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Die Inaktivierung des Gens, welches Procalcitonin kodiert, schützt vor experimenteller rheumatoider Arthritis
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Autoren
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Tazio Maleitzke
- Charité – Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie (CMSC), Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
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Tamara Dietrich
- Charité – Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie (CMSC), Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
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Alexander Hildebrandt
- Charité – Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie (CMSC), Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
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Jerome Weber
- Charité – Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie (CMSC), Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
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Jessika Appelt
- Charité – Universitätsmedizin Berlin, Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
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Ellen Otto
- Charité – Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie (CMSC), Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
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Dario Zocholl
- Charité – Universitätsmedizin Berlin, Institut für Biometrie und klinische Epidemiologie, Berlin, Germany
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Shan Jiang
- Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Department of Trauma and Orthopedic Surgery, Hamburg, Germany
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Anke Baranowsky
- Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Department of Trauma and Orthopedic Surgery, Hamburg, Germany
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Georg N. Duda
- Charité – Universitätsmedizin Berlin, Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
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Serafeim Tsitsilonis
- Charité – Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie (CMSC), Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
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Johannes Keller
- Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Department of Trauma and Orthopedic Surgery, Hamburg, Germany
| Veröffentlicht: | 23. Oktober 2023 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Patient*innen mit rheumatoider Arthritis (RA) haben ein erhöhtes Risiko eine septische Arthritis zu entwickeln. Procalcitonin wird dabei als sensitiver Serum-Biomarker eingesetzt, um bakterielle Infektionen zu identifizieren und diese ggf. von RA Schüben abzugrenzen. Über die pathophysiologische Rolle von Procalcitonin in muskuloskeletalen Erkrankungen ist jedoch wenig bekannt.
Um die pathophysiologische Funktion von Procalcitonin in der experimentellen RA zu untersuchen, wurde das Kollagen Antikörper-induzierte Arthritis (CAIA) Modell in Calca-defizienten Mäusen (Calca-/-), die kein Procalcitonin exprimieren, induziert und diese mit Wildtyp Tieren verglichen.
Methodik: CAIA wurde in Calca-/- (n=15) und Wildtyp (n=13) Tieren induziert und Kontrolltiere (n=8 pro Genotyp) erhielten phosphate-buffered saline (PBS). Um die akut-inflammatorische und chronische Resolutionsphase der experimentellen Arthritis zu untersuchen, wurde für 10 bzw. 48 tage täglich einsemi-quantitativer Arthritis Score und die Griffstärke ermittelt. Intraartikuläre Inflammation, Knorpeldegradation und Knochenläsionen wurden histologisch, radiologisch und mittels Genexpressionsanalysen zu den Endpunkten nach 10 bzw. 48 Tagen untersucht.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Systemische Serum-Procalcitonin Level und intraartikuläre Expression von Procalcitonin waren im Rahmen der experimentellen Arthritis signifikant erhöht. Während Wildtyp Tiere das Vollbild eines arthritischen Phänotyps zeigten, waren Calca-defiziente Tiere vor klinischen Zeichen der experimentellen Arthritis geschützt und behielten ihre Griffstärke. Reduzierte Knochenoberfläche und erhöhte Knochenporosität waren in arthritischen Wildtyp Mäusen zu beobachten, während bei Calca-defiziente Mäusen die Knochenintegrität erhalten blieb. Calca-defiziente Mäuse zeigten weiterhin geringere histologische Anzeichen für intraartikuläre Inflammation, Knorpeldegradation und Knochenerosionen. Knorpelmarker und Tnfa waren in arthritischen WT Tieren exklusiv erhöht, während Calca-defiziente Mäuse eine erhöhte Expression von Il1a, Il1b und Ccl2 zeigten.
Die Inaktivierung von Calca, und damit des Procalcitonin Signalwegs, führte zu einem vollständigen Schutz vor entzündlichen und strukturellen Veränderungen im CAIA Mausmodell. Gemeinsam mit unseren Vorarbeiten zur Rolle von Calca-assoziierten Peptiden in entzündlichen Gelenkerkrankungen, weisen die Ergebnisse aus der aktuellen Studie auf eine unabhängige pro-inflammatorische Rolle von Procalcitonin in der RA hin.
