Iodide, cytokines and TSH-receptor expression in Graves' disease

Summary

The present study was initiated to characterize thyrotropin receptor (TSH-R) expression in thyroids from patients with Graves' disease, as well as parameters that influence TSH-R expression either causally, such as interferon-gamma (IFN-gamma), the leading candidate among the cytokines thought to play a key role in the initiation of autoimmune thyroid disease, or therapeutically, such as iodide, which is used to prepare patients for surgery. Our data show that there is an average 4-fold increase of TSH-R mRNA levels in the thyroids of Graves' patients coming to surgery, which is paralleled by an increase in TSH-R protein levels and TSH binding capacity. The increase does not appear to be related to IFN-gamma since IFN-gamma transcripts are barely detectable in most Graves' patients. Iodide treatment causes a 2-fold decrease in TSH-R expression in association with significant decreases in major histocompatibility complex (MHC) class I and class II gene expression. These last data are compatible with a recently enunciated “transcription factor hypothesis” according to which abnormally high TSH-R and MHC class I and class II gene expression in Graves' thyroids are the result of a loss of the normal negative regulation of these genes necessary to allow the normal growth and function of the gland, yet preserve self-tolerance.

Zusammenfassung

Ziel der vorliegenden Studie war neben der Charakterisierung der Thyreotropin Rezeptor (TSH-R) Expression in Schilddrüsen von Patienten mit Morbus Basedow die Darstellung von Parametern mit entweder kausalem oder therapeutischem Effekt auf die TSH-R Expression: kausal, wie Interferon-gamma (IFN-gamma), welchem die bedeutendste Rolle unter den Zytokinen zugeschrieben wird, die eine Schlüsselrolle in der Initiierung der Immunthyreopathie spielen, oder therapeutisch, wie das präoperativ verabreichte Jodid. Unsere Daten zeigen eine durchschnittlich 4-fache Zunahme der TSH-R mRNA in den Schilddrüsen von Basedow-Patienten, die zur Operation anstehen, einhergehend mit einer Zunahme von TSH-Rezeptor Protein und TSH Bindungskapazität. Die Zunahme scheint nicht im Zusammenhang mit IFN-gamma zu stehen, da bei den meisten Basedow-Patienten nahezu keine IFN-gamma Transkripte nachweisbar sind. Jodidbehandlung verursacht eine 2-fache Zunahme der TSH-R Expression in Verbindung mit einer signifikanten Verringerung der Expression der Haupthistokompatibilitätskomplex (major histocompatibility complex, MHC) Klasse I und Klasse II Genexpression. Letzteres ist in Übereinstimmung mit eine kürzlich aufgestellten „Transkriptionsfaktor Hypothese”: hiernach resultiert eine abnorm hohe TSH-R und MHC Klasse I und Klasse II Genexpression in Basedow-Schilddrüsen aus dem Verlust der normalen negativen Regulation dieser Gene, welche Voraussetzung ist, um normales Wachstum und Funktion der Schilddrüse unter Erhalt der Selbsttoleranz zu gewährleisten.

Key words

iodide - cytokine - TSH receptor - autoimmune disease - thyroid