Several case studies reported incidences where bacterial or viral infections had serious neuropsychiatric consequences. Some viruses can induce an immune response that result in the production of antibodies (Abs) with affinity for both the pathogens but also for endogenous proteins present in for example the central nervous system (CNS) causing neurological problems. Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is currently considered to cause several neurological complications and there are several articles reporting neurological symptoms in patients after SARS-CoV-2 infection and some cases of autoimmune diseases that may potentially be associated with the COVID-19 disease. The underlying hypothesis in this project is that SARS-CoV-2, by activating the adaptive immune system, may induce the autoimmunity response which can cause both mild and severe neurological problems. Another hypothesis is that autoantibodies targeting extracellular domains of receptors, channels or transporters are prone to dysregulate normal physiological functions causing neurological symptom. However, these proteins can occur in an active or inactive state and binding of autoantibodies to these proteins might be state specific. The aim of the project was therefore to develop a tissue imaging-based method to detect infection-induced autoimmunity to brain proteins caused by SARS-CoV-2 infections using an immunofluorescence method to identify the normal and the abnormal autoimmunity profiles by comparing serum from controls and post-covid patients. The project focused on developing a method to analyse the different immunoglobulin (Ig) subtypes IgG, IgA and IgM bindings and the effect of the activation receptor state on the Ig binding. An automated staining instrument was also tested to see if this instrument can be a hypothetic candidate for clinical usage and used as a diagnostic tool. The method is an indirect immunohistochemistry (IHC) based on tyramide signal amplification (TSA) using a tissue-based assay and then analysed with microscopy. This project was an important towards development of a functional and effective diagnostic tool. The outcome of the project shows promising results regarding the detection of autoimmunity using IHC and intensity measurements. The Purkinje cells and the dendritic staining observed were also interesting patterns giving some relevant information about the relation between the autoantibodies-induced dysregulation and the neurological or psychiatric symptoms. However, more patient information is needed at the same time as there is a need of larger cohorts and more research to be able to draw a more accurate conclusion. The current study may be at an early-stage but it will contribute to a better understanding of the neurological and psychiatric manifestations in patients with autoantibodies due to infections such as SARS-CoV-2 and may provide clinicians with evidence of autoimmunity. It may also support the clinicians’ treatment decisions for the patients, such as immunotherapy.

Flera fallstudier rapporterade tillfällen där bakterie- eller virusinfektioner hade allvarliga neuropsykiatriska konsekvenser. Vissa virus kan inducera ett immunsvar som resulterar i produktion av antikroppar med affinitet för både patogenerna men också för endogena proteiner som finns i t.ex. centrala nervsystemet som orsakar neurologiska problem. Allvarligt akut respiratoriskt syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) anses för närvarande orsaka flera neurologiska komplikationer och det finns flera artiklar som rapporterar neurologiska symtom hos patienter efter SARS-CoV-2-infektion och vissa fall autoimmuna sjukdomar som potentiellt kan associeras med COVID-19-sjukdomen. Den underliggande hypotesen i detta projekt är att SARS-CoV-2, genom att aktivera det adaptiva immunsystemet, kan inducera autoimmunitetssvaret som kan orsaka både milda och allvarliga neurologiska problem. En annan hypotes är att autoantikroppar riktade mot extracellulära domäner av receptorer, kanaler eller transportörer är benägna att dysregulera normala fysiologiska funktioner som orsakar neurologiska symptom. Emellertid kan dessa proteiner förekomma i ett aktivt eller inaktivt tillstånd och bindning av autoantikroppar till dessa proteiner kan vara tillståndsspecifik. Syftet med projektet var därför att utveckla en vävnadsbildningsbaserad metod för att detektera infektionsinducerad autoimmunitet mot hjärnproteiner orsakade av SARS-CoV-2-infektioner med hjälp av en immunfluorescensmetod för att identifiera de normala och onormala autoimmunitetsprofilerna genom att jämföra serum från kontroller och post-covid patienter. Projektet fokuserade på att utveckla en metod för att analysera de olika immunoglobulin subtyperna IgG, IgA och IgM bindningar och effekten av aktiveringsreceptortillståndet på Ig bindningen. Ett automatiserat färgningsinstrument testades också för att se om detta instrument kan vara en hypotetisk kandidat för klinisk användning som ett diagnostiskt verktyg. Metoden är en indirekt immunhistokemi baserad på TSA (tyramid-signalamplifikation) med användning av en vävnadsbaserad analys som analyseras sedan med mikroskopi. Detta projekt var viktigt för utveckling av ett funktionellt och effektivt diagnostiskt verktyg. Utfallet av projektet visar lovande resultat angående detektion av autoimmunitet med hjälp av IHC och intensitetsmätningar. Purkinje-cellerna och den observerade dendritiska färgningen var också intressanta mönster som gav relevant information om sambandet mellan autoantikroppsinducerad dysregulering och de neurologiska eller psykiatriska symptomen. Dock behövs mer patientinformation samtidigt som det finns behov av större kohorter och mer forskning för att kunna dra en mer noggrann slutsats. Den aktuella studien kan vara i ett tidigt skede men den kommer att bidra till en bättre förståelse av de neurologiska och psykiatriska manifestationerna hos patienter med autoantikroppar på grund av infektioner som SARS-CoV-2 och kan ge läkarna bevis på autoimmunitet. Det kan också stödja läkarnas behandlingsbeslut för patienterna, såsom immunterapi.