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Freisetzung von Myeloperoxidase und Elastase aus peripheren neutrophilen Granulozyten und Bildung extrazellulärer Traps durch Zigarettenrauch bei Patienten mit Rheumatoider Arthritis
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Autoren
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Juliane Franz
- Klinik für Rheumatologie Kantonsspital Aarau, Rheumatologie, Aarau, Schweiz
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Stavros Giaglis
- Laboratory of Prenatal Medicine Department of Biomedicine, University Hospital Basel, Basel, Schweiz
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Erik Deman
- Kantonsspital Aarau, Klinik für Rheumatologie, Aarau, Schweiz
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Guenther Schaefer
- Laboratory of Prenatal Medicine Department of Biomedicine, University Hospital Basel, Basel, Schweiz
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Andreas Thueler
- Kantonsspital Baden, Rheumatologie, Baden, Schweiz
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Sinuhe Hahn
- Laboratory of Prenatal Medicine Department of Biomedicine, University Hospital Basel, Basel, Schweiz
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Paul Hasler
- Kantonsspital Aarau, Klinik für Rheumatologie, Aarau, Schweiz
| Veröffentlicht: | 29. August 2016 |
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Gliederung
Text
Einleitung: Rauchen ist ein unabhängiger Risikofaktor für eine Rheumatoide Arthritis (RA) [1]. Neutrophile Granulozyten setzen als Antwort auf einen infektiösen Erreger ihre nukleären Bestandteile in Form sog. neutrophiler extrazellulärer traps (NETs) frei [2]. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass auch neutrophile Granulozyten von RA-Patienten eine starke NETs-Bildung aufweisen [3], [4]. Die vorliegender Studie untersucht den Einfluss von Zigarettenrauch auf neutrophile Granulozyten von RA-Patienten und gesunden Kontrollen, insbesondere hinsichtlich der NETs-Bildung.
Methoden: Regelmässige Raucher mit RA (n=6) und gesunde Raucher (n=9) hielten eine 16-stündige Zigarettenabstinenz ein. Danach rauchten sie zwei Zigaretten innerhalb von 10 MInuten. Zum Zeitpunkt 0 sowie 30, 60 und 120 Minuten nach Reexposition erfolgten Blutentnahmen und die Bestimmung des Kohlenmonoxid-Hämoglobins (CO-Hb) mittels SmokerLyzer.
Es wurden Myeloperoxidase (MPO), Neutrophile Elastase (NE) und zellfreie Nukleosomen als Marker für die NETs-Bildung bestimmt (ELISA). Routineuntersuchungen beinhalteten Blutbild, CRP, BSR und Gerinnungsparameter. Ausserdem wurden neutrophile Granulozyten von gesunden Spendern in-vitro mit Zigarettenrauchextrakt (CSE) inkubiert und die NETs-Bildung mittels SytoxGreen-Färbung und Gegenfärbung mit Anti-MPO, Anti-cit-H3 und DAPI dargestellt.
Ergebnisse: Bezüglich des CO-Hb wiesen rauchende RA-Patienten und gesunde Raucher vergleichbare Trends auf. Die basalen Konzentrationen für MPO, NE und freie Nucleosomen waren bei RA-Rauchern höher als bei gesunden Rauchern. Die Reexposition gegenüber Zigarettenrauch führte bei RA-Patienten zu einem dreifachen Anstieg von MPO und NE. Im Verlauf fielen diese Werte zeitabhängig wieder die basalen Konzentrationen ab. Auch die Zahl der peripheren Leukozyten und neutrophilen Granulozyten steigen durch die Reexposition bei RA-Patienten deutlich an.
Ueberraschenderweise veränderten sich die Konzentrationen für zirkulierende zellfreie Nukleosomen gegenläufig, d.h., sie fielen nach Reexposition ab und stiegen im Verlauf wieder auf die Basalwerte an.
Die in-vitro Inkubation frisch isolierter neutrophiler Granulozyten mit CSE führte ebenfalls einer verminderten Bildung von NETs.
Schlussfolgerung: Neutrophile Granulozyten sind bei RA-Rauchern im Vergleich zu gesunden Rauchern präaktiviert. Der rasche Anstieg der neutrophilen Granulozyten sowie von MPO und NE im peripheren Blut von RA-Patienten nach Reexposition gegenüber Zigarettenrauch widerspiegelt den systemischen Effekt des Rauchens. Der Abfall der freien Nukleosomen im peripheren Blut war unerwartet. Eine Erklärung könnte sein, dass nur MPO und NE in die Zirkulation gelangen, während die NETs-Bildung lokal in den Alveolen der Lungen abläuft.
