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Artrite reumatoide: il valore dei markers di laboratorio

Cenni introduttivi

L’artrite reumatoide (AR) è una malattia autoimmune infiammatoria sistemica che riguarda principalmente l’infiammazione articolare. Circa lo 0,7% della popolazione mondiale è affetta dalla malattia, che può provocare la distruzione delle articolazioni e la disabilità. Inoltre, circa il 40% dei pazienti presenta manifestazioni extra-articolari, complicando la progressione della malattia e la mortalità. Gli autoanticorpi (autoAbs) isolati dal siero del paziente e dal liquido sinoviale svolgono un ruolo critico nella patogenesi dell’AR. Secondo la letteratura, il 70-80% dei pazienti con AR è positivo per gli autoanticorpi, come i fattori reumatoidi (RF) e gli anticorpi anti-proteina citrullinata (ACPA). Sebbene non siano necessariamente presenti in tutti i pazienti, è noto da oltre 80 anni che esistono anticorpi che reagiscono con autoantigeni, comprese le immunoglobuline e gli epitopi delle proteine modificate nell’AR. Con l’avanzamento delle conoscenze sulla correlazione tra autoAbs e RA, questi anticorpi sono diventati biomarkers critici ampiamente utilizzati nella pratica clinica per la previsione e la diagnosi della malattia e possono aiutare nella scelta dei regimi terapeutici.

Il fattore reumatoide (RF)

RF sono stati i primi autoAb riportati nella AR. Furono descritti da Waaler nel 1940 come fattori con attività emoagglutinante nel siero di un paziente con AR, e nominati da Pike nel 1949 per la loro associazione con l’AR. Studi successivi hanno rivelato che la presenza di RF è associata a un fenotipo AR più grave ed erosivo. In modo convincente, utilizzando una tecnica analitica ultracentrifuga, Kunkel ei suoi colleghi hanno scoperto in seguito che la RF è un anticorpo ai complessi antigene-anticorpo. Inoltre, gli scienziati hanno scoperto che il RF prende di mira gli epitopi antigenici all’interno della regione del frammento cristallizzabile (Fc) dell’immunoglobulina G (IgG) ed è presente in vari isotipi. Sebbene la specificità della RF per l’AR sia solo approssimativamente del 60-70% e le condizioni richieste per rompere la tolleranza all’IgG non siano ancora del tutto comprese, il RF è stato incluso nei criteri di classificazione ACR del 1987 per l’AR e considerata il paradigma della significatività clinica degli auto-anticorpi nell’AR.

I fattori reumatoidi, nonostante il loro nome, non sono specifici dell’AR. Infatti, essi sono comunemente prodotti durante le immunizzazioni e le risposte immunitarie secondarie alle infezioni per aiutare nella rimozione dei patogeni. Anche altre condizioni reumatiche, come il lupus eritematoso sistemico, la malattia di Sjogren e la sarcoidosi, sono associate alla presenza di RF. Tra gli individui sani, inoltre, la presenza di RF aumenta con l’età e supera il 25% tra gli anziani di età superiore agli 85 anni. In contrasto con li RF fisiologici negli individui sani, quelli isolati dai pazienti con AR sono relativamente mono-reattivi e possiedono maggiore affinità. Sebbene uno spettro di immunoglobuline, comprese IgG, IgA, IgM e IgE, si trovi tra gli RF, le IgM, che comprendono la maggior parte degli isotipi RF nell’AR, vengono rilevate nel 60-80% dei pazienti con AR, seguite da IgA e IgG.

Gli anticorpi anti-citrullina (ACPA)

L’identificazione degli ACPA può essere fatta risalire al 1964, quando Nienhuis e Mandema riportarono fattori antiperinucleari all’interno dei sieri dei pazienti con AR. Circa 30 anni dopo, Hoet e colleghi li hanno caratterizzati per quanto riguarda la loro reattività verso i peptidi citrullinati. A seguito della scoperta di più proteine ​​candidate eleggibili per la citrullinazione di peptidil arginina deiminasi (PAD), il cosiddetto “RA citrullinoma”, che si riferisce alla raccolta di centinaia di proteine ​​citrullinate identificate nel siero e nel liquido sinoviale dei pazienti con RA, è stato introdotto nel campo della ricerca AR negli ultimi dieci anni. Con la loro superba specificità diagnostica, rilevanza immunopatogena ed eccellenti correlazioni cliniche, gli ACPA sono stati inclusi nei criteri di classificazione RA 2010 dell’American College of Rheumatology (ACR) / European League Against Rheumatism (EULAR). Accanto alla classica presenza del RF, negli ultimi dieci anni anche l’ACPA è stato considerato un importante segno distintivo della malattia.

La citrullinazione è una reazione enzimatica mediata dal PAD che converte l’arginina in citrullina. Cheratina, fibrinogeno, vimentina, fibronectina, α-enolasi e proteina regolata dal glucosio 78-kDa (GRP78) sono substrati ben noti per la citrullinazione. Con la crescente raccolta di proteine ​​citrullinate identificate dal liquido sinoviale e dal siero dei pazienti con AR, negli ultimi decenni è stato introdotto il termine “citrullinoma RA”. Tuttavia, nonostante il nome, lo spettro degli epitopi riconosciuti dagli ACPA non è limitato al “citrullinoma RA” ma anche ai peptidi sottoposti ad altre modificazioni, tra cui carbamilazione e acetilazione. Si ritiene comunemente che la reattività sovrapposta spieghi l’ampia reattività degli ACPA. Recentemente, Li e colleghi hanno scoperto che un terzo degli ACPA riconosce solo obiettivi monotipi, con una reattività di sovrapposizione limitata.

Ulteriori prove suggeriscono che la maggior parte degli ACPA nel siero di pazienti con AR che reagiscono alle catene laterali della citrullina, non hanno alcun ruolo funzionale. Infatti, solo gli ACPA che interagiscono o reagiscono in modo crociato con la citrullina e le catene laterali prossimali degli aminoacidi delle proteine ​​articolari mostrano capacità artritogeniche. Inoltre, è stato osservato che la diversità e l’avidità degli ACPA verso i peptidi citrullinati cambiano ed evolvono nel tempo. Gli ACPA, rispetto al classico anticorpo RF anti-AR, hanno una specificità diagnostica superiore e possono essere rilevati in circa due terzi dei pazienti con AR. Sebbene l’1–3% dei soggetti sani possa anche risultare positivo agli ACPA, i loro livelli sono generalmente nella gamma più bassa. Inoltre, rispetto agli ACPA isolati dai pazienti con AR, quelli trovati in individui sani di solito riconoscono uno spettro ristretto di antigeni citrullinati con avidità alterata.

Anticorpi anti-proteine ​​carbamilate

Anti-CarP Ab è un altro autoanticorpo correlato all’AR. A differenza della citrullinazione, la carbamilazione è un PTM non enzimatico delle proteine ​​che richiede la presenza di cianato. Al legame del cianato sotto forma di acido isocianico alla catena laterale del gruppo -NH2 della lisina, l’omocitrullina viene prodotta tramite la reazione di carbamilazione. Tuttavia, in condizioni fisiologiche, il livello di cianato è generalmente troppo basso per indurre efficacemente la carbamilazione. Come l’urea è una fonte di cianato, il livello di cianato nei pazienti con elevati livelli di azoto ureico nel sangue e disfunzioni renali può essere aumentato, promuovendo la carbamilazione. Inoltre, il cianato può essere derivato dalla trasformazione del tiocianato mediata dall’enzima mieloperossidasi (MPO). In condizioni infiammatorie croniche, la MPO può essere rilasciata dai neutrofili per potenziare la carbamilazione.

Alfa-1 carbamilata anti-tripsina, fibrinogeno, vimentina, alfa-enolasi e GRP78 sono alcuni dei bersagli di anti-CarP Ab identificati nei sieri di pazienti con AR. L’avidità degli ACPA è considerata bassa e l’avidità ancora più bassa degli addominali anti-CarP suggerisce che, nonostante il corretto cambio di classe, al momento della produzione di quest’ultimo si verifica una maturazione dell’avidità nulla o scarsa. In particolare, anti-CarP Ab si trova in quasi il 45% dei pazienti con artrite reumatoide precoce positivi per ACPA, probabilmente a causa della stretta somiglianza tra citrullina e omocitrullina. Indipendentemente da ciò, una grande percentuale di ACPA e anti-CarP Abs che interagiscono solo con proteine ​​citrullinate o carbamilate può anche essere trovata insieme a quelle che reagiscono in modo crociato tra loro nel siero dei pazienti con AR a doppia positività.

In particolare, la sensibilità degli anticorpi anti-CarP è del 18-26% e del 27-46% rispettivamente prima e dopo la diagnosi di AR, e la sua specificità è di circa il 90% e oltre nell’AR. Circa l’8-16% dei pazienti ACPA-negativi risulta positivo per anti-CarP Ab. Sebbene gli Abs anti-CarP possano essere trovati anche in individui sani e in altre condizioni reumatiche, la prevalenza di Ab anti-CarP nei pazienti con AR è relativamente alta. Simile a quello di ACPA, gli isotipi di anti-CarP Ab mostrano un ampio spettro. IgA, IgM e IgG, inclusi IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4 anti-CarP Ab sono stati tutti scoperti in pazienti con AR.

Valore predittivo nei pazienti pre-malattia

Fattore reumatoide

Sebbene non necessariamente necessari per lo sviluppo dell’AR, gli autoAbs possono essere facilmente trovati molti anni prima dell’inizio della malattia sintomatica nel modello di evoluzione dell’AR. Si è scoperto che la rilevazione di RF sotto forma di IgM, IgA e IgG è anteriore di anni alla comparsa dell’AR in pazienti di varie etnie. È interessante notare che la loro comparsa nel siero è sequenziale prima della diagnosi di AR: prima IgM RF, seguita da IgA RF e infine IgG RF.

Anticorpi anti-citrullina

Analogamente al RF, gli ACPA possono essere rilevati in campioni di siero fino a 14 anni prima della comparsa dei sintomi articolari dell’AR e precedono la presenza di IgM RF fino a un decennio. Un’attenta indagine sui donatori di sangue pre-AR e sui campioni di sangue raccolti dai pazienti prima della loro diagnosi ha suggerito che un aumento del livello di ACAP può essere generalmente riscontrato 1-3 anni prima della comparsa dei sintomi. Hafkenscheid et al. ha scoperto che un’ampia glicosilazione del dominio IgG ACPA V predisponeva gli individui allo sviluppo di malattia. Questa variazione enzimatica serve ad attaccare residui di carboidrati alle proteine. È stato inoltre segnalato che l’alterazione della glicosilazione nella porzione Fc, la diminuzione della galattosilazione e l’aumento della fucosilazione dell’ACPA IgG1 sierica precedono la sua insorgenza.

Anticorpi anti-proteine carbamilate

Allo stesso modo, anti-CarP Ab, che può essere rilevato prima dell’inizio dell’AR, è applicabile anche nel contesto dello screening preclinico. Infatti, anti CarP Ab può essere rilevato più di un decennio prima della comparsa dell’AR, approssimativamente nello stesso momento dell’ACPA e prima che possa essere rilevato IgM RF. In particolare, rispetto a quelli che prendono di mira il fibrinogeno carbamilato, il livello di screening anti-CarP Ab è più associato alla diagnosi futura di AR.

Il valore dei markers nel controllo della malattia

Fattore reumatoide

Prima dell’introduzione di altri autoAb, la sola RF, in particolare gli isotipi IgM e IgA ad alto titolo, era un fattore ben noto che prediceva una malattia articolare più aggressiva ed erosiva con una maggiore prevalenza di manifestazioni extra-articolari. Inoltre, la presenza di IgM RF nel siero dei pazienti rende la remissione clinica meno raggiungibile. In effetti, un recente studio ha riportato che il RF è associato al fallimento precoce del metotrexato (MTX) a causa dell’inefficacia nei pazienti con AR precoce. Ci sono risultati contrastanti quando si utilizza il RF per prevedere la risposta ai regimi terapeutici e limitarne l’applicazione clinica. Ad esempio, alti livelli di RF sierica sono ragionevoli predittori per una migliore risposta alla terapia di deplezione contro i linfociti B.

In effetti, la maggior parte dei pazienti positivi per RF mostra una risposta moderatamente migliore a rituximab rispetto a quelli negativi. Tuttavia, la risposta all’anti-TNF varia in modo significativo. Mentre alcuni studi hanno affermato che la positività alla RF prima della terapia prediceva una risposta favorevole, altri hanno riportato risultati opposti. Le prove raccolte da revisioni sistematiche e meta-analisi di studi clinici e studi osservazionali, inclusi 14 studi sul trattamento con rituximab e 6 studi sul trattamento con tocilizumab, hanno rivelato che la positività alla RF all’inizio predice una migliore risposta clinica. Tuttavia, non vi è alcuna associazione tra RF e risposta ad abatacept.

Anticorpi anti-citrullina

Sebbene il significato clinico e l’immunopatogenesi di RF e ACPA siano stati ben chiariti, nessun trattamento personalizzato è preferibilmente raccomandato per i pazienti con AR sieropositivi o quelli con ACPA elevato in particolare. Secondo lo studio a lungo termine dello studio strategico BeSt, nonostante una maggiore entità del danno articolare radiologico, i pazienti positivi per ACPA hanno ottenuto una riduzione dell’attività della malattia identica a quelli negativi. Sebbene la presenza di ACPA non sembri aggiungere molto alla previsione di una risposta al trattamento a MTX, i rapporti hanno suggerito alcune differenze nell’entità della risposta influenzata dal dosaggio del trattamento.

Cambridge et al. ha scoperto che non vi era alcun aumento del livello di ACPA prima o durante la ricaduta dopo la risposta iniziale. Pertanto, il ruolo dell’ACPA come biomarker per l’attività della malattia è ancora discutibile. In seguito all’introduzione degli inibitori della chinasi Janus (JAK) nel trattamento dell’AR, è emerso l’interesse per il modo in cui la sieropositività predice la sua risposta al trattamento. Recentemente, Bird et al. hanno analizzato 3061 pazienti provenienti da cinque coorti di AR e hanno scoperto che coloro che erano positivi sia per ACAP che per RF avevano maggiori probabilità di ottenere una risposta clinica con tofacitinib rispetto a quelli che erano negativi per entrambi gli autoAb.

Anticorpi anti-proteine carbamilate

Gli anti-CarP Ab vengono rilevati fino al 45% dei pazienti con AR, sebbene la loro presenza sia stata trovata solo nel 16-30% di quelli negativi per ACPA. Nonostante i risultati contrastanti, la maggior parte degli studi concorda sul fatto che la presenza di anticorpi anti-CarP è associata a un più alto grado di attività della malattia e una disabilità significativamente maggiore nel tempo nei pazienti con AR. Recentemente, una progressione radiologica più grave è stata segnalata in pazienti positivi per antiCarP IgG, in particolare tra quelli negativi per ACPA. Ciò indica un ruolo di anticorpi anti CarP come marker sierologico unico e rilevante per i pazienti con AR negativi per ACPA.

Kumar et al. recentemente ha riportato una correlazione tra la positività anti-CarP al basale e una riduzione dell’attività della malattia entro i primi sei mesi di trattamento tra 60 pazienti con AR trattati con abatacept. Tuttavia, il ruolo predittivo degli anticorpi anti-CarP in risposta al trattamento dell’AR in altri trattamenti non è stato ampiamente studiato. Sembra che siano necessarie ulteriori ricerche per determinare l’utilità degli anticorpi anti-CarP per il monitoraggio dell’attività della malattia dell’AR e della risposta terapeutica.

Altri biomarkers la vaglio dell’utilità diagnostica

Altri anticorpi di crescente interesse per RA sono gli enzimi peptidil-deiminasi (PADs). Questi catalizzano la conversione dell’arginina in citrullina in seno alle proteine, la modifica post-traduzionale nota come citrullinazione di cui si è parlato sopra. In particolare, gli anticorpi anti-PAD3 e PAD4 sono emersi come partecipanti significativi nella patogenesi dell’AR. Una metanalisi ha riportato l’alto valore di anti-PAD4 nella diagnosi di AR e l’elevata specificità, ma la sensibilità relativamente bassa di anti-PAD4. Inoltre, gli anticorpi anti-PAD4 sono stati associati a una grave malattia articolare erosiva nell’AR. Recentemente, anti-PAD2 è stato descritto per la prima volta in RA. Anti-PAD2 sembra essere caratteristico di un sottotipo clinicamente distinto di AR che causa un’infiammazione articolare di base meno grave e una progressione più lenta della malattia articolare.

Gli anticorpi anti-vimentina citrullinata (anti-MCV) hanno dimostrato un valore diagnostico paragonabile a RF e ACPA e potrebbero essere un marker diagnostico efficace per l’AR. È stata rilevata un’associazione tra i livelli di anti-MCV e le manifestazioni extra-articolari della malattia. Ovvero, potrebbero risultare utili per le complicanze d’organo (es. polmone, rene, muscolo cardiaco). Inoltre, gli anticorpi anti-MCV sembrano essere anche un marker predittivo della risposta al trattamento con rituximab.

La proteina sierica 14-3-3η è stata considerata un promettente biomarker derivato dalle articolazioni per l’AR. In combinazione con altre misurazioni sierologiche, il rilevamento della proteina 14-3-3η migliora la diagnosi di AR, specialmente nei pazienti sieronegativi per RF e ACPA. Uno stato positivo di 14-3-3η è stato anche significativamente associato alla progressione radiografica nell’artrite reumatoide precoce agli anni 1, 3 e 5, indicando l’utilità prognostica.

Una recente meta-analisi ha dimostrato che la calprotectina sierica e sinoviale nell’AR sono correlate con l’attività della malattia. Inoltre, la calprotectina svolge un ruolo potenziale come predittore indipendente della progressione radiologica. Non è una casualità che questa proteina si possa ritrovare come mezzo diagnostico utile per l’AR. Essa generalmente viene ricercata nelle feci dei pazienti con malattia di Chron e finora non ha trovato re-direzionamento verso altre condizioni. Il fatto che possa essere variata nell’artrite reumatoide, e perciò dosabile, conferisce valore aggiunto alla sua utilità. Fra parentesi, non è infrequente che chi abbia l’AR possa avere un morbo di Crohn come comorbidità.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it

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