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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2013)

22.10. - 25.10.2013, Berlin

Regulation von Arthrose-assoziierten Schlüsselmediatoren durch TNF α und IL-10 in primären humanen Synovialfibroblasten

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Nadine Jork - Charité Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • Ingo Mrosewski - Charité Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • Claudia Conrad - Charité Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • Elena Wiegand - Charité Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • Thilo John - DRK Kliniken Berlin Westend, Klinik für Unfallchirurgie und Orthopädie, Berlin, Germany
  • Wolfgang Ertel - Charité - Campus Benjamin Franklin, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Berlin, Germany
  • Gundula Schulze-Tanzil - Charité Universitätsmedizin Berlin, CBF, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Berlin, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2013). Berlin, 22.-25.10.2013. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2013. DocPO14-645

doi: 10.3205/13dkou641, urn:nbn:de:0183-13dkou6415

Published: October 23, 2013

© 2013 Jork et al.
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Fragestellung: Die Synovialmembran spielt in der Pathogenese der Arthrose eine aktive Rolle. Von verschiedenen Zelltypen im arthrotischen Gelenk freigesetzte proinflammatorische Mediatoren wie Tumornekrosefaktor α (TNF α ) könnten die Synthese zusätzlicher proinflammatorischer Zytokine z.B. Interleukin 6 (IL-6) in Synovialfibroblasten (SF) induzieren und den Knorpelabbau beschleunigen. Die Interaktion intraartikulärer Zytokine und ihr konkreter Einfluss auf SF sind bis jetzt noch nicht vollständig verstanden. Daher war es das Ziel dieser Studie, die Wechselwirkung zwischen TNF α und dem antiinflammatorischen Zytokin IL-10 in SF zu charakterisieren um zu ergründen, ob IL-10 katabole Effekte in SF modulieren könnte.

Methodik: Primäre humane SF wurden aus Kniegelenks-Synovialmembranen von 5 Spendern isoliert, durch ihr typisches Proteinexpressionsprofil (CD55+, CD44+, UDPGDH+, Tenascin+, CD14-) charakterisiert und mit TNF α , IL-10 oder der Kombination aus TNF α +IL-10 (jeweils 10ng/ml) für 24h in vitro stimuliert. In der Folge wurde die Genexpression von TNF α , IL-1 β , IL-6, IL-10 und der Matrixmetalloproteasen (MMPs) 1&3 mittels RTD-PCR untersucht. Die Proteinexpression derselben Mediatoren wurde mittels Durchflusszytometrie und Immunofluoreszenzmarkierung bestimmt. Als Therapiemodell wurden primäre humane SF mit einem adenoviralen IL-10 Überexpressions-Vektor transduziert, um zu untersuchen ob sehr hohe lokale IL-10 Konzentrationen die proinflammatorischen Wirkungen von TNF α modulieren können. Students t-test (gepaart, bilateral) p ≤ 0.05.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die kultivierten SF wurden durch TNF α und die Kombination aus TNF α +IL-10 aktiviert und steigerten ihre Genexpression für Arthrose-assoziierte Mediatoren wie TNF α , IL-1 β , IL-6 und MMPs. Des Weiteren induzierte TNF α eine erhöhte Expression von IL-10 in SF. Die Stimulation mit IL-10 ließ im Vergleich zu den Kontrollen keine Auswirkungen auf die Expression der analysierten Gene erkennen. Auf dem Genexpressionslevel wurden TNF α , IL-1 β sowie IL-6 durch TNF α allein und durch die Kombination TNF α +IL-10 in gleichem Maße induziert, während die MMPs stärker durch die kombinierte Stimulation induziert wurden. Die Untersuchung der Proteinsynthese spiegelte wesentliche Ergebnisse der Genexpressionsanalyse wieder.

Die mit dem humanen IL-10 Vektor transduzierten Zellen bildeten nach Stimulation mit TNF α deutlich weniger MMPs als die nicht-transduzierten Zellen, die Expression von IL-6 wurde jedoch nicht beeinflusst.

Primäre humane SF werden durch TNF α auch in Kombination mit IL-10 stark aktiviert, was zur Hochregulation multipler inflammatorischer und kataboler Mediatoren führt und auf ihre spezielle Rolle in der Pathogenese der Arthrose hinweist. Die IL-10 Überexpression scheint in diesem Sinne vielversprechend, jedoch hat sich das humane IL-10 Gen allein als nicht ausreichend erwiesen wichtige TNF α -Effekte zu unterdrücken und weitere Studien sind erforderlich um einen ggf. Klinik-tauglichen Therapieansatz zu entwickeln.