| Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Publikationen ohne Print on Demand PDF - Angenommene Version (45MB) |
- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-327954
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.32795
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 24 November 2015 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Prof. Dr. Rainer H. Straub und Prof. Dr. Dr. Joachim Grifka |
| Tag der Prüfung: | 10 November 2015 |
| Institutionen: | Medizin > Lehrstuhl für Innere Medizin I |
| Stichwörter / Keywords: | Endocannabinoidsystem, Rheumatoide Arthritis, Fibroblasten |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 32795 |
Zusammenfassung (Deutsch)
Die Rheumatoide Arthritis ist eine häufige Autoimmunerkrankung, die 0,5-1 % der erwachsenen Bevölkerung betrifft und als chronische Gelenkentzündung zu fortschreitender Gelenkzerstörung und systemischen Symptomen wie z.B. das metabolisches Syndrom und Atherosklerose führt. In den letzten Jahrzehnten wurde das pathogenetische Verständnis der Rheumatoiden Arthritis auf Nicht-Immunzellen erweitert. ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Die Rheumatoide Arthritis ist eine häufige Autoimmunerkrankung, die 0,5-1 % der erwachsenen Bevölkerung betrifft und als chronische Gelenkentzündung zu fortschreitender Gelenkzerstörung und systemischen Symptomen wie z.B. das metabolisches Syndrom und Atherosklerose führt. In den letzten Jahrzehnten wurde das pathogenetische Verständnis der Rheumatoiden Arthritis auf Nicht-Immunzellen erweitert. So besetzen Fibroblasten der artikulären Synovia eine herausragende Stellung in der Entwicklung der Gelenkentzündung. Im Zusammenspiel mit Immunzellen und Osteoklasten entwickelt sich im chronisch entzündeten Gelenk ein Gewebetumor aus tumorös veränderten Fibroblasten, der Pannus. Diese veränderten Fibroblasten sind verantwortlich für die Synthese von Matrix-Metalloproteasen MMP, die Kapsel- und Knorpelmatrix degradieren. Die Fibroblasten halten die lokale Arthritis aufrecht und koordinieren die Zerstörung angrenzenden Knochens durch die Osteoklasten. Die Unterbindung immunologischer Kommunikation durch sogenannte Biologika wie z.B. TNFα-Hemmer, hat das therapeutische Ergebnis deutlich verbessert, die therapeutischen Kosten jedoch auch deutlich erhöht und schwerwiegende Nebenwirkungen der Immunsuppression eingeführt. Deshalb besteht weiterhin die Notwendigkeit, alternative und adjuvante Therapien zu entwickeln, die nicht nur auf das Immunsystem sondern auch auf nicht-immunologische Zellen wie die Fibroblasten abzielen. Einer der wichtigsten therapeutischen Ergebnisse muss es sein, dass diese Fibroblasten weniger aggressiv wachsen und weniger gewebezerstörende MMP bilden. Intrazellulär wird die Synthese von MMP hauptsächlich durch mitogen-aktivierte Proteinkinasen MAPK gesteuert. Dieses System besteht aus Proteinkinasen, die sich nach extra- oder intrazellulärem Signal konsekutiv und exponentiell aktivieren. Grundsätzlich lassen sich hierbei drei Kinase-Achsen unterscheiden: die Extracellular Signal Regulated Kinase ERK, die hauptsächliche für Zellwachstum und Zelldifferenzierung verantwortlich ist, sowie die p38 MAPK und c-Jun N-Terminal Kinase JNK, die die zelluläre Antwort auf Stress koordinieren. Assoziiert ist das cAMP-responsive Binding Protein CREB, das ebenso durch zellulären Stress aktiviert wird. Somit kann ein therapeutischer Ansatz die Reduktion der Aktivität des MAPK-System in den synovialen Fibroblasten sein, um damit die Produktion von MMP zu reduzieren und die Gelenkszerstörung zu verlangsamen. Das endogene Cannabinoidsystem ECS wurde im Zuge der Cannabis-Forschung entdeckt und stellt ein komplexes Signalsystem aus Lipiden dar. Es besteht neben den Cannabinoid-Rezeptoren CB1 und CB2 aus den endogen produzierten Liganden Anandamid und 2-Arachidonylglycerol. Dieses System moduliert sowohl zentralnervös die Nahrungsaufnahme als auch peripher das Immunsystem. Es konnte gezeigt werden, dass synthetisch hergestellte Cannabinoide in Immunzellen und Nicht-Immunzellen einiger chronischen Entzündungen, wie der Rheumatoide Arthritis, suppressiv auf die Aktivität der MAPK und Produktion von MMP wirken. Hingegen wurde die Rolle der endogen produzierten Liganden in der Rheumatoiden Arthritis bislang nur unzureichend erforscht. Diese Arbeit verwendete humane Fibroblasten aus Patienten mit Rheumatoider Arthritis oder degenerativer Arthrose. Im normoxischen und hypoxischen Umfeld wurden diese Zellen mit selektiven CB1-und CB2-Agonisten sowie dem endogen produzierten Anandamid vorbehandelt und zuletzt mit den pro-inflammatorischen Zytokinen TNFα, Interleukin-1β oder dem Endotoxin Lipopolysaccharid stimuliert. Die Aktivität der intrazellulären MAPK ERK, p38, c-Jun und der cAMP responsive Binding-Protein CREB wurde mittels Enzyme-linked Immunosorbent Assay ELISA und Proteome Profiler™ gemessen. Desweiteren wurde der Anteil apoptotischer und nekrotischer Zellen mittels Durchflusszytometrie und Messung der Laktatdehydrogenase sowie die Synthese einiger immunmodulatorischer Zytokine mit dem Proteome Profiler™ bestimmt. Die Ergebnisse zeigten, dass der CB1-Agonist die Aktivität der MAPK nach Zytokin-Stimulation signifikant erhöhte, der CB2-Agonist jedoch die Aktivität von MAPK und CREB signifikant erniedrigte. Das endogen produzierte Anandamid wirkte in hohen Konzentration (1µm) wie der CB1-Agonist pro-inflammatorisch, in niedrigen Konzentration (0.1nm) jedoch wie der CB2-Agonist anti-inflammatorisch. Anandamid konnte ebenso die Produktion von pro-inflammatorischen Zytokinen nach Stimulation mit TNFα reduzieren. Zudem induzierten sowohl der CB1-Agonist als auch Anandamid Apoptose und Nekrose in den Fibroblasten. Erstmals konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass das endogen produzierte Cannabinoid Anandamid konzentrationsabhängig entweder pro- oder anti-inflammatorisch auf synoviale Fibroblasten wirkt. Mögliche adjuvante Therapien mit Cannabinoiden gegen die Rheumatoide Arthritis müssen somit die lokale Konzentration von endogenen Cannabinoiden und daher die Aktivität des ECS in der Arthritis berücksichtigen. Eine klare Aussage ist in Anbetracht der Komplexität des ECS sowie fehlender in-vivo-Experimente noch nicht möglich. Jedoch stellt die Modulation des ECS mit seinen vielfältigen Wirkungen nicht nur auf Immunzellen, sondern auch auf Nicht-Immunzellen, wie den Fibroblasten, ein mögliches zukünftiges Therapieziel gegen die Rheumatoide Arthritis dar.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Rheumatoid arthritis affect about 0.5-1 % of adults. It eventually leads to joint degeneration and systemic inflammation with comorbidities such as metabolic syndrome or atherosclerosis. The past research revealed non-immunological cells to be part of the pathogenetic mechanism. Fibroblast-like synoviocytes are the key aggressive players in rheumatoid arthritis and largely responsible for ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Rheumatoid arthritis affect about 0.5-1 % of adults. It eventually leads to joint degeneration and systemic inflammation with comorbidities such as metabolic syndrome or atherosclerosis. The past research revealed non-immunological cells to be part of the pathogenetic mechanism.
Fibroblast-like synoviocytes are the key aggressive players in rheumatoid arthritis and largely responsible for inflammation sustenance and joint destruction. Mitigation of the aggressive behaviour and elimination of the apoptotic resistance is crucial, yet still has not been sufficiently addressed in current therapy regimes, even after the introduction of biological therapies. The recent discovery of the cannabinoid system in the joint might address this challenge. The endocannabinoid system consists of the endogenous lipids anandamide and 2-arachidonoylglycerol, which act on the CB-1 and CB-2 receptor and mainly influence food intake and the immune system.
In-vitro cell cultures of synovial fibroblasts from rheumatoid arthritis and osteoarthritis patients were exposed to selective CB-1 and CB-2 agonist as well as the endogenous cannabinoid anandamide and afterwards stimulated with the pro-inflammatory cytokines TNFα, Interleukin-1β or the endotoxin lipopolysaccharide . The activation of the intracellular mitogen-activated protein kinases ERK, p38, c-Jun and the cAMP responsive binding element CREB were assessed with ELISA and the Proteome Profiler™ sandwich immunoblot. Apoptosis and necrosis were measured with flow cytometry and release of lactate dehydrogenase.
The CB-1 agonist enhanced the effect of the pro-inflammatory cytokines, whereas the CB-2 agonist suppressed the inflammatory activation.
This study showed for the first time, that anandamide resembled the pro-inflammatory CB-1 agonism in high concentration (1µm), but the anti-inflammatory CB-2 agonism in low concentration (0.1nm). Similiar to the CB-1 agonism, anandamide induced necrosis and apoptosis in fibroblasts.
Possible adjuvant therapies with cannabinoid against rheumatoid arthritis have to consider the local concentration of endogenous cannabinoids and the activity of the ECS in the arthritic joint. The definitive statement of its effect is still not possible, since its complex nature needs further in-vivo experiments. The pleiotropic effect of the ECS on various cell types might be a future therapeutic tool against rheumatoid arthritis.
Metadaten zuletzt geändert: 25 Nov 2020 23:24
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