Hemmung der Aktivität fibroblastenähnlicher Synovialzellen bei rheumatoider Arthritis durch Dickkopf-1-spezifische siRNA
Die rheumatoide Arthritis (RA) ist eine chronisch-systemische Autoimmunerkrankung, die hauptsächlich periphere Gelenke befällt und zu Gelenkzerstörung sowie funktioneller Behinderung führt. Chronische Synovitis, charakterisiert durch die Proliferation synovialer Deckzellen, ist ein Schlüsselmerkmal der RA. Diese Zellen sind eine wesentliche Quelle für Chemokine und Zytokine, die Entzündungen fördern und zur Destruktion von Knorpel- und Knochengewebe beitragen. Fibroblastenähnliche Synovialzellen (FLS), residente mesenchymale Zellen der Gelenkinnenhaut, spielen eine zentrale Rolle in der Pathogenese der RA. Aktivierte FLS sezernieren lösliche Mediatoren, die Immunzellen rekrutieren, aktivieren und so die dysregulierte Expression entzündungsfördernder Zytokine verstärken.
Der Wnt-Signalweg ist ein entscheidender Regulator der Gelenkremodellierung. Dickkopf-1 (DKK-1), ein endogenes Sekretionsprotein, hemmt als Antagonist des Wnt-Signalwegs die Bindung von Wnt an den Korezeptor LRP5/6. DKK-1 wird von FLS unter Entzündungsbedingungen sezerniert und gilt als Schlüsselregulator des Knochenumbaus bei entzündlicher Arthritis. Erhöhte DKK-1-Serumspiegel bei RA-Patienten im Vergleich zu Gesunden oder Patienten mit Osteoarthritis und Spondyloarthritis wurden bereits beschrieben. Die Blockade von DKK-1 durch Antikörper führte in tierexperimentellen Modellen zu einer Reduktion der Knochenzerstörung. Ob die siRNA-vermittelte Silenzierung von DKK-1 ähnliche Effekte zeigt, war jedoch unklar.
In dieser Studie untersuchten wir den Effekt von DKK-1-spezifischen siRNAs auf FLS von RA-Patienten. FLS wurden aus Synovialgewebe isoliert, das während Kniegelenkersatzoperationen gewonnen wurde. Die Zellen wurden mittels Kollagenase-Digestion aufgereinigt und in RPMI-1640-Medium kultiviert. Sechs siRNA-Duplexe (D1–D6) gegen DKK-1 wurden mittels Lipofectamine 2000 in FLS transfiziert. Die Effizienz der Silenzierung wurde mittels qPCR und ELISA überprüft. Die Expression von IL-1β, IL-6, IL-8, MMP2, MMP3, MMP9, TGF-β1, TGF-β2 und MCP-1 im Kulturüberstand wurde mittels ELISA gemessen. Proliferation und Invasivität der FLS wurden durch ³H-Thymidin-Inkorporation und Invasionsassay analysiert. Die Aktivierung von NF-κB, IRAK1, ERK1, JNK und β-Catenin wurde mittels Western Blot untersucht.
Die Ergebnisse zeigten, dass die siRNA-Duplexe D2 und D6 die DKK-1-Expression auf mRNA- und Proteinebene am effektivsten hemmten. Die DKK-1-Silenzierung reduzierte signifikant die Sekretion von IL-6, IL-8, MMP2, MMP3 und MMP9 sowie die Proliferation und Invasivität der FLS. Gleichzeitig wurde die Expression von IRAK1 und ERK1 gehemmt, während β-Catenin, ein Schlüsselmolekül des Wnt-Signalwegs, hochreguliert wurde.
Unter TNF-α-Stimulation, die das entzündliche Milieu der RA imitiert, verstärkten FLS die Produktion entzündungsfördernder Mediatoren. Die siRNA-vermittelte DKK-1-Hemmung unterdrückte diese Effekte, während ein anti-DKK-1-Antikörper weniger wirksam war. Die reduzierte MMP-Expression korrelierte mit der gehemmten Invasivität der FLS, was auf einen direkten Schutz vor Knochenzerstörung hindeutet.
Die Daten legen nahe, dass die siRNA-vermittelte DKK-1-Silenzierung entzündliche Signalwege (ERK, IRAK1) unterdrückt und gleichzeitig den Wnt/β-Catenin-Signalweg aktiviert. Dies könnte die gestörte Balance zwischen Knochenresorption und -formation bei RA korrigieren. Limitationen dieser Studie sind das Fehlen von In-vivo-Experimenten aufgrund technischer Herausforderungen bei siRNA-Applikation und Stabilität.
Zusammenfassend demonstrieren wir, dass DKK-1-spezifische siRNA die pathogene Aktivität von FLS hemmt und somit ein vielversprechender therapeutischer Ansatz für die RA darstellt.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000697