Published January 24, 2019 | Version v1
Publication Open

Interactions of HLA-DR and Topoisomerase I Epitope Modulated Genetic Risk for Systemic Sclerosis

Creators

  • 1. Chulalongkorn University
  • 2. Prince of Songkla University
  • 3. Nihon Pharmaceutical University
  • 4. University of Shizuoka
  • 5. Chiang Mai University

Description

The association of systemic sclerosis with anti-Topoisomerase 1 antibody (ATASSc) with specific alleles of human leukocyte antigen (HLA)-DR has been observed among various ethnics. The anti-Topoisomerase 1 antibody is a common autoantibody in SSc with diffuse cutaneous scleroderma, which is one of the clinical subtypes of SSc. On the other hand, an immunodominant peptide of topoisomerase 1 (Top1) self-protein (residues 349-368) was reported to have strong association with ATASSc. In this study, molecular dynamics simulation was performed on the complexes of Top1 peptide with various HLA-DR subtypes divided into ATASSc-associated alleles (HLA-DRB1*08:02, HLA-DRB1*11:01 and HLA-DRB1*11:04), suspected allele (HLA-DRB5*01:02), and non-associated allele (HLA-DRB1*01:01). The unique interaction for each system was compared to the others in terms of dynamical behaviors, binding free energies and solvation effects. Our results showed that three HLA-DR/Top1 complexes of ATASSc association mostly exhibited high protein stability and increased binding efficiency without solvent interruption, in contrast to non-association. The suspected case (HLA-DRB5*01:02) binds Top1 as strongly as the ATASSc association case, which implied a highly possible risk for ATASSc development. This finding might support ATASSc development mechanism leading to a guideline for the treatment and avoidance of pathogens like Top1 self-peptide risk for ATASSc.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

لوحظ ارتباط التصلب الجهازي مع الجسم المضاد للتوبوازيراز 1 (ATASSc) مع أليلات محددة من مستضد الكريات البيض البشرية (HLA)- DR بين مختلف الأعراق. الجسم المضاد للتوبويزوميراز 1 هو جسم مضاد ذاتي شائع في SSc مع تصلب الجلد الجلدي المنتشر، وهو أحد الأنواع الفرعية السريرية لـ SSc. من ناحية أخرى، تم الإبلاغ عن أن الببتيد المهيمن المناعي للبروتين الذاتي 1 (Top1) (البقايا 349-368) له ارتباط قوي بـ ATASSc. في هذه الدراسة، تم إجراء محاكاة الديناميكا الجزيئية على مجمعات الببتيد Top1 مع أنواع فرعية مختلفة من HLA - DR مقسمة إلى أليلات مرتبطة بـ ATASSc (HLA - DRB1 *08:02، HLA - DRB1*11:01 و HLA -DRB1 *11:04)، أليل مشتبه به (HLA - DRB5 *01:02)، وأليل غير مرتبط (HLA -DRB1 *01:01). تمت مقارنة التفاعل الفريد لكل نظام مع الأنظمة الأخرى من حيث السلوكيات الديناميكية والطاقات الحرة الملزمة وتأثيرات الحل. أظهرت نتائجنا أن ثلاثة مجمعات HLA - DR/Top1 من جمعية ATASSc أظهرت في الغالب استقرارًا عالي البروتين وزيادة كفاءة الربط دون انقطاع المذيبات، على عكس عدم الارتباط. الحالة المشتبه بها (HLA - DRB5 *01:02) تربط TOP1 بقوة مثل حالة ارتباط ATASSc، مما ينطوي على خطر محتمل للغاية لتطوير ATASSc. قد تدعم هذه النتيجة آلية تطوير ATASSc مما يؤدي إلى وضع دليل إرشادي لعلاج وتجنب مسببات الأمراض مثل خطر الببتيد الذاتي TOP1 لـ ATASSc.

Translated Description (French)

L'association de la sclérose systémique avec l'anticorps anti-topoisomérase 1 (ATASSc) avec des allèles spécifiques de l'antigène leucocytaire humain (HLA)-DR a été observée chez diverses ethnies. L'anticorps anti-topoisomérase 1 est un auto-anticorps commun dans la sclérodermie cutanée diffuse, qui est l'un des sous-types cliniques de la sclérodermie cutanée diffuse. D'autre part, un peptide immunodominant de l'auto-protéine de la topoisomérase 1 (Top1) (résidus 349-368) aurait une forte association avec ATASSc. Dans cette étude, une simulation de la dynamique moléculaire a été réalisée sur les complexes du peptide Top1 avec divers sous-types HLA-DR divisés en allèles associés à l'ATASSc (HLA-DRB1*08:02, HLA-DRB1* 11:01 et HLA-DRB1*11:04), allèle suspecté (HLA-DRB5*01:02) et allèle non associé (HLA-DRB1*01:01). L'interaction unique pour chaque système a été comparée aux autres en termes de comportements dynamiques, d'énergies libres de liaison et d'effets de solvatation. Nos résultats ont montré que trois complexes HLA-DR/Top1 de l'association ATASSc présentaient principalement une grande stabilité protéique et une efficacité de liaison accrue sans interruption du solvant, contrairement à la non-association. Le cas suspect (HLA-DRB5*01:02) lie Top1 aussi fortement que le cas de l'association ATASSc, ce qui impliquait un risque très possible pour le développement d'ATASSc. Cette découverte pourrait soutenir le mécanisme de développement d'ATASSc conduisant à une ligne directrice pour le traitement et la prévention d'agents pathogènes comme le risque d'auto-peptide Top1 pour ATASSc.

Translated Description (Spanish)

La asociación de la esclerosis sistémica con el anticuerpo anti-topoisomerasa 1 (ATASSc) con alelos específicos del antígeno leucocitario humano (HLA)-DR se ha observado entre varios grupos étnicos. El anticuerpo anti-topoisomerasa 1 es un autoanticuerpo común en SSc con esclerodermia cutánea difusa, que es uno de los subtipos clínicos de SSc. Por otro lado, se informó que un péptido inmunodominante de la autoproteína topoisomerasa 1 (Top1) (residuos 349-368) tiene una fuerte asociación con ATASSc. En este estudio, se realizó una simulación de dinámica molecular en los complejos del péptido Top1 con varios subtipos de HLA-DR divididos en alelos asociados a ATASSc (HLA-DRB1*08:02, HLA-DRB1 * 11:01 y HLA-DRB1*11:04), alelo sospechoso (HLA-DRB5*01:02) y alelo no asociado (HLA-DRB1*01:01). La interacción única para cada sistema se comparó con los demás en términos de comportamientos dinámicos, energías libres vinculantes y efectos de solvatación. Nuestros resultados mostraron que tres complejos HLA-DR/Top1 de asociación ATASSc exhibieron en su mayoría una alta estabilidad proteica y una mayor eficiencia de unión sin interrupción del disolvente, en contraste con la no asociación. El caso sospechoso (HLA-DRB5*01:02) se une a Top1 tan fuertemente como el caso de asociación ATASSc, lo que implicaba un riesgo altamente posible para el desarrollo de ATASSc. Este hallazgo podría respaldar el mecanismo de desarrollo de ATASSc que conduce a una guía para el tratamiento y la evitación de patógenos como el riesgo de autopéptido Top1 para ATASSc.

Files

s41598-018-37038-z.pdf.pdf

Files (7.8 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:7c1b1815e19103b52be73d6508e300aa
7.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تفاعلات HLA - DR و Topoisomerase I Epitope المخاطر الوراثية المعدلة للتصلب الجهازي
Translated title (French)
Interactions de l'HLA-DR et de la topoisomérase I Risque génétique modulé par l'épitope pour la sclérose systémique
Translated title (Spanish)
Interacciones de HLA-DR y riesgo genético modulado por epítopo de topoisomerasa I para la esclerosis sistémica

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2915528601
DOI
10.1038/s41598-018-37038-z

Is supplement to
https://openalex.org/W3036615648 (Other)
https://openalex.org/W2408448169 (Other)
https://openalex.org/W2363997565 (Other)
https://openalex.org/W2182598264 (Other)
https://openalex.org/W2075879923 (Other)
https://openalex.org/W203802859 (Other)
https://openalex.org/W2021824670 (Other)
https://openalex.org/W2009867644 (Other)
https://openalex.org/W1981120125 (Other)
https://openalex.org/W1979044599 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1505701939
  • https://openalex.org/W1523151676
  • https://openalex.org/W1579942073
  • https://openalex.org/W1582069062
  • https://openalex.org/W1723875714
  • https://openalex.org/W1892103387
  • https://openalex.org/W1900843932
  • https://openalex.org/W1924238353
  • https://openalex.org/W1974759626
  • https://openalex.org/W1975580333
  • https://openalex.org/W1985651745
  • https://openalex.org/W1987161922
  • https://openalex.org/W1995095833
  • https://openalex.org/W2005386550
  • https://openalex.org/W2006853138
  • https://openalex.org/W2013398116
  • https://openalex.org/W2018620812
  • https://openalex.org/W2019355614
  • https://openalex.org/W2020406951
  • https://openalex.org/W2026640285
  • https://openalex.org/W2028701074
  • https://openalex.org/W2044355358
  • https://openalex.org/W2050183713
  • https://openalex.org/W2052221307
  • https://openalex.org/W2053556985
  • https://openalex.org/W2054883907
  • https://openalex.org/W2056501418
  • https://openalex.org/W2057570626
  • https://openalex.org/W2061224389
  • https://openalex.org/W2067174909
  • https://openalex.org/W2069123478
  • https://openalex.org/W2070330135
  • https://openalex.org/W2074660641
  • https://openalex.org/W2082809335
  • https://openalex.org/W2087868660
  • https://openalex.org/W2090123245
  • https://openalex.org/W2094393226
  • https://openalex.org/W2101255613
  • https://openalex.org/W2103945336
  • https://openalex.org/W2106140689
  • https://openalex.org/W2112267696
  • https://openalex.org/W2115218576
  • https://openalex.org/W2116107710
  • https://openalex.org/W2126139459
  • https://openalex.org/W2131174779
  • https://openalex.org/W2131811834
  • https://openalex.org/W2137446840
  • https://openalex.org/W2141029691
  • https://openalex.org/W2149984025
  • https://openalex.org/W2156674608
  • https://openalex.org/W2160494189
  • https://openalex.org/W2299513640
  • https://openalex.org/W2400844240
  • https://openalex.org/W2418545925
  • https://openalex.org/W2463057866
  • https://openalex.org/W2471534848
  • https://openalex.org/W2594029739
  • https://openalex.org/W2597129987
  • https://openalex.org/W2740987426
  • https://openalex.org/W4233799263