Vergleich von bovinen Knorpelzell-Inflammationsmodellen mit dem proinflammatorischen Zytokin IL-1β

Abstract

<em>In-vitro</em> Inflammationsmodelle werden häufig verwendet, um neue Therapieansätze der Arthrose auf ihre Wirksamkeit zu testen. Insbesondere das proinflammatorische Zytokin IL-1&beta; ist hierbei von großem Interesse, da ihm eine Schlüsselrolle in der Pathogenese der Arthrose zugeschrieben wird. In der Literatur werden jedoch eine Vielzahl an unterschiedlichen Modellen beschrieben, die sich in der Konzentration und der Herkunft des rekombinant hergestellten Zytokins unterscheiden. In dieser Studie werden die Effekte unterschiedlicher Konzentrationen an rekombinant produziertem humanem und bovinem IL-1&beta; auf bovine primäre Chondrozyten untersucht. Hierfür wurden bovine artikuläre Chondrozyten aus Fesselgelenken isoliert und in Pelletkultur verbracht. 14 Tage lang wurden die Chondrozyten entweder mit humanem oder bovinem IL-1&beta; in unterschiedlichen Konzentrationen (0,1 ng/ml - 100 ng/ml) stimuliert. Im Anschluss wurde die Genexpression anaboler, Dedifferenzierungs-, kataboler und inflammatorischer Marker analysiert, das umgebende Medium auf die inflammatorischen Marker NO und IL-6 untersucht und die Auswirkungen auf das Gewebe durch Messung des DNA-, GAG- und Gesamtkollagen-Gehalts quantifiziert. Zur histologischen Beurteilung wurde eine Safranin O/Fast Green-Färbung angefertigt. Es zeigte sich, dass Simulation mit IL-1&beta; im Allgemeinen in einer verminderten Expression anaboler Marker resultierte, während die Genexpression kataboler und inflammatorischer Marker signifikant anstieg. Die Veränderungen in der Genexpression ließen sich mit den erhöhten Entzündungsmarkern im Medium übereinbringen. Dieser insgesamt negative Einfluss auf die Chondrogenese stellte sich als konzentrationsabhängig heraus: je höher die Konzentrationen an IL-1&beta;, desto stärker die beobachteten Effekte. Die Schwellenkonzentration für nachweisbare Effekte verglichen mit der Kontrolle unterschieden sich zwischen den Ansätzen mit humanem und bovinen IL-1&beta;. Die homologe Verwendung von Zytokin und Chondrozyten zeigte die stärksten Effekte. Dies ist besonders im Bereich der niedrigen Konzentrationen entscheidend. Die Standardisierung des chondralen Inflammationsmodells ist für die Vergleichbarkeit von Therapien und die Aussagekraft über ihre Wirksamkeit notwendig.