidiksen säilymisen soluissa. Lisäksi tutkittiin, onko HLA-B27-molekyylin raskasketjun (HC) epätäydellinen laskostuminen merkittävä tekijä havaittavissa muutoksissa. Tutkimus osoitti, että solunsisäinen S. Enteritidiksen replikaatio on riippuvainen p38 kinaasin aktiivisuudesta. HLA-B27 transfektoiduissa soluissa, joissa HLA-B27-molekyylin raskasketjut sisältävät glutamiinihapon kohdassa 45, p38 aktiivisuus vaikuttaa olevan poikkeavasti säädelty verrattuna soluihin, joissa ei HLA-B27- molekyyliä ole. Tutkimuksessa tutkittiin myös kaksijuosteisesta RNA:sta riippuvaista kinaasia (PKR), joka säätelee Salmonella-infektion stimuloimaa p38 signalointia. PKR:n havaittiin yliekspressoituvan ja sen fosforylaatio todettiin heikommaksi kuin HLA-B27:ää ilmentämättömissä soluissa infektion ja lipopolysakkaridistimulaation jälkeen. Lisäksi CCAAT:hen sitoutuvan proteiinin (C/EBPβ) ilmeneminen on tällöin lisääntynyt. HLA-B27-transfektoiduissa soluissa C/EBPβ-tuotannon riippuvuus PKR:stä lipoplysakkaridistimulaation jälkeen on häiriintynyt. Havaitut muutokset liittyvät HLA-B27-molekyylin raskasketjun glutamiinihappo 45:een. Humaani antigeeni R (HuR) säätelee tulehdusreaktiota. Havaittiin, että täyspitkän HuR:n lisääntynyt määrä, häiriintynyt pilkkoutuminen ja vähäisempi riippuvuus PKR:stä infektion jälkeen korreloivat glutamiinihappo 45:n kanssa. Tulokset osoittavat, että HLA -B27 säätelee monosyytti-makrofagien solunsisäistä ympäristöä muuttamalla signalointia. Tämä ilmiö on ainakin osittain riippuvainen HLA-B27-raskasketjujen taipumuksesta laskostua väärin. Havainnot tarjoavat selityksen sille kuinka HLA-B27 voi säädellä ReA:n aiheuttajabakteerien indusoimaa tulehdusreaktiota.