Open Access

Björn Beutel

• T-Lymphozyten spielen eine entscheidende Rolle in der Pathophysiologie der Rheumatoiden Arthritis. Sie fördern einerseits die perpetuierende Entzündung innerhalb der Membran und besitzen andererseits die Fähigkeit auf die Inflammationen regulativ bzw. suppressiv zu wirken. In der hier vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob entzündungsfördernde T-Zellprodukte und regulatorische T-Zellpopulationen innerhalb der Synovialmembran nachweisbar sind, und wie unstimulierte periphere TZellen auf Synovialmembranzellen "in vitro" reagieren. Innerhalb der Synovialmembran konnte eine Population von CD4(+)CD25(+) regulatorischen T-Zellen (Tregs) durchflusszytometrisch nachgewiesen werden. Immunhistochemische Analysen des Gewebes konnten eine Akkumulation dieser Zellen innerhalb von Sekundärfollikeln des Synovialmembrans nachweisen. Die ELISPOT-Analyse ausgewählter Zytokine resultierte in der Detektion immunsuppressiver (IL-10) und immunstimulatorischer Zytokine in Synovialmembranzellkultur. Hier konnte erstmalig eine autologe IFN-gamma Produktion auf Proteinebene nachgewiesen werden. Klinische Betrachtungen der IFN-gamma Produktion zeigten eine starke Assoziation mit dem Rheumafaktor. Zusätzlich findet sich eine tendenzielle Abnahme der immunstimulatorischen Kapazität mit der Dauer der Erkrankung. Eine Betrachtung der intrasynovialen IL-10 Produktion unter Berücksichtigung des klinischen Entzündungsparameter CRP, zeigt einen starken Zusammenhang zwischen den beiden Parametern. ELISPOT Analysen einer Co-Kultur zwischen autologen CD4(+) und CD8(+) PBMCs und Synovialmembranzellen ergaben eine Abnahme der autologen IFN-gamma Produktion ohne Zunahme der Interleukin- 10 Produktion. Eine Aktivierung der Zellkultur lässt diesen Effekt verschwinden. Durch Aufreinigung der PBMCs konnte der stärkste suppressive Effekt innerhalb der CD4(+)CD25(+) T-Zellfraktion nachgewiesen werden, welcher marginal durch Aktivierung der Zellkultur unterbrochen werden konnte. Regulatorische Effekte konnten auch innerhalb der CD8(+) T-Zellfraktion dokumentiert werden, welche sich aber durch spezifische anti-CD3 Ab und anti-CD28 Ab Aktivierung verliert. Die Beeinflussung der suppressiven Eigenschaften von T-Zellen bzw. ihrer spezialisierten T-Zellpopulationen könnte in Zukunft zu einer besseren Therapie der Rheumatoiden Arthritis führen.
• Objective: Rheumatoid arthritis is characterized by infiltration and accumulation of T lymphocytes in inflamed synovial membranes. Cytokine production is a surrogate marker of activated T cells, especially Interferongamma (IFN-gamma) for effector T cells and Interleukin - 10 (IL-10) for cells with regulatory capacity. Here we primarily aimed to detect IFN-gamma and IL- 10 secretion in synovial membrane cell cultures and their modulation by coculture autologous peripheral blood lymphocytes with a special regard to CD4(+)CD25(+)FOXP3(+) regulatory T cells (Treg). Secondary we aim detection and distribution of Treg within synovial tissue. Methods: Synovial membrane materials from 19 RA and 5 OA patients undergoing joint surgery were collected and on the one hand kept for immunhistochemistry and on the other dissected and digested bycollagenase for functional examination. The following day, obtained tissue cells were characterized by flow cytometrie and incubated in anti- IFN-gamma and anti- IL-10 coated 96 well ELISPOT plates for 36 h under basal conditions or by adding autologous peripheral CD4(+) -, CD8(+) - T cell subsets or Tregs. Results: Synovial tissue cell culture (STC) consists of a mixture of infiltrated and local cells. CD4(+)CD25(+) Treg are detectable (7.42% ± 6.71) within this mixture. Immunhistochemistry studies show FOXP3(+)Treg accumulation within germinal centers of synovial membrane and sparely distribution in sublining tissue. Functional analysis of RA synovial tissue cells shows IFN-gamma production under basal conditions (64.59 ± 72.50; CI: 20.8 - 108.4) also RA - STC produces IL -10 (217.75 ± 210.0, CI: - 43.13 - 478.63). Intrasynovial cytokine production correlates with clinical parameters, especially CRP and IL -10. Addition of CD4(+) peripheral blood cells reduces IFN-gamma production (38.79 ± 65.51, CI: - 2.83 - 80.41, p < 0.01) without increasing IL-10 production (206.10 ± 215.21, CI: - 61.12 - 473.32). Furthermore added CD8(+) PB reduces IFN-&#947; (40.73 ± 56.51 CI: 6.65- 74.88, p <0.05) and IL-10 production (86.33 ± 59.08, CI: - 60.43 - 233.09). In contrast, anti- CD3/anti- CD28 activated CD4(+) respectively CD8(+) STC co-cultures lose their cytokine suppressive ability. More important, CD4(+)CD25(+) Treg strongly suppresses IFN-gamma production in STC co-culture (3.5 ± 4.33, CI: -7.25 - 14.24, p < 0.05) without increasing IL-10. However, activation of this co-culture with anti-CD3/anti- CD28 doesn’t seem to influence their suppressive capacity. CD8(+)CD25(+) T cells shows also a strongly suppression of cytokine productions in STC cocultures. Conclusion: IFN-gamma is produced in synovial membrane and could cause a positive feedback mechanism which could lead in a perpetuating inflammation. Regulatory T cells are detectable within synovial membrane. Tregs isolated from blood are very potent inhibitors of IFN-gamma produced by synovial membrane cells in vitro. Other T lymphocytes subsets like CD8(+) show also regulatory ability in vitro.