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Fragestellung: Entzündungsprozesse sind entscheidend an der Pathogenese der Osteoarthrose (OA) beteiligt. Der Dysbalance von anti- und pro-inflammatorischen T-Zell-Subtypen wird im Entzündungsprozess bei OA eine zentrale Bedeutung beigemessen. Das Ziel dieser Studie war die Wirkung der T-Zell-Subtypen auf die Freisetzung von Zytokinen und Metalloproteinasen in Anwesenheit von Chondrozyten bei OA in vitro zu analysieren.

Methodik: In diese prospektive Studie wurden 19 Patienten (12 weiblich, 7 männlich; Alter: 63 ± 13 Jahre) mit fortgeschrittener Gonarthrose eingeschlossen. Aus Tibiaplateau, gewonnen während Knieprothesenimplantationen, wurden Chondrozyten isoliert. CD4⁺ T-Zellen wurden aus peripherem Blut isoliert und in ihre Subtypen polarisiert. Angesetzt wurden Monokulturen und direkte Co-Kulturen der T-Zell-Subtypen (CD3⁺CD4⁺CD25⁺CD127^-FOXP3⁺ Treg, CD3⁺CD4⁺CXRC3^-CCR4⁺CCR6^-CCR10^-GATA3⁺ TH2, CD3⁺CD4⁺CXRC3⁺CCR6^-CCR10^-T-bet⁺ TH1, CD3⁺CD4⁺RORyt⁺ TH17) und Chondrozyten für 48 h. In den Kulturüberständen wurden die Konzentrationen (Konz.) von Metalloproteinasen (MMPs) mittels ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) und Zytokinen (Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierender Faktor (GM-CSF), Interferon (IFN)-γ, Tumornekrosefaktor (TNF)-α und Interleukin (IL) -4/6/17) durch Multiplex-Assay bestimmt. Die erfolgreiche T-Zell-Polarisation wurde durchflusszytometrisch geprüft. Die statistische Analyse erfolgte durch Friedman-Tests und Post-hoc Wilcoxon-Tests und einer Korrektur nach Bonferroni.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Im Vergleich zu den Monokulturen wurden in den Überständen der Chondrozyten Co-Kulturen mit Treg, TH2- und TH17-Zellen signifikant größere MMP-1/3/9/13 Konz. bestimmt. Hierbei wurden von allen MMPs die größten mittleren Konz. in den Co-Kulturen mit Th17-Zellen gemessen. Gegenüber den Monokulturen waren die Konz. von GM-CSF, IFN-γ, IL-6 und L-17 in Abhängigkeit vom T-Zell-Subtyp in den Co-Kulturen mit Chondrozyten signifikant erhöht (siehe Abbildung 1 [Abb. 1]). Von IL-4 und TNF-α wurden in den Co-Kulturen mit TH2-Zellen und Treg signifikant geringere Konz. als in den Monokulturen bestimmt.

Die Interaktion von CD4⁺ T-Zell-Subtypen und Chondrozyten von OA-Patienten resultiert in vitro in Abhängigkeit vom MMP und Zytokin in einer T-Zell-Subtyp-übergreifenden oder – spezifischen Beeinflussung der MMP- und Zytokin-Produktion. In Präsenz von Chondrozyten führen insbesondere TH17-Zellen zu einem pro-inflammatorischen MMP- und Zytokin-Profil. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die gezielte Modulation der T-Zell-Polarisation und hierbei die Inhibierung der TH17-Zellen großes Potential für einen anti-inflammatorischen und kausal wirkenden Behandlungsansatz bei OA hat.