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Fragestellung: IL-1beta ist ein wichtiges Zytokin in der Pathogenese der posttraumatischen Osteoarthrose (pt-OA). Die IL-1β Konzentration steigt intraartikulär stark an und induziert degenerative Prozesse im Knorpelgewebe. Die pt-OA führt trotz guter Rekonstitution der Biomechanik in über 40% zur Arthrose und unterscheidet sich somit nicht von Fällen die konservativ behandelt wurden. Somit bleibt die Frage, warum trotz Wiederherstellung der Biomechanik der Knorpelschaden entsteht.

Kann die Inhibition von IL-1β in einem traumatisch induzierten Modell der Osteoarthrose eine Verringerung des Knorpelschadens erwirken?

Methodik: C28 Chondrozyten wurde für eine Dose-Response für die Wirkung von IL-1β und IL-1R1-Inhibitor (R&D) verwendet. Hierfür wurden die Zellen für 24h mit 0,5, 1 und 2,5 ng IL-1β und 250, 500 und 1000 ng IL-1R1-Inhibitor inkubiert. Die Expression von IL-1β, Kollagen 2, Aggrekan und Matrix-Metalloprotease-13 (MMP-13) wurde anschließend mittels qRT-PCR ausgewertet. Knorpelfragmente von 15 Trauma- Patienten wurden explantiert und für 3 Tage in Lösung mit 250 und 500ng IL-1R1-Inhibitor inkubiert. Die Auswertung erfolgte mittels qRT-PCR hinsichtlich der Gene IL-1β, Kollagen 2, Aggrekan und MMP-13.

Des Weiteren wurden 20 Mäuse verwendet, bei denen durch destabilisieren des medialen Meniskus und herbeiführen meniskoligamentärer Verletzungen eine pt-OA induziert wurde. Bei 10 Mäusen wurde jeweils 3x in einer Woche 500ng IL-1R1-Inhibitor in 5 µl intraartikulär injiziert. Der Kontroll-Kohorte wurden 5 µl PBS injiziert. Nach 10 Wochen wurden die Mäuse getötet und die OA mittels Chambers-Score ausgewertet.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Dose-Response zeigte mit steigender Konzentration von IL-1β einen Anstieg von IL-1β und MMP-13. Dieser Effekt ließ sich durch IL-1R1 Koinkubation dosisabhängig aufheben. Die IL-1R1-Inhibition hatte keinen Effekt auf die Expression von Kollagen 2 und Aggrekan.

Die humanen Explantate zeigten keine signifikanten Unterschiede in der Expression von Kollagen 2 und Aggrekan nach der Behandlung mit IL-1R1. Es zeigte sich jedoch eine Tendenz zu einer verminderten Expression von IL-1β und MMP-13, welche eventuell aufgrund der geringen Probenzahl nicht signifikant ist. Die Auswertung der Tierversuche zeigte eine signifikante Reduktion der Knorpelschädigung durch die IL-1R1-Behandlung im Mausmodel. Die Behandlung mit IL-1R1 kann jedoch die Entstehung der OA nicht vollständig aufhalten, da auch ein signifikanter Unterschied zu der Sham-operierten Gruppe besteht.

Diese Ergebnisse lassen darauf hoffen, dass durch die frühe Inhibition von IL-1β eine Verbesserung des Outcomes bei einer pt-OA erwirkt werden kann. In den Zellkulturen und Tierversuchen ließ sich für die behandelten Gruppen eine signifikante Verbesserung im Vergleich zu den unbehandelten Gruppen erzielen, jedoch keine restitutio ad integrum.