TNF-alpha in der Rheumatoiden Arthritis
Grundlagen
Die Rheumatoide Arthritis (RA) zählt zu den häufigsten entzündlich-rheumatischen Erkrankungen, in deren Verlauf es zu einer Entzündung und Verdickung der Synovialmembran kommt.
Diese schiebt sich dabei als sog. Pannusgewebe auf den Gelenkknorpel/Knochen und ist maßgeblich an der für die RA charakteristischen Knorpel- und Knochendestruktion beteiligt. Synoviale Fibroblasten (SF; Abb. 1) an der Knorpel-Pannusgrenze zeigen in der RA einen aktivierten Phänotyp (Abb. 2). Sie sind an der Gelenkentzündung und Destruktion durch die Sekretion von entzündlichen Zytokinen und matrix-abbauende Enzymen beteiligt.
Der "Tumor necrosis factor-a" wird als eines der bedeutendsten Zytokine in der Pathogenese der rheumatoiden Arthritis angesehen. Er induziert sowohl die Expression von pro-inflammatorischen Molekülen, wie z.B. IL-6, IL-8 und PGE2, als auch von pro-destruktiven Molekülen, z.B. MMP, in SF. Seine biologische Aktivität wird durch Bindung an zwei verschiedene Rezeptoren vermittelt, den TNF-R1 und TNF-R2. Während eine Aktivierung des TNF-R1 zu einer pro-inflammatorischen/pro-destruktiven Reaktion führt, werden dem TNF-R2 gewebsprotektive Eigenschaften zugeschrieben.
In diesem Forschungsschwerpunkt wird die Bedeutung von TNF-R1 und TNF-R2 für die TNF-a induzierten Signaltransduktion und Expression von pro-destruktiven und pro-inflammatorischen Molekülen untersucht. Ferner wird auch die Rolle von PGE2 und seinen Rezeptoren in der TNF-a induzierten Expression von pro-destruktiven und pro-inflammatorischen Molekülen in SF analysiert (Abb. 3).
Methoden
- Isolierung und Reinigung von synovialen Fibroblasten (nach Zimmermann 2001)
- Charakterisierung der Zellen mittels Durchflusszytometrie
- Analyse der mRNA-Expression mittels konventioneller RT-PCR und Real-Time RT-PCR (RealPlex, Eppendorf)
- Analyse von Signaltransduktionswegen mit phospho-spezifischen Antikörpern mittels Western-Blot
- Analyse der Sekretion von Protein mittels ELISA und Western-Blot
- Bestimmung der Aktivität von Matrix-Metalloproteinasen
- Immunhistologie und In-situ Hybridisierung in Gewebeschnitten
- Sequenzierung
Pubilkationen
- Kunisch E. et. al. Ann Rheum Dis. 2007 Aug; 66(8):1043-51.
- Kunisch E. et. al. Ann Rheum Dis. 2004 Jul; 63(7):774-84.
- Stuhlmuller B. et. al. Am J Pathol. 2003 Sep;163(3):901-11. Erratum in: Am J Pathol. 2003 Dec;163(6):2645.
- Huber R. et. al. Z Rheumatol. 2003 Aug;62(4):378-89. German.
- Alsalameh S. et. al. J Rheumatol. 2003 Aug;30(8):1680-90.
- Kinne RW. et. al. Genes Chromosomes Cancer. 2003 Sep;38(1):53-67.
- Kunisch E. et al. Z Rheumatol. 2002;61 Suppl 2:II1-II5. German.
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- Zimmermann T. et al. Arthritis Res. 2001;3(1):72-6.
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Abb 1: Synoviale Fibroblasten in Kultur
Abb 2: Synoviale Fibroblasten in der RA zeigen einen aktivierten Phänotyp. Der aktivierte Phänotyp von synovialen Fibroblasten wird entweder exogen durch die hochentzündete Umgebung (linke Seite) oder endogen durch Mutationen in Schlüsselgenen (rechte Seite) induziert. Der aktivierten Phänotyp der synovialen Fibroblasten ist charakterisiert durch eine erhöhte Sekretion von Matrix-abbauende Proteinen. Daraus resultiert ein verstärkter Abbau der extrazellulären Matrix.
Abb 3: PGE2 moduliert die TNF-a induzierte Expression verschiedener Moleküle in SF. Bei Bindung von TNF-a an TNF-R1 wird über Aktivierung verschiedener Signaltransduktionswege die Expression von pro-destruktiven und pro-inflammatorsichen Moleküle induziert. TNF-a induziert auch die Expression von Cyclooxigenase 2 und somit die Synthese/Sekretion von PGE2. Dieses moduliert in einem autokrinen Mechanismus die Expression von MMP-1 und IL-6.
Abb 4: Analyse der Aktivierung von p38 in RA-SF nach TNF-a Stimulierung. RA-SF wurden für die angegebenen Zeitpunkte mit 10 ng/ml TNF-a stimuliert. Die Phosphorylierung von p38 wurde mit einem phospho-spezifischen Antikörper gegen p38 detektiert.
