removal of anti ds dna by immunoadsorption with dextran sulphate in sle patient

8/6/2019 Removal of Anti Ds DNA by Immunoadsorption with dextran sulphate in SLE patient

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A n n a l so f t h eR h e u m a t i cD i s e a s e s1 9 8 9 ;4 8 :8 5 6 - 8 6 0

S e l e c t i v er e m o v a lo f a n t i - d o u b l e - s t r a n d e dDNAa n t i b o d i e s b y i m m u n o a d s o r p t i o nw i t h d e x t r a ns u l p h a t e i n a p a t i e n tw i t h s y s t em i c l u p u se r y t h e m a t o s u s

MAKIKO KINOSHITA, ' SHINICHI AOTSUKA,TAKASHI FUNAHASHI,3 NOBUTAKA TAN I , 3AND RYUICHI YOKOHARI2

F rom t h e' D i v i s i o no f I m m u n o l o g y ,C l i n i c a lR e s e a r c hI n s t i t u t e ,t h e2 D i v i s i o no f C o l l a g e nD i s e a s e s , N a t i o n a lM e d i c a lC e n t e r ,T o k y o a n dt h e C e n t r a lR e s e a r c hL a b o r a t o r i e s ,K a n e g a f u c h iC h e m i c a lI n d u s t r y ,Kobe

SUMMARY A d e x t r a ns u l p h a t eg e lc o l u m nr e m o v e da n t i - d o u b l e - s t r a n d e dDNA a n t i b o d i e s( a n t i -d sDNA) s e l e c t i v e l y ,e f f i c i e n t l y ,a n d s a f e l yf r o m t h e c i r c u l a t i o no f a p a t i e n t w i t h s y s t e m i cl u p u se r y t h e m a t o s u s( S L E ) .T h em e c h a n i s mo f t h er e m o v a li s t h o u g h tt o b e d u e t o c r o s s r e a c t i v i t yo fa n t i - d s D N Aw i t h d e x t r a ns u l p h a t e ,w h i c hh a s n e g a t i v e l yc h a r g e du n i t s .S e l e c t i v er e m o v a lo f a n t i -d sDNA i s e x p e c t e d t o c o n t r i b u t en o t o n l y t o t h e t r e a t m e n t b u t a l s ot o e l u c i d a t i o no f t h ep a t h o g e n e s i so f S L E .

T h e a e t i o l o g yo f s y s t e m i cl u p u s e r y t h em a t o s u s( S L E )i s u n k n o w n ,b u t a u t o a n t i b o d i e s ,e s p e c i a l l ya n t i - d o u b l e - s t r a n d e dDNA a n t i b o d i e s( a n t i - d s DNA )a r e t h o u g h t t o p l a ya n e s s e n t i a lp a r ti n t h ep a t h o -g e n e s i so f t h i s d i s e a s e .P l a s m a p h e r e s i s ,w h i c hr e m o v e st h e s ea n t i b o d i e sf r o m t h e c i r c u l a t i o n ,h a sb e e nf o u n dt o b e a n e f f e c t i v et r e a t m e n tf o rp a t i e n t sw i t h a c t i v eS L E . 1P l a s m a p h e r e s i s ,i n g e n e r a l ,r e m o v e sp l a s m an o n - s e l e c t i v e l ya n d o f t e nr e q u i r e st h eu s e o fp l a sm as u b s t i t u t e ,w h i c hi se x p e n s i v ea n dmay p o t e n t i a l l yc a u s e v i r a lh e p a t i t i so r a c q u i r e dimmune d e f i c i e n c ys y n d r om e .S e l e c t i v er e m o v a lo f

a u t o a n t i b o d i e si s t h e r e f o r ep r e f e r a b l e .Ant i -d sDNA h a s b e e n s h o w nt o c r o s s r e a c t w i t hr e p e a t i n gn e g a t i v e l yc h a r g e dmo l e c u l e so t h e r t h a nDNA.2 Af t e r c o n f i r m i n gt h a ta n t i - d s D N Aa l s oh a da h i g ha f f i n i t yf o r d e x t r a n s u l p h a t e ,w h i c h h a sr e p e a t i n g n e g a t i v e l yc h a r g e d u n i t s ,we t r i e d t or e m o v e a n t i - d s D N Af r o m t h e c i r c u l a t i o no f ap a t i e n tw i t h SLE u s i n ga d e x t r a n s u l p h a t es o r b e n tc o l u m n ,w h i c hh a s b e e n u s e d w i d e l ya s a s p e c i f i ca d s o r b e n t f o r l o w d e n s i t yl i p o p r o t e i ni n f a m i l i a lh y p e r l i p i d a e m i a . 3

A c c e p t e df o rp u b l i c a t i o n1 4F e b r u a r y1 9 8 9 .C o r r e s p o n d e n c et o Dr M a k i k oK i n o s h i t a ,C l i n i c a lR e s e a r c hI n s t i -t u t e ,N a t i o n a l Me d i c a lC e n t e r ,1 - 2 1 - 1To y a m a ,S h i n j u k u - k u ,To k y o1 6 2 ,J a p a n .

Ma t e r i a l s a n d m e t h o d sBINDING OF ANTI-DNA WITH DEXTRAN

SULPHATE GEL I N VITRO

P a t i e n tp l a s m a ( 0 . 1 5m l ) w a s m i x e dw i t h 0 - 1m ld e x t r a n s u l p h a t e c e l l u l o s eg e ls u s p e n d e di n 1 - 0m lT R I S - H C lb u f f e r( 0 . 1 5M, pH 7 - 6 )a n d i n c u b a t e da tr o om t e m p e r a t u r ef o rt w o h o u r sw i t h s t i r r i n g .T h eg e lw a s c e n t r i f u g e d ,t h es u p e r n a t a n to b t a i n e d ,a n dt h e r e m a i n i n gg e lw a s p a c k e d i n t oa c o l u m na n dw a s h e dt h o r o u g h l yw i t h T R I S - H C lb u f f e r .B o u n da n t i b o d i e sw e r e t h e n e l u t e dw i t h2 M N a C l . T h el e v e l so fa n t i - d s D N Aa n d a n t i - s i n g l e - s t r a n d e dDNA( a n t i - s s D N A )a n t i b o d yi n t h es u p e r n a t a n t a n d t h ee l u a t ew e r e m e a s u r e d .

PLASMA SEPARATOR AND ADSORBENT

As a p l a s m a s e p a r a t o r ,h o l l o w f i b r em em b r a n ef i l t e r so f p o l y s u l p h o n ew i t h a n a v e r a g ep o r e s i z eo f0 - 2l i ma n d e f f e c t i v es u r f a c ea r e a o f 0 - 5m 2( S F0 5 ,K a n e g a f u c h iC h e m i c a lI n d u s t r y ,Os a k a )w e r eu s e d .L i p o s o r b e rLA40 ( K a n e g a f u c h iC h em i c a lI n d u s t r y ) ,i nw h i ch 3 5 0m l o f d e x t r a ns u l p h a t ec e l l u l o s eb e a d sw e r e p a c k e d ,w a s u s e da s a s p e c i f i cs o r b e n t g e lf o ra n t i - d s D N A .

PROCEDU RE

B l o o dw a s w i t h d r a w na t a r a t eo f 8 0 m l / m i nb y a

8 5 6


2/5

R e m o v a lo f a n t i - d o u b l e - s t r a n d e dDNA a n t i b o d i e si n SLE 8 5 7

p e r i s t a l t i cpump t h r o u g h a d o u b l e l u m e nc a t h e t e ri n s e r t e di n t ot h ef e m o r a lv e i no f t h ep a t i e n t .P l a s m aw a s s e p a r a t e d a t a s p e e d o f2 5 m l / m i na n d p a s s e dt h r o u g h t h eL i p o s o r b e rw i t h d o w n w a r df l o w .The

f i l t r a t ew a s i n f u s e di n t ot h ep a t i e n tw i t h t h eb l o o dc e l l - r i c hp o r t i o n .To t a l e x t r a c o r p o r e a lc i r c u l a t i o nv o l u m e w a s a b o u t 4 0 0 m l . F o r a n t i c o a g u l a n t ,h e p a r i nw a s i n j e c t e da t a n i n i t i a ld o s e o f 2 0 0 0u n i t sa n d t h e n c o n t i n u o u s l yi n f u s e da t a r a t e o f 8 0 0u n i t s / h .Two l i t r e so f p l a s m aw e r e t r e a t e df o re a c hp r o c e d u r e . T h i s p r o c e d u r ew a s p e r f o r m e dt h r e et im e s a w e e k .

MEASUREMENTB e f o r e a n d a f t e rt h e i m m u n o a d s o r p t i o nt h e t o t a lb l o o dc e l l sw e r ec o u n t e da n d b i o c h em i c a ld a t a w e r em e a s u r e dw i t h a Te c h n i c o nSMAC -C( Te c h n i c o nI n s t r um e n t sC o r p , Ta r r y t o w n ,N Y ) .B e f o r e a n d a tt im e s w h e n e a c h 0 - 5 l i t r eo f p l a s m a h a d b e e nt r e a t e d ,p l a sm aw a s s a m p l e db e f o r ee n t e r i n ga n da f t e rl e a v i n gt h es o r b e n t c o l um n .T h e a m o u n to fc h o l e s t e r o li n v e r y l o w d e n s i t yl i p o p r o t e i n ,l o wd e n s i t yl i p o p r o t e i n ,a n dh i g hd e n s i t yl i p o p r o t e i nw a sm e a s u r e db y t h eh e p a r i n - C ap r e c i p i t a t i o nm e t h o d .I g G , I g A , C 3 , a n d C 4 w e r e m e a s u r e db y l a s e rn e p h e l om e t r y. T i t r e so f a n t i - d s D N Aa n d a n t i -s sDNA w e r em e a s u r e db y e n z y m el i n k e di m m u n o -s o r b e n t a s s a y( E L I S A )u s i n gd sDNA a n d s s D N A ,o b t a i n e d a c c o r d i n g t o t h e m e t h o d sd e s c r i b e d b yA o t s u k ae ta l , 4a sa n t i g e n s .Immune c o m p l e x e sw e r em e a s u r e db y a m o d i f i e dC l q s o l i dp h a s e b i n d i n gt e s t . 5An t i n u c l e a r r i b o n u c l e o p r o t e i na n t i b o d i e s( a n t i - n RNP )w e r e m e a s u r e db y a n EL ISA u s i n ga f f i n i t yc o l u m np u r i f i e dnRNP a s a n t i g e n . 6

= oI _= m O ) ~

_ '3' - =n

' 9 .D0

O i =

a -

J u n1 9 8 7

C a s er e p o r t

A 3 0 y e a r o l dman w a s a dm it te dt o o u r h o s p i t a lo n2 9 May 1 9 8 7 f o r f u r t h e re v a l u a t i o no f S L E . I n

O c t o b e r1 9 8 6h e h a d e x p e r i e n c e da f e v e ro f 4 0 Cw i t h p o l y a r t h r a l g i aa n d m a l a r r a s h .A f t e r a d i a g -n o s i so fSLE h e w a sg i v e n6 0 mg p r e d n i s o l o n ea n ds u b s e q u e n t l yi m p r o v e d .I nA p r i l1 9 8 7h e s u d d e n l yh a d t w o e p i s o d e so f s y n c o p ea t t a c k .On 2 9 May h ev i s i t e do u r o u t p a t i e n tc l i n i ca n d w a s a dm i t t e d f o rf u r t h e re v a l u a t i o n .He w a s 1 7 5cm i n h e i g h ta n d 6 5k g i n w e i g h t .P h y s i c a le x am i n a t i o no n a dm i s s i o ns h o w e dn o a b n o r m a l i t y .On l a b o r a t o r ye x am i n a t i o nt h ewh i t e b l o o dc e l lc o u n tw a s 8 8 x 1 0 9 / l ,r e d b l o o dc e l lc o u n t 4 * 8 x 1 0 1 2 / l ,a n d p l a t e l e tc o u n t 3 0 3 x1 0 ' / l .B i o c h em i c a ld a t a s h o w e dn o a b n o rm a l i t y .LE t e s ta n d LE c e l l p h e n o m e n o nw e r e p o s i t i v ea n d as e r o l o g i c a lt e s tf o rs y p h i l i sw a s n e g a t i v e .I g A w a s2 * 5 6g / l ,I g G 1 4 - 6 3g / l ,IgM 0 - 4 2g / l ,C 3 1 * 3 2g / l ,a n dC 4 0 - 1 3g / l .F l u o r e s c e n c ea n t i n u c l e a ra n t i b o d yw a sp o s i t i v ea t a t i t r eo f 1 / 2 5 6 0i n a s p e c k l e d p a t t e r n .I g Ga n t i - d s D N Aw a s1 4 9U / m l ,I g Ma n t i - d s D N A1 9U / m l , I g G a n t i - s s D N A4 2 6 U / m l , a n d I gM a n t i -s sDNA 2 0 0 U / ml ,w h e r e a st h en o r m a l r a n g e s o ft h e s ea n t i - D N Aa r e a l l l e s st h a n 1 0 0 U / l .An t i -nRNP w a s p o s i t i v ea t a t i t r eo f 1 / 3 2 0b y p a s s i v eh a em a g g l u t i n a t i o nt e s t .A n t i - S ma n t i b o d yw a sn e g a -t i v e .U r i n ea n a l y s i s ,e l e c t r o c a r d i o g r a m ,c h e s tx r a y ,e l e c t r o e n c e p h a l o g r am ,s p i n a lf l u i da n a l y s i s ,a n db r a i nc o m p u t e dt o m o g r a mw e r e a l l n o r m a l . Hef u l f i l l e dt h e 1 9 8 2Am e r i c a nR h e u m a t i s mA s s o c i a -t i o n r e v i s e dc r i t e r i af o r S L E . T h e 3 0 mg o fp r e d n i s o l o n et h a th e w a s t a k i n go n a dm i s s i o nw a sd e c r e a s e dt o 2 5 mg a t d a y 1 4 .A f t e r a f e w d a y s h e

F i g .1 C l i n i c a lc o u r s ea n d t i t r e so fI g Ga n t i - d s D N Aa n t i b o d i e s ,I g G ,a n d C 3 .

Augu l


3/5

8 5 8 K i n o s h i t a ,Ao t s u k a , F u n a h a s h i , Ta n i ,Yo k o h a r i

Ta b l e 1 Va l u e s o f r e c o v e r yr a t e( R )o f p l a s m ac om p o n e n t s .Va l u e s r e p r e s e n tt h em e a n ( S D ) o ft h r e ep r o c e d u r e s

P l a sm ac om p o n e n t R *

I g G a n t i - d s D N A 0 - 5 9 6( 0 - 0 9 9 )IgM a n t i - d s D N A 0 - 6 6 1( 0 - 0 5 0 )I g G a n t i - s s D NA 0 - 6 7 2( 0 - 0 9 3 )I gM a n t i - s s D NA 0 - 6 5 8( 0 . 0 5 3 )Immune c o m p l e x 0 - 6 3 7( 0 - 0 9 9 )A n t i - n R N P 0 - 9 1 9( 0 - 0 6 4 )I g G 0 - 9 4 5( 0 - 0 7 3 )I g M 0 - 96 5 ( 0 - 0 5 2 )I g A 0 . 9 5 1( 0 . 0 4 7 )C 3 0 - 9 2 7( 0 . 0 4 0 )C4 0 - 8 7 0( 0 - 0 9 0 )To t a l c h o l e s t e r o l 0 * 5 3 7 tT r i g l y c e r i d e 0 . 2 6 2HD L * - c h o l e s t e r o l 0 8 0 0L D L t - c h o l e s t e r o l 0 - 5 2 7V L D L * - c h o l e s t e r o l 0 - 2 7 4A l b u m i n 0 - 9 7 1

* R i s t h er e c o v e r y r a t ec a l c u l a t e da s t h er a t i oo f f i n a lt o i n i t i a lc o n c e n t r a t i o n .t S t a n d a r dd e v i a t i o ni s n o t g i v e nw h e r e t h e r ew a s o n l yo n em e a s u r e m e n t .* H D L = h i g hd e n s i t yl i p o p r o t e i n ;LDL=low d e n s i t yl i p o p r o t e i n ;VLDL=very l o w d e n s i t yl i p o p r o t e i n .

b e g a n t o s u f f e rf r o m p o l y a r t h r i t i s .On d a y 2 7 h ed e v e l o p e da f e v e ro f 3 9 C .I n c r e a s e o f t h e a n t i -d sDNA t i t r ea n d d e c r e a s e o f s e r u m c om p l em e n tw e r e a l s on o t e d .S i x t ym i l l i g r a m so fp r e d n i s o l o n ew a s g i v e na n d t h e f e v e rs u b s i d e d .P o l y a r t h r i t i s ,h o w e v e r , d i d n o t a m e l i o r a t ea n d t h e t i t r e o f

a n t i - d s D N Ar e m a i n e dh i g h d e s p i t et r e a t m e n tw i t h6 0 mg p r e d n i s o l o n ea n d 1 0 0mg o f a z a t h i o p r i n ef o ro n e m o n t h .A f te r c o nf i rm i ngt h a th i sa n t i - d s D N Ab o u n d t o d e x t r a n s u l p h a t ei n v i t r o ,we gave i m -

m u n o a d s o r b e n tt r e a t m e n t u s i n gt h e L i p o s o r b e r ,w i t h t h ep a t i e n t ' sa g r e e m e n t .

R e s u l t s

A s t u d y o f t h e b i n d i n go f a n t i - D N Aw i t h d e x t r a ns u l p h a t eg e li n v i t r os h o w e dt h a tt h et i t r e so f a n t i -d sDNA a n d a n t i - s s D N Ai n t h e supematant o f t h ed e x t r a ns u l p h a t eg e lw e r e 2 2 - 3 %a n d 3 4 . 2 %t h a to ft h eo r i g i n a lp l a s m ar e s p e c t i v e l y ,w h e r e a st h o s e o ft h e e l u a t ew e r e 7 1 - 0 %a n d 6 3 - 5 %r e s p e c t i v e l y .

F i g u r e1 s h o w st h e c l i n i c a lc o u r s e a n d t h e l e v e lo fI g G c l a s sa n t i - d s D NA .H i s a n t i - d s D N Ab e g a n t or i s eas t h ep r e d n i s o l o n ewas d e c r e a s e df r o m 3 0 t o2 5 mg. A f t e r t r e a t m e n tw i t h 6 0 mg p r e d n i s o l o n ef o ro n e m o n t ha 30 % d e c r e a s ei n t h e l e v e lo f I g G a n t i -d sDNAwas n o t e d . I m m u n o a d s o r p t i o nwas a b l e t or e m o v e 7 7 - 2 %o f t h e I g G a n t i - d s D N Ad u r i n gt h r e ep r o c e d u r e so v e r a one week p e r i o d .T h e r e was nor e b o u n dp h e n o m e n o n .C l i n i c a li m p r o v e m e n ta f t e ri m m u n o a d s o r p t i o nwas no t c l e a r .F e v e r s u b s i d e di mm e d i a t e l ya f t e rt r e a t m e n tw i t h6 0mg p r e d n i s o l o n e .A r t h r i t i s ,w h i c hc o n t i n u e de v e n a f t e rone m o n t ho ft r e a t m e n t w i t h 6 0 mg p r e d n i s o l o n e ,b e g a n t oam e l i o r a t e on t h e m o r n i n go f i m m u n o a d s o r p t i o n .T h e r e we r e n o s i d e e f f e c t sd u r i n g o r a f t e ri mm u n o a d s o r p t i o n .

To e s t im a t e t h e c a p a c i t yo f t h e s o r b e n t c o l u m nt h e r e c ov e r y r a t e ( R ) wa s c a l c u l a t e d( R = C f / C i ,

1) s t a d s o r p t i o n 2 n d a d s o r p t i o n 3 r da d s o r p t i o n

0 1 . 0 2 . 0 0 1 . 0 2 . 0 0 1 . 0T r e a t e dp l a sm av o l u m e( a )

2 . 0

b) 1 s ta d s o r p t i o n

1 . 0 ___ _

0 5 -

U

1 0_

5-

O _ @0 1 . 0 2 . 0

T r e a t e dp l a smav o l um e( Q )

F i g 2 ( a )T i t r e so f I g Ga n t i - d s D N Aa n t i b o d i e sa n d t r a p p i n gc o e f f i c i e n t fd u r i n gt h r e ei m m u n o a d s o r p t i o np r o c e d u r e s .T h ef v a l u ei sd e f i n e dasf = 1 - C a / C b ,w h e r eC aa n dC bar e t h e

c o n c e n t r a t i o n so fap l a s m atomponenta f t e ra n db e f o r et h ei m m u n o a d s o r b e n t

c o l u m n .O-O= t i t r e s o f I g Ga n t i - d s D N Aa n t i b o d i e si np l a s m ao b t a i n e db e f o r et h ei m m u n o a d s o r p t i o nc o l u m n ;* -*= t ho s e a f t e rt h ei m m u n o a d s o r b e n tc o l u m n ;* - U =fv a l u eo f I g Ga n t i - d s D NA .( b )Amou n to f l o wd e n s i t yl i p o p r o t e i n( L D L ) - c h o l e s t e r o la n df v a l u eo ff i r s ti mm u n o a d s o r p t i o n .O-O=amounto f LDL - c h o l e s t e r o li np l a s m ao b t a i n e db e f o r et h ei m m u n o a d s o r b e n t

c o l u m n ;0 - = a m o u n t a f t e rt h ei m m u n o ad s o r b e n t c o lu m n;M-=fv a l u eo f LDL - c h o l e s t e r o l .

at/ ) 1 .

C - 1

' S

1 0 0

- 3

F t 5 03 ) D' Sa v

. 0

. 5

1 0) o I

) o

' 5

C D0

C - )

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' aCL).mS.

- q ?' 5

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5 ?C - ?

im- j

' B' E0E

n l


4/5

R e m o v a lo f a n t i - d o u b l e - s t r a n d e dDNA a n t i b o d i e si n SLE 8 5 9

w h e r eC f a n d C i a r e t h ef i n a la n d i n i t i a lc o n c e n t r a -t i o n sr e s p e c t i v e l y ) .T h e r e c o v e r yr a t eo f I g G a n t i -d sDNAw a s0 . 5 9 6( S D0 - 0 9 9 )a n d r e c o v e r yr a t e so fI gM a n t i - d s D N A ,I g G a n t i - s s DNA , I g M a n t i -

s sDNA w e r e a lm o s t t h es a m ea s t h a to f I g G a n t i -d sDNA ( Ta b l e 1 ) .One s e s s i o no f i m m u n o a d s o r p -t i o nw a s a b l et o r e d u c e a n t i - d s D N Aa n d a n t i -s sDNA b y a b o u t4 0% o f t h eo r i g i n a lt i t r e .Immunec o m p l e x e sd e c r e a s e d b y a s much a s I g G a n t i -dsDNA. On t h eo t h e r h a n d , t h er e c o v e r yr a t eo fa n t i - n RN P w a s0 * 9 1 9( 0 . 0 6 4 ) ,i n d i c a t i n gt h a ta n t i -RN P w a s s c a r c e l yr e m o v e d . R e c o v e r yr a t e so fs e r u mI g G , I g M , I g A , C 3 , a n d C4 w e r ea lm o s t t h es a m ea s t h a to fa n t i - n RN P.B i o c h em i c a ld a t a ,s u c ha s a l b um i n , s h o w e dn o c h a n g e e x c e p t f o r t o t a lc h o l e s t e r o l ,t r i g l y c e r i d e ,l o w d e n s i t yl i p o p r o t e i n ,

a n dv e r y

l o w d e n s i t yl i p o p r o t e i n .To e v a l u a t e t h ee f f i c i e n c yo f t h er e m o v a l t h ev a l u e o f t h e t r a p p i n g c o e f f i c i e n tf w a s c a l c u l a t e d( f = 1 - C a / C b ,w h e r eC a a n d Cb a r et h ec o n c e n t r a -t i o n so f a p l a s m ac o m p o n e n ta f t e ra n d b e f o r e t h ei m m u n o a d s o r b e n tc o l u m nr e s p e c t i v e l y ) .T h e t r a p -p i n g c o e f f i c i e n ti s 1 . 0w h e na d s o r p t i o ni s c om p l e t ea n d g e t ss m a l l e ra s t h e c a p a c i t yf o r a d s o r p t i o nb e c o m e sl o w e r .F i g u r e2 s h o w st h et i t r eo f I g Ga n t i -d sDNA o f p l a s m a b e f o r e a n d a f t e rt h e i m m u n o -a d s o r b e n tc o l u m n ,a n d i t s t r a p p i n gc o e f f i c i e n t ,a tt i m e sw h e ne a c h0 - 5l i t r eo fp l a s m ah a d b e e nt r e a t e d( a ) ,a n d t h a to fl o w d e n s i t yl i p o p r o t e i n - c h o l e s t e r o la n d i t s t r a p p i n gc o e f f i c i e n t( b ) . As t h e p l a s m at r e a t m e n tw en t o nt h et i t r eo fa n t i - d s D N Ai np l a s m ab e f o r e t h ec o l u m nc o n t i n u e dt o d e c r e a s ea sd i dt h a to f l o w d e n s i t yl i p o p r o t e i n .T h e t r a p p i n gc o e f f i c i e n to f a n t i - d s D N Aw a s , h o w e v e r ,r e d u c e di np r o p o r t i o nt o t h et r e a t e dp l a s m av o lu me , w h e r e a st h a to f l o wd e n s i t yl i p o p r o t e i nw as u n c h a n g e dd u r i n g t h ep r o c e d u r e .

D i s c u s s i o n

S e v e n t y s e v e n p e r c e n t o f a n t i - d s D N Ai n t h ec i r c u l a t i o nc o u l d b e r e m o v e ds e l e c t i v e l ya n d s a f e l yb y i mm u no a d so r p t i o nu s i n g t h eL i p o s o r b e r .An t i -d sDNAh a s b e e n s h o w nt o b i n d n o t o n l y t o DNA ,b u t a l s ot o h y a l u r o n i ca c i d ,c h o n d r o i t i ns u l p h a t e ,a n d h e p a r a n s u l p h a t e ,w h i c h c o n t a i nr e p e a t i n gn e g a t i v e l yc h a r g e d u n i t s . 2T h e m e c h a n i s mo f t h er e m o v a lb y t h eL i p s o r b e ri s , t h e r e f o r e ,t h o u g h t t ob e b y c r o s sr e a c t i v i t yo f a n t i - d s D N Aw i t h d e x t r a ns u l p h a t e ,w h i c h a l s o h a s r e p e a t i n g n e g a t i v e l yc h a r g e du n i t s .Immune c o m p l e x e sw e r e r e m o v e da s w e l la s

a n t i - d s D N A ,t h o u g h t h e m e c h a n i s mi s u n k n o w n .

A n t i - n R N P,o n t h e o t h e r h a n d , w a s h a r d l yr e -m o v e d .A n t i - n R N Pi s t h o u g h t t o b e a n a u t o a n t i -b o d y w i t h h i g h s p e c i f i c i t yi n c o m p a r i s o nw i t h

a n t i - d s D N Ao r r h e u m a t o i df a c t o r ,a n d s h o w sn oc r o s sr e a c t i v i t y .P l a s m ai mm u n o g l o b u l i nw a s a l s oh a r d l y r e m o v e d .As t h er e c o v e r yr a t eo f I g G w a s0 - 9 4 5a n d t h e p r e c i p i t a t i o np a t t e r n so f I g G i np l a s m a b e f o r e a n d a f t e r i mm u n o a d s o r p t i o ni ni mm u n o e l e c t r o p h o r e s i ss h o w e d l i t t l ed i f f e r e n c e( d a t an o t s h o w n ) , t h e p o s s i b i l i t yt h a t d e x t r a ns u l p h a t er e m o v e st h ep o s i t i v e l yc h a r g e d i m m u n o -g l o b u l i nn o n - s e l e c t i v e l yt h r o u g he l e c t r o s t a t i cp o w e rs e e m su n l i k e l y .

B i o c h em i c a ld a t a s u c ha sa l b um i n ,e x c e p tf o rt o t a lc h o l e s t e r o l ,t r i g l y c e r i d e ,l o w d e n s i t yl i p o p r o t e i n ,a n d v e r y l o wd e n s i t yl i p o p r o t e i n ,s h o w e dn o s i g n i f i -c a n t c h a n g e sd u r i n g i mm u n o a d s o r p t i o n .T h i s s e l e c -t i v i t ym a d ei t u n n e c e s s a r yt o u s e p l a sm as u b s t i t u t e .To t a l c h o l e s t e r o l ,t r i g l y c e r i d e ,l o w d e n s i t yl i p o -

p r o t e i n ,a n dv e r y

l o w d e n s i t yl i p o p r o t e i nr e t u r n e d

t o t h e i r o r i g in a ll e v e l sw i t h i na w e e k w i t h n oo v e r s h o o t ( d a t an o t s h o w n ) .S u c h a t r a n s i e n tr e d u c t i o no f l i p i d w o u l d p r o d u c e n o c l i n i c a lp r o b l em s .T r e a t m e n t o f t w o l i t r e so f p l a sm a l e d t o t h e

r e m o v a lo f a b o u t 40% o f t h e a n t i - d s D NA .T h i se f f i c i e n c yi s a lm o s t t h es a m ea s t h a tf o rr e m o v a lo fa u t o a n t i b o d i e sb y p la sm ae x c h a n g e . 7T h e v a l u e o ft h et r a p p i n gc o e f f i c i e n tf s h o w e d ,h o w e v e r ,t h a tt h ec a p a c i t yo f t h e L i p o s o r b e rf o r a n t i - d s D N Aw a sm u c hs m a l l e rt h a n t h a tf o rl o w d e n s i t yl i p o p r o t e i n .Low d e n s i t yl i p o p r o t e i n ,w i t ha mo l e c u l a rw e i g h ta b o u t1 0 t i m e st h a to fI g G ,may s t e r i c a l l yi n h i b i tt h eb i n d i n go f a n t i - d s D N At o d e x t r a n s u l p h a t e ,o ra p o p r o t e i nB i n l o w d e n s i t yl i p o p r o t e i nmay h a v eh i g h e ra f f i n i t yf o rd e x t r a ns u l p h a t et h a n a n t i - D N A .C o l u m n sw h i c h e m p l o y b i o l o g i c a ls u b s t a n c e s ,

s u c h a s DNA a s u s e d b y T e r m a n e t a l , 8h a v ep r o b l e m s f o r g e n e r a lu s e . D i f f i c u l t i e si n c l u d eo b t a i n i n gs u f f i c i e n ta m o u n to fm a t e r i a l ,p r e v e n t i n gi t f r o m d e g e n e r a t i n g , a n d k e e p i n g i t b i o l o g i c a l l ya c t i v ea s w e l la s t h e p r o b l e m o f s t e r i l i s a t i o n .Mo r e o v e r , t h e s em a t e r i a l smay i mm u n i s e t h ep a t i e n t sb e c a u s eo ft h e i rh e t e r o g e n e i t ya n d l e a ki n t ot h e c i r c u l a t i n gb l o o dt o f o r mi m m u n ec om p l e x e s .I na s t u d yo f t h e s e l e c t i v er e m o v a l o f l o w d e n s i t yl i p o p r o t e i n 3d e x t r a n s u l p h a t eh a s b e e n s h o w nt oh av e n oa n t i g e n i c i t yt o h u m a n sa swe a l s os h o w e di nt h i ss t u d y .Th e r e m o v a lo f a n t i - d s D N A ,w h i c hi s b e l i e v e dt o

p l a y a m a j o r p a r t i n t h e p a t h o g e n e s i so f S L E ,e s p e c i a l l yl u p u s n e p h r i t i s ,i s e x p e c t e d t o b e a ne f f e c t i v et r e a t m e n t f o rS L E , e ve n t ho ug hs o l u b l em e d i a t o r sr a t h e rt h a n a n t i - d s D N Amay c a u s e s o m eo f t h e c l i n i c a ls y m p t o m so f S L E . I n o u r p a t i e n tc l i n i c a li m p r o v e m e n tw a s n o t c l e a ra f t e r e f f i c i e n t

r e m o v a lo f a n t i - d s D N Ab y i mm u n o a d s o r p t i o n .T h i sw a sp a r t l yb e c a u s ed i s e a s ea c t i v i t yh a d a l r e a d yb e e ns u p p r e s s e db y t r e a t m e n tw i t h p r ed n i so l on e ,b u t a l s o


5/5

8 6 0 K i n o s h i t a ,Ao t s u k a , F u n a h a s h i , Ta n i ,Yo k o h a r i

t h e a n t i - d s D N Ar e m o v e db y t h eL i p o s o r b e rm i g h tn o t h a v e p l a y e d a m a j o r p a r t i n t h e c l i n i c a ls y m p t o m si n t h i sp a t i e n t ,who h a d n o t s u f f e r e df r o mn e p h r i t i s ,a n d s o l u b l eme d i a t o r sm i g h th a v ee x e r t e d

a g r e a t e re f f e c t .I n c o n c l u s i o n ,s e l e c t i v er e m o v a lo f a n t i - d s D N Aw o u l d c o n t r i b u t en o t o n l yt o t h e t r e a tm e n t o fp a t i e n t sw i t h S L E , b u t a l s ot o e l u c i d a t i o no f t h ep r e c i s er o l eo f t h i sa n t i b o d yi n t h ep a t h o g e n e s i so fS L E .P l a s m ae x c h a n g eo r d o u b l em e m b r a n ef i l t r a -t i o np l a s m a p h e r e s i sc a n a l s or e d u c ea n t i - d s D NA .I ns u c h c a s e s ,h o w e v e r ,t h em e c h a n i s m so f i m p r o v e -m e n ta r en o t c l e a rb e c a u s en o t o n l y a n t i b o d i e so t h e rt h a n a n t i - d s D N Ab u t a l s os o l u b l emed i a t o r s a r en o n - s e l e c t i v e l yr e m o v e df r o m t h ec i r c u l a t i o n .A st h es e l e c t i v i t yo ft h er e m o v a lo fs u b s t a n c e si m p r o v e st h e m e c h a n i s m so fp l a sma p h e r e s i smay a l s ob e c o m ec l e a r .A p p l i c a t i o no f t h i si m m u n o a d s o r p t i o nt r e a t -m e n t t o p a t i e n t sw i t hSLE w i t h g r e a t e rc l i n i c a la c t i v i t ya n d a h i g ht i t r eo f a n t i - d s D N Ai n a w e l lc o n t r o l l e ds t u d yw i l lc l a r i f yt h e t r u ee f f i c a c yo fs e l e c t i v er e m o v a lo fa n t i - d s D NA ,a n d we a r en owc a r r y i n go u t a m u l t i c e n t r et r i a lt o e x a m i n et h i sa s p e c t .T h e r e f o r e ,t h e f i n d i n g sr e p o r t e dh e r e i ns h o u l d b e v i e w e da s a p r e l i m i n a r yb a s i sf o rf u t u r es t u d y .

T h i sw o r k w ass u p p o r t e db y a g r a n tf r o mt h eR e s e a r c hC o m m i t t e ef o rA u t o i m m u n eD i s e a s e ,t h eM i n i s t r yo f H e a l t h a n d We l f a r e ,J a p a n .

R e f e r e n c e s

1 J o n e s J V . P l a sm a p h e r e s i si n S L E .C l i nRheum D i s 1 9 8 2 ;8 :2 4 3 - 6 0 .

2 F a a b e rP , R i j k e T P M , v a n d e P u t t eL B A , C a p e l P J A ,B e r d e nJ H M .C r o s s - r e a c t i v i t yo fh u m a na n d m u ri n ea n t i - D N Aa n t i b o d i e sw i t h h e p a r a n s u l p h a t e .J C l i nI n v e s t1 9 8 6 ;7 7 :1 8 2 4 - 3 0 .

3 Yo k o y a m aS , Ha y a s h iR , S a t a n iM , Yamamoto A . S e l e c t i v er e m o v a lo fl o wd e n s i t yl i p o p r o t e i nb y p l a s m a p h e r e s i si n f a m i l i a lh y p e r c h o l e s t e r o l e m i a .A r t e r i o s c l e r o s i s1 9 8 5 ;5 : 6 1 3 - 2 2 .

4 A o t s u k aS ,O k a w aM, I k e b eK , Yo k o h a r iR . M e a s u r e m e n to fa n t i - d o u b l e - s t r a n d e dDNA a n t i b o d i e si nm a j o rimmu n o g l o b u l i nc l a s s e s .J I m m u n o lMe t h o d s1 9 7 9 ;2 8 :1 4 9 - 6 2 .

5 U w a t o k oS , A o t s u k aS , Okawa M , e t a l .C h a r a c t e r i z a t i o no f

C l q - b i n d i n gI g G c o m p l e x e si n s y s t e m i cl u p u se r y t h e m a t o s u sC l i nI m m u n o lI m m u n o p a t h o l1 9 8 4 ;3 0 :1 0 4 - 1 6 .6 W h i t eP J , H o c hS 0 . D e f i n i t i o no ft h ea n t i g e n i cp o l y p e p t i d e si n t h e Sm a n d RNP r i b o n u c l e o p r o t e i nc om p l e x . B i o c h e mB i o p h y sR e s Commun1 9 8 1 ;1 0 2 :3 5 6 - 7 1 .

7 J o n e sJ V , R o b i n s o nM F ,P a r c i a n yR K , L a y f e rL F ,McLeodB . Th e r a p e u t i cp l a s m a p h e r e s i si ns y s t e m i cl u p u se r y t h e m a t o s u se f f e c to n i m m u n ec om p l e x e sa n d a n t i b o d i e st o DNA . A r t h r i t i sRheum 1 9 8 1 ;2 4 :1 1 1 3 - 2 0 .

8 T e r m a nD S , B u f f a l o eG , M a t t i o l iC , e t a l . E x t r a c o r p o r e ai mmu n o a d s o r p t i o n :i n i t i a le x p e r i e n c ei n h u m a ns y s t e m i cl u p u se r y t h e m a t o s u s .L a n c e t1 9 7 9 ;i i :8 2 4 - 6 .

removal of anti ds dna by immunoadsorption with dextran sulphate in sle patient

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