THSD7A, the second autoantigen in membranous nephropathy : new diagnostic test and identification of the immunodominant epitopes
THSD7A, le second auto-antigène de la glomérulonéphrite extra-membraneuse : nouveau test diagnostique et identification des épitopes immunodominants
Résumé
Membranous nephropathy (MN) is a rare autoimmune kidney disease with an incidence of 1.3/100,000 in Europe yet it is a leading cause of nephrotic syndrome in adults. Histologically, MN is characterized by the accumulation of immune deposits along the glomerular basement membrane leading to podocyte injury. Clinically, the outcome of the disease varies from spontaneous remission to end–stage kidney disease, with high proteinuria. Considerable advances have been made in the understanding of the pathophysiology of MN with the identification of the phospholipase A2 receptor 1 (PLA2R1) as the major autoantigen for about 70% of patients and of thrombospondin–type 1 domain containing 7A (THSD7A) as a second autoantigen for another group of patients of 2–5%. MN treatment is controversial, and clinical biomarkers of the disease are needed to identify patients at risk of severe disease and to guide therapy. Anti–PLA2R1 titers correlate with disease severity and have a predictive value for prognosis. Moreover, three distinct epitope domains of PLA2R1 have been identified and linked by a mechanism of epitope spreading. This mechanism was associated with disease worsening and a poor prognosis. We believe that a similar disease mechanism holds for THSD7A. In this thesis, we focused on the identification of the molecular properties of THSD7A in the context of MN. THSD7A is different from PLA2R1 and is a member of the thrombospondin repeats superfamily. It is a large type I transmembrane protein (250 kDa) with an extracellular region mainly composed of 21 alternating domains of thrombospondin–type 1 like repeat as in thrombospondin–1 or complement component 6. Little is known about THSD7A. It is implicated in cell migration and angiogenesis but its function in the podocyte is unknown. The first objective was to develop a clinical assay to identify patients with THSD7A–associated MN. We thus designed the first robust ELISA for sensitive and quantitative detection of anti–THSD7A autoantibodies in serum from MN patients. We established and analyzed the largest cohort of 49 patients with THSD7A–associated MN, with different etiologies and clinical outcome. We observed that the anti–THSD7A titer is a relevant biomarker to monitor disease activity during follow–up and treatment and for prognosis. Second, by site–directed mutagenesis, we identified autoantibodies targeting up to 6 distinct immunogenic domains of THSD7A. We investigated which of these epitope domains are immunodominant or part of a mechanism of epitope spreading and analyzed their clinical value. Together, this work has led to a better understanding of THSD7A–associated MN disease, and opens new avenues for personalized medicine in MN.
La glomérulonéphrite extra–membraneuse (GEM) est une maladie auto–immune rénale rare et une des causes principales de syndrome néphrotique chez l'adulte. La GEM est caractérisée par une accumulation de dépôts immuns sur la membrane basale glomérulaire, ce qui entraîne des lésions podocytaires. Le devenir des patients est variable, depuis une rémission spontanée jusqu'à une insuffisance rénale terminale, avec une forte protéinurie. Récemment, le récepteur des phospholipases A2 sécrétées (PLA2R1) a été identifié comme l’autoantigène majeur pour environ 70% des patients et la thrombospondine 7A contenant des domaines de type 1 (THSD7A) comme le second autoantigène pour 2 à 5% des patients. Le traitement de la GEM est complexe, avec ou sans immunosuppresseurs. Des biomarqueurs spécifiques pourraient permettre d'identifier les patients présentant un risque de maladie grave et d'adapter le traitement. Par exemple, un fort titre d'anticorps anti–PLA2R1 est associé à une maladie grave et suggère un mauvais pronostic de la fonction rénale. De plus, les anticorps anti–PLA2R1 ciblent trois domaines distincts de PLA2R1 et sont liés par un mécanisme d’étalement épitopique. La présence de plusieurs anticorps est associée à une aggravation de la maladie et à un mauvais pronostic. Le même mécanisme pourrait exister pour THSD7A.L'objectif principal de cette thèse était d'identifier les propriétés moléculaires de THSD7A dans le contexte de la GEM. THSD7A est une protéine transmembranaire de type I de 250 kDa, composée d’une alternance de 21 domaines répétés de type thrombospondine–1 comme ceux présents dans la thrombospondine–1 ou dans le facteur du complément C6. Peu de choses sont connues sur THSD7A. Il pourrait être impliqué dans la migration cellulaire et l'angiogenèse mais sa fonction dans le podocyte est inconnue.Notre premier objectif était de développer le premier test ELISA permettant une détection sensible et quantitative des anticorps anti–THSD7A dans le sérum des patients. Nous avons pu établir la plus grande cohorte de patients GEM associée à THSD7A (49 patients) et analyser leurs caractéristiques cliniques. Nous avons montré que le titre des anti–THSD7A est un biomarqueur fiable de l'activité de la maladie au cours du suivi et du traitement, ainsi que pour le pronostic. Deuxièmement, par mutagenèse dirigée, nous avons identifié 6 domaines immunogéniques de THSD7A ciblés par les autoanticorps, déterminé quels épitopes sont immunodominants ou associés à un mécanisme d’étalement épitopique, et analysé leur valeur clinique. En conclusion, mes travaux de thèse ont contribué à une meilleure compréhension de la GEM associée à THSD7A, et ouvrent de nouvelles perspectives vers une médecine personnalisée de la GEM.
Origine : Version validée par le jury (STAR)