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Interleukin-18 induziert katabole, entzündliche und proapoptotische Effekte in menschlichen Chondrozyten und wirkt synergistisch mit Interleukin-1ß in vitro
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Authors
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T. John
- Charite, Campus Benjamin Franklin, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Berlin, Germany
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B. Kohl
- Charite, Campus Benjamin Franklin, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Berlin, Germany
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W. Ertel
- Charite, Campus Benjamin Franklin, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Berlin, Germany
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M. Shakibaei
- Ludwig-Maximilians-Universität, Institut für Anatomie, München, Germany
| Published: | October 9, 2007 |
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Fragestellung: Pro-inflammatorische Zytokine wie Interleukin (IL)-1ß spielen in der Pathogenese von Gelenkentzündungen eine wichtige Rolle. Gleichzeitig ist aber auch das proinflammatorische Zytokin Interleukin (IL)-18 im entzündeten Gelenkknorpel in erhöhter Konzentration nachweisbar. Für IL-18 sind im Gelenkknorpel katabole Wirkungen nachweisbar. Die wechselseitige Beeinflussung dieser beiden Zytokine in ihrer Auswirkung auf den Knorpel bleibt jedoch unklar und war Gegenstand der Untersuchungen.
Methodik: Primäre Chondrozyten Kulturen wurden mit rekombinanten IL-18 (in verschiedenen Konzentrationen: 1, 10, 100 ng/mL) oder IL-1ß (10 ng/mL) allein oder nach einer Vorstimulierung für 24 h mit 10 ng/mL IL-1ß gleichzeitig mit IL-18 und mit IL-1ß für 48 h weiterstimuliert. Anschließend wurde die Wirkung dieser kombinierten Behandlung im Vergleich zu den Einzelbehandlungen auf das knorpelspezifische Matrixprotein Kollagen Typ II, das zytoskeletale Signalprotein Vinculin, den Zell-Matrix Signaltransduktionsrezeptor β1-Integrin, Schlüsselsignalproteine des MAPKinase Signalweges (Src homology collagen (SHC), extracellular signal regulated kinase (ERK1/2)), das pro-inflammatorische Enzym cyclo-oxygenase-2 (COX-2) und den Apoptosemarker aktive Caspase-3 mittels Western Blot Analyse und Immunfluoreszenzmikroskopie untersucht. Morphologische Anzeichen für Apoptose wurden elektronenmikroskopisch nachgewiesen.
Ergebnisse: Sowohl die Stimulation mit IL-1ß wie auch mit IL-18 allein führte zur Hemmung der Synthese von Kollagen Typ II in den Chondrozyten. Die Kombination zwischen IL-18 und IL-1ß induzierte allerdings deutlichere Effekte als die Einzelbehandlungen. Auch der suppressive Effekt von IL-18 und IL-1ß auf die Synthese der ß1-Integrine, Vinculin und SHC wurde durch die Kombination beider Zytokine im Vergleich zu den Einzelbehandlungen verstärkt. Die ERK1/2 Aktivierung wurde deutlicher durch beide Zytokine als in den Einzelbehandlungen gehemmt. Morphologische Anzeichen für degenerative Veränderungen und typische Hinweise auf Apoptose der Chondrozyten induziert durch IL-18 und IL-1ß waren v.a. in der kombinierten Stimulation erkennbar.
Die Ergebnisse lassen schließen, dass IL-18 möglicherweise zu einer Verstärkung der katabolen Effekte durch IL-1ß in Chondrozyten führt. Damit könnte IL-18 als möglicher therapeutischer Angriffspunkt bei Gelenkentzündungen Beachtung finden.
