The antiphospholipid syndrome (APS) is characterized by recurrent fetal loss, vascular thrombosis, and thrombocytopenia occurring in the presence of antiphospholipid (aPL) antibodies. The pathogenesis of fetal loss and tissue injury in APS is incompletely understood, but is thought to involve platelet and endothelial cell activation as well as procoagulant effects of aPL antibodies acting directly on clotting pathway components. Recent studies have shown that uncontrolled complement activation in the placenta leads to fetal death in utero. We hypothesized that aPL antibodies activate complement in the placenta, generating split products that mediate placental injury and lead to fetal loss and growth retardation. To test this hypothesis, we used a murine model of APS in which pregnant mice are injected with human IgG containing aPL antibodies. We found that inhibition of the complement cascade in vivo, using the C3 convertase inhibitor complement receptor 1–related gene/protein y (Crry)-Ig, blocks fetal loss and growth retardation. Furthermore, mice deficient in complement C3 were resistant to fetal injury induced by aPL antibodies. While antigenic epitopes recognized by aPL antibodies are important in the pathogenesis of APS, our data show that in vivo complement activation is required for aPL antibody-induced fetal loss and growth retardation.

Antiphospholipid syndrome (APS) is defined by recurrent pregnancy loss and thrombosis in the presence of antiphospholipid (aPL) Ab’s. Currently, therapy for pregnant women with APS is focused on preventing thrombosis, but anticoagulation is only partially successful in averting miscarriage. We hypothesized that complement activation is a central mechanism of pregnancy loss in APS and tested this in a model in which pregnant mice receive human IgG containing aPL Ab’s. Here we identify complement component C5 (and particularly its cleavage product C5a) and neutrophils as key mediators of fetal injury, and we show that Ab’s or peptides that block C5a–C5a receptor interactions prevent pregnancy complications. The fact that F(ab)′2 fragments of aPL Ab’s do not mediate fetal injury and that C4-deficient mice are protected from fetal injury suggests that activation of the complement cascade is initiated via the classical pathway. Studies in factor B–deficient mice, however, indicate that alternative pathway activation is required and amplifies complement activation. In contrast, activating FcγRs do not play an important role in mediating aPL Ab–induced fetal injury. Our findings identify the key innate immune effectors engaged by pathogenic autoantibodies that mediate poor pregnancy outcomes in APS and provide novel and important targets for prevention of pregnancy loss in APS.

Antiphospholipid syndrome (APS) is defined by recurrent pregnancy loss and thrombosis in the presence of antiphospholipid (aPL) Ab's. Currently, therapy for pregnant women with APS is focused on preventing thrombosis, but anticoagulation is only partially successful in averting miscarriage. We hypothesized that complement activation is a central mechanism of pregnancy loss in APS and tested this in a model in which pregnant mice receive human IgG containing aPL Ab's. Here we identify complement component C5 (and particularly its cleavage product C5a) and neutrophils as key mediators of fetal injury, and we show that Ab's or peptides that block C5a–C5a receptor interactions prevent pregnancy complications. The fact that F(ab)′2 fragments of aPL Ab's do not mediate fetal injury and that C4-deficient mice are protected from fetal injury suggests that activation of the complement cascade is initiated via the classical pathway. Studies in factor B–deficient mice, however, indicate that alternative pathway activation is required and amplifies complement activation. In contrast, activating FcγRs do not play an important role in mediating aPL Ab–induced fetal injury. Our findings identify the key innate immune effectors engaged by pathogenic autoantibodies that mediate poor pregnancy outcomes in APS and provide novel and important targets for prevention of pregnancy loss in APS.

Immune mechanisms have been implicated in placental dysfunction in patients with recurrent miscarriages and intrauterine growth restriction (IUGR), but the mediators are undefined. Here we show that complement activation, particularly C5a, is a required intermediary event in the pathogenesis of placental and fetal injury in an antibody-independent mouse model of spontaneous miscarriage and IUGR, and that complement activation causes dysregulation of the angiogenic factors required for normal placental development. Pregnancies complicated by miscarriage or growth restriction were characterized by inflammatory infiltrates in placentas, functional deficiency of free vascular endothelial growth factor (VEGF), elevated levels of soluble VEGF receptor 1 (sVEGFR-1, also known as sFlt-1; a potent anti-angiogenic molecule), and defective placental development. Inhibition of complement activation in vivo blocked the increase in sVEGFR-1 and rescued pregnancies. In vitro stimulation of monocytes with products of the complement cascade directly triggered release of sVEGFR-1, which sequesters VEGF. These studies provide the first evidence linking the complement system to angiogenic factor imbalance associated with placental dysfunction, and identify a new effector of immune-triggered pregnancy complications.

Abstract Objective Antiphospholipid antibodies (aPL) have been shown to induce thrombosis, activate endothelial cells, and induce fetal loss. The pathogenesis of aPL‐induced thrombosis, although not completely understood, may involve platelet and endothelial cell activation as well as procoagulant effects of aPL directly on clotting pathway components. Recent studies have shown that uncontrolled complement activation leads to fetal death in aPL‐treated mice. In this study, we tested the hypothesis that aPL are responsible for activation of complement, thus generating split products that induce thrombosis. Methods To study thrombus dynamics and adhesion of leukocytes we used in vivo murine models of thrombosis and microcirculation, in which injections of aPL were used. Results Mice deficient in complement components C3 and C5 were resistant to the enhanced thrombosis and endothelial cell activation that was induced by aPL. Furthermore, inhibition of C5 activation using anti‐C5 monoclonal antibodies prevented thrombophilia induced by aPL. Conclusion These data show that complement activation mediates 2 important effectors of aPL, induction of thrombosis and activation of endothelial cells.