Background: Immune-mediated necrotizing myopathy (IMNM) is an idiopathic inflammatory myopathy that is characterised by distinct clinical, serological and histopathological features. The exact pathophysiology of this disabling disease is unknown, although a direct myofiber-damaging effect of disease specific autoantibodies against signal-recognition-particle (SRP) and 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase (HMGCR) and complement activation is emerging as a central process. Immunosuppressant therapy is not always efficient and seronegative patients are common, thus additional processes leading to myofiber impairment must be present. Objective: In this context, the appearance of vacuolar structures within myofibers of IMNM patients, which have been mentioned but never analysed in more detail, was investigated. Vacuolar structures in muscle disease are often associated with specific pathophysiologic processes. In this regard, the relation of vacuole formation with immunologic events and cellular proteostasis mechanisms were to be illuminated. Methods: Skeletal muscle biopsies of 56 patients with immune-mediated necrotizing myopathy were analysed retrospectively by histochemical, immunohistochemical and gene expression methods. For comparison, skeletal muscle biopsies of eight sporadic inclusion body myositis and eight non-diseased control patients were analysed accordingly. Results: The majority of IMNM patients´ skeletal muscle biopsies show a variable number of vacuole-containing myofibers. Histopathological hallmarks of muscle affection of immune-mediated necrotizing myopathy (necrosis, myophagocytosis and immune cell infiltration) were significantly more pronounced in biopsies containing vacuoles (V+) than in biopsies without vacuoles (V-). Investigation of differential immune response, complement involvement, protein aggregation and different degradation pathways showed no significant differences between V+ and V- IMNM patients. Analysing pathways that can be associated with vacuole formation in muscle, a peculiar immunoreactivity pattern of the autophagy-adaptor protein p62 was revealed. Moreover, the specific p62 pattern uncovered the involvement of BAG3-mediated selective autophagy in immune-mediated necrotizing myopathy. Significantly differing BAG3 mRNA expression levels exposed its particular involvement in immune-mediated necrotizing myopathy versus sporadic inclusion body myositis.
Hintergrund: Die immunvermittelte nekrotisierende Myopathie (IMNM) gehört zu der Gruppe der idiopathischen inflammatorischen Myopathien und ist charakterisiert durch spezifische klinische, serologische und histopathologische Befunde. Die Pathophysiologie dieser Erkrankung ist nicht bekannt, obwohl jüngste Studien eine direkte Muskelfaserschädigung durch spezifische Autoantikörper gegen das Signal Recognition Particle (SRP) und die 3-Hydroxy-3- Methylglutaryl-Coenzym-A-Reduktase (HMGCR) und damit verbundene Komplementsystem Aktivierung als zentralen Mechanismus aufdeckten. Eine immunsupprimierende Therapie führt nicht immer zu Symptomverbesserung und neben den seropositiven Patienten zeigt ein Großteil der Patienten keine typische Autoantikörperbildung. Das Vorliegen zusätzlicher Krankheitsmechanismen, die zu Muskelschädigung führen, ist demnach wahrscheinlich. Zielsetzung: In diesem Zusammenhang wurde das Auftreten von vakuolären Strukturen innerhalb von Muskelfasern von Patienten mit IMNM untersucht. Vakuolenbildung ist bei verschiedenen Muskelerkrankungen mit spezifischen pathophysiologischen Prozessen assoziiert. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist so die Untersuchung der vakuolären Strukturen in Hinsicht auf Charakter und Pathogenese; dabei soll insbesondere der Zusammenhang zu immunologischen Prozessen und zu Mechanismen der zellulären Proteinhomöostase aufgeklärt werden. Methoden: Skelettmuskelbiopsien von 56 Patienten mit immunvermittelter nekrotisierender Myopathie wurden mittels histochemischer, immunhistochemischer und molekularbiologischer Methoden untersucht. Analog wurden die Untersuchungen mit Skelettmuskelproben von acht gesunden Kontrollpersonen und acht Patienten mit sporadischer Einschlusskörpermyositis als Vergleichsgruppen durchgeführt. Ergebnisse: In Skelettmuskelbiopsien der Mehrheit der Patienten mit IMNM fanden sich vakuoläre Strukturen in variabler Ausprägung. Histopathologische Zeichen für eine Muskelschädigung, wie sie bei der IMNM auftreten, waren bei Patienten, deren Biopsien Vakuolen aufwiesen (V+) signifikant stärker ausgeprägt als bei IMNM Patienten ohne Nachweis von Vakuolen (V-). Die Untersuchung verschiedener immunologischer Phänomene, des Komplementsystems, Proteinaggregation und – abbaumechanismen zeigte keine Unterschiede zwischen den beiden Patientengruppen. Bei der Analyse verschiedener Stoffwechselwege, welche zu Vakuolenbildung im Muskel führen können, zeigte sich ein auffälliges Färbemuster des Autophagie-Adapter-Proteins p62. Dieses Ergebnis führte zu der Entdeckung von Veränderungen der BAG3-vermittelten selektiven Autophagie in Muskelfasern von Patienten mit IMNM. Weiterhin wurden signifikante Unterschiede in der mRNA Expression von BAG3 zwischen Patienten mit immunvermittelter nekrotisierender Myopathie und Patienten mit sporadischer Einschlusskörpermyositis aufgedeckt. Schlussfolgerung: Das Entstehen von vakuolären Strukturen im Muskel von IMNM Patienten scheint als kollaterale Muskelschädigung, möglichweise als Zeichen besonders starker Krankheitsaktivität im Rahmen der Erkrankung aufzutreten und ist nicht mit einem spezifischen Mechanismus assoziiert. Es liegt eine Veränderung im Stoffwechselweg der BAG3-vermittelten selektiven Autophagie vor, was zu einem spezifischen histologischen Muster von p62 führt. Die Unterschiede der p62 Morphologie als auch die unterschiedliche BAG3 mRNA Quantität bei Patienten mit IMNM bzw. sIBM könnten nicht nur diagnostisch genutzt werden, sondern geben zusätzlich Aufschluss über die jeweiligen pathophysiologischen Vorgänge.