Differenzierungspotential von Morbus Dupuytren Fibroblasten zu Myofibroblasten korreliert mit einer erhöhten Expressionsrate des TGF-betaR1

by | Aug 6, 2017 | Hand, News

Das höhere Differenzierungspotential von Morbus Dupuytren Fibroblasten zu Myofibroblasten korreliert mit einer erhöhten Expressionsrate des Transforming Growth Factor-beta1 Rezeptors (TGF-betaR1)

Grotheer V, Lögteres T, Borgschulze A, Suschek C, Windolf J

 

Fragestellung: Morbus Dupuytren ist eine fibrotische Erkrankung der Palmaraponeurose, die zu einer permanenten Beugekontraktur von einem oder mehreren Fingern führt (Dupuytren-Kontraktur). Hauptverantwortlich für die Entwicklung der klinischen Symptome sind die erhöhte Proliferation und die erhöhte Differenzierung von Fibroblasten zu Myofibroblasten. TGF-beta-induzierte Signalkaskaden übernehmen in der Pathogenese des MD eine wesentliche Rolle, sodass diese häufig Gegenstand der experimentellen Forschung sind. Dupuytrenfibroblasten differenzieren nach Inkubation mit TGF-beta deutlich häufiger zu Myofibroblasten als die Fibroblasten der gesunden Aponeurose. Des Weiteren wurde eine verminderte Apoptoserate der Morbus Dupuytrenfibroblasten beschrieben.

Methodik: Vor diesem Hintergrund haben wir mit Hilfe von durchflusszytometrischen Analysen die intrinsische Apoptose von Duypuytrenfibroblasten mit Staurosporin induziert und die Expression der TGF-beta Rezeptoren vor und nach einer Stimulation mit TGF-beta über 5 Tage (5ng/ml) untersucht.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Vor diesem Hintergrund haben wir mit Hilfe von durchflusszytometrischen Analysen die intrinsische Apoptose von Duypuytrenfibroblasten mit Staurosporin induziert und die Expression der TGF-beta Rezeptoren vor und nach einer Stimulation mit TGF-beta über 5 Tage (5ng/ml) untersucht.

Wir zeigen, dass die im Vergleich zu Fibroblasten der gesunden Aponeurose signifikant erhöhte Differenzierung von Dupuytrenfibroblasten zu Myofibroblasten mit der TGF-betaR1-Dichte korreliert. In Dupuytrenfibroblasten beobachteten wir eine um ca. 10% höhere Expression des TGF-beta-R1 als in Fibroblasten der gesunden Aponeurose. Interessanterweise weisen TGF-beta-induzierte Myofibroblasten eine signifikant erniedrigte TGF-beta-R1-Expression (ca. 20%) als native Dupuytrenfibroblasten auf. Die pathophysiologische Bedeutung des Befundes wird aktuell analysiert. Dies könnte die Ursache für eine erhöhte Differenzierung der Morbus Dupuytrenfibroblasten zu Myofibroblasten sein. Des Weiteren ist es uns gelungen, durch die Adressierung der intrinsischen Apoptose, in Dupuytrenfibroblasten eine 20% höhere Apoptoserate zu induzieren als in Fibroblasten der gesunden Aponeurose.

Unsere Analysen weisen auf zwei neue Therapieoptionen für die Behandlung des Morbus Dupuytren hin, zum einen die spezifische Induktion der intrinsischen Apoptose und zum anderen die Adressierung des TGF-beta1-Rezeptors.

 

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI42-355

doi: 10.3205/14dkou275, urn:nbn:de:0183-14dkou2751

Published: October 13, 2014
© 2014 Grotheer et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.en). You are free: to Share – to copy, distribute and transmit the work, provided the original author and source are credited.

IL-1β und TGF-β stimulieren die Differenzierung und Proliferation von Fibroblasten bei Morbus Dupuytren

by | Jul 31, 2017 | Hand, News

IL-1β und TGF-β stimulieren die Differenzierung und Proliferation von Fibroblasten bei Morbus Dupuytren

Lögters T, Borgschulze A, Grotheer V, Suschek CV, Sahlender B, Windolf J

Fragestellung: Die Pathogenese des Morbus Dupuytren (MD) ist gekennzeichnet durch eine verstärkte Differenzierung und Proliferation von Fibroblasten sowie extrazellulärer Matrix (ECM). Vor allem ein gestörtes Gleichgewicht der die ECM abbauenden Matrix-Metalloproteinasen (MMPs) und deren Inhibitoren Tissue Inhibiting Matrix Proteinase (TIMPs) wird vermutet. Erhöhte Konzentrationen von Interleukin (IL)-1β und Transforming Growth Factor (TGF)-β sind sowohl im Spontanverlauf der Erkrankung aber insbesondere nach chirurgischen Eingriffen nachweisbar. Ziel dieser Studie war es zu untersuchen, ob und welchen Einfluss IL-1β und TGF-β auf die Differenzierung von Fibroblasten und die Homöostase von MMP/TIMP beim Patienten mit MD besitzen.

Methodik: Für die Analysen wurde Palmaraponeurosegewebe von Patienten mit MD (n=21) und gesunder Patienten (Kontrolle (K), n=23) gewonnen. Aus dem Gewebe erfolgte die Bestimmung der Genexpression mittels Realtime- PCR von IL-1β , -6, -8, TGF-β , TNF-α , MMP-2, -3, -9, TIMP-1, -2, -3, -4. Zudem wurden aus den gewonnenen Proben Fibroblasten isoliert, mit Interleukin IL-1β über 18 Stunden oder TGF-β über 5 Tage stimuliert und die Genexpression der o.g. Parameter bestimmt. Des Weiteren wurde mittels Westernblot die Proteinexpression der Fibroblasten von „α-smooth actin protein“ (α-SMA) quantifiziert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Genexpression von TIMP3 (MD: 0,97 ± 0,02; K: 1,08 ± 0,02 n=14) und TGF-β (MD: 1,05 ± 0,02; K: 1,15 ± 0,04) im Gewebe von MD war im Vergleich zu den Kontrollen signifikant erniedrigt (p<0,05). Die Stimulation mit IL-1 β führte bei den Fibroblasten (MD: unstimuliert: 0,94 ± 0,05, stimuliert: 1,05 ± 0,03; p<0,05) zu einer signifikant höheren MMP-3 Genexpression, nicht jedoch bei den Kontrollen (K: unstimuliert: 0,85 ± 0,06 stimuliert: 0,95 ± 0,04). Die Stimulation über 3 bzw. 5 Tage führte sowohl mit IL-1β (MD: 2,0 ± 0,6; K: 1,3 ± 0,08) als auch TGF-β (MD: 4,57 ± 0,83; K: 1,70 ± 0,39) zu einer im Vergleich zu den Kontrollen signifikant verstärkten Proteinexpression von α-SMA (p<0,05).

Schlussfolgerung: Eine lokal erhöhte Konzentration von IL-1β und TGF-β beeinflusst das Gleichgewicht von MMP/TIMP’s und führt zu einer verstärkten Proliferation und Differenzierung von Fibroblasten der Aponeurose beim Morbus Dupuytren. Insbesondere nach chirurgischer Aponeurektomie könnte dies einen „Trigger“ für die Endstehung von Rezidiven darstellen.

 

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI42-952

doi: 10.3205/14dkou274, urn:nbn:de:0183-14dkou2741

Published: October 13, 2014
© 2014 Lögters et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.en). You are free: to Share – to copy, distribute and transmit the work, provided the original author and source are credited.