Open Access

Kathrin Friedrich

• Das Glykoprotein Erythropoetin (Epo) ist ein wichtiger Regulatur der Erythropoese. Über Bindung an seinen Rezeptor regt Epo die Proliferation, Differenzierung und Ausreifung erythroider Vorläuferzellen im Knochenmark an, fördert die Hämoglobinsynthese und steigert die Erythrozytenproduktion, indem es die Apoptose erythroider Stammzellen verzögert. Rekombinantes humanes Erythropoetin (rHu-Epo) wird seit 1989 in klinischen Studien zur Korrektur der Anämie vom Typ der chronischen Infektion oder Entzündung bei Rheumatoider Arthritis eingesetzt. Hierbei konnte neben einem Anstieg des Hämoglobingehaltes mehrfach eine Reduktion der Entzündungsaktivität rheumatischer Gelenke beobachtet werden. Es fiel vor allem eine Reduktion der Anzahl geschwollener und schmerzhafter Gelenke auf. Eine protektive Wirkung von Epo auf verschiedene Arten von Gewebe ist vielfach vorbeschrieben worden. So besitzt Epo in Tiermodellen die Fähigkeit, Organe wie Gehirn, Niere und Herz vor ischämischen Schädigungen zu schützen. In vorangegangenen Arbeiten zur Epo-induzierten Reduktion der Entzündungsaktivität humaner Synovialisfibroblasten bei Rheumatoider Arthritis wurde die Expression des Epo-Rezeptors und eine Hemmung der induzierten Prostaglandinproduktion gefunden. In der hier vorgelegten Arbeit wurde an diese Erkenntnisse angeknüpft und nach weiteren Möglichkeiten gesucht, über welche Epo seine antientzündliche Wirkung ausüben könnte. Die Vermutung, dass Epo über eine reduzierte Expression von Interleukin-8 in primären Synovialiszellen anti-chemotaktisch wirken könnte, ließ sich jedoch in unserem Versuch mittels ELISA nicht bestätigen. Auch die Überlegung, dass die Expression der Hämoxygenase-1 an dem antientzündlichen Effekt beteiligt sein könnte, mussten wir verwerfen, nachdem sich im Western Blot kein Hinweis darauf fand. Da in der Literatur mehrfach sowohl eine zytoprotektive Wirkung von Epo durch Hemmung der natürlichen Apoptose als auch proliferationsfördernde Eigenschaften in extramedullären Geweben beschrieben worden ist, wurde in dieser Arbeit auch der Einfluss von Epo auf Proliferation und Viabilität in humanen Synovialisfibroblasten untersucht. Hierbei konnten wir mit Hilfe eines MTS-Assay eine gewisse durch Epo induzierte Zunahme der Anzahl humaner Synovialisfibroblasten nachweisen. Mittels Durchflusszytometrie nach Propidiumiodid-Färbung der Zellen konnte außerdem gezeigt werden, dass Epo protektiv gegen den TNF-induzierten Zelltod wirkt. Hinweise für eine proliferationsfördernde Epo-Wirkung fanden wir im Gegensatz dazu nicht. Zusammenfassend konnten wir eine zytoprotektive Wirkung von rHu-Epo auch in synovialen Zellen finden. Über den molekularen Mechanismus der gesuchten anti-entzündlichen Wirkung können wir keine Aussage treffen.
• The glycoprotein erythropoietin (Epo) is an important regulator of erythropoiesis. Through binding to its receptor, Epo stimulates the proliferation, differentiation and maturation of human erythroid progenitor cells in human bone marrow, supports the synthesis of hemoglobin and increases the production of erythrocytes by delaying the apoptosis of erythroid stem cells. When recombinant human erythropoietin (rHu-epo) was used in clinical trials for correcting anemia in rheumatoid arthritis a reduction of inflammatory disease activity could be observed in parallel. A tissue protective and consecutive anti-inflammatory extramedullar action of Epo was shown in brain, kidney and heart of ischemia animal models. In murine collagen induced arthritis, Epo excerts antiinflammatory activity along with reduced production of reactive oxygen species. Previous work in our laboratory indicated Epo-R expression in synovial fibroblasts and modulated prostaglandin production by Epo in primary synovial cell cultures. In this study we looked for cell protective effects, the regulation of chemokine interleukin 8, and effects on the expression of hemoxygenase-1 (Ho-1).Ho-1 is also expressed in extramedullar tissues and excerts anti-inflammatory properties. In the ELISA-experiment we did not find an interleukin-8 regulating effect of Epo. We also had to reject the consideration that expression of hemeoxygenase-1 participates directly in the antiinflammatory effect of Epo, since there was no evidence for regulation of hemoxygenase-1 by Epo in western blot experiments. Following the literature, we investigated the influence of epo on proliferation and viability of human synoviocytes. Here, we were able to demonstrate an increase in the number of human synoviocytes by MTS-assay. By fluorescence activated cell sorting and PI-staining of cells we found that epo protects cells from TNF-/Actinomycin D induced cell-death. In contrast, we did not find evidence for increased synoviocyte proliferation by CFSE staining. In conclusion, our data support a cytoprotective effect of Epo in extramedullar tissues. The mechanism however, by which Epo might exert its anti-inflammatory properties in arthritis remains elusive.