Zytokin Blockade inhibiert die hepatische Expression von TIMP-1 und steigert MMP-9 Expression bei toxisch induziertem Leberschaden

Einleitung: In der hepatischen Fibrose, einer uniformen Antwort der Leber auf chronische Schädigungen, findet man neben der pathologischen Nettoakkumulation von Proteinen der extrazellulären Matrix, eine stark erhöhte Expression des tissue inhibitor of metalloproteinases (TIMP-1). TIMP-1 ist prinzipiell in der Lage alle Matrix Metalloproteinasen (MMPs) zu hemmen und verhindert somit den Abbau der überschüssigen Matrix.

Ziele: TIMP-1 ist ein interessantes Zielmolekül bei der Entwicklung antifibrotischer Therapien für chronische Lebererkrankungen. Die TIMP-1-Expression in Leberzellen wird durch inflammatorische Zytokine wie IL-1β, IL-6 oder TNFα hochreguliert. Das Ziel dieser Studie war, die erhöhte Expression von TIMP-1 in der initialen Phase der akuten toxischen Leberschädigung durch TNFα und IL-1β Antagonisierung zu verringern.

Methodik: Die toxische Leberschädigung wurde in männlichen Sprague-Dawley Ratten durch einmalige intraperitoneale CCl₄ Injektion induziert. TNFα und IL-1β wurden durch repetitive i.p. Injektion von Etanercept oder Anakinra antagonisiert. Untersucht wurden die Expressionsspiegel von hepatischen Fibrosemarkern wie TIMP-1, MMP-2, MMP-9 und Kollagen I im LightCycler, sowie von TIMP-1-Protein mittels ELISA und MMP-9-Protein mittels Immunhistochemie.

Ergebnisse: Im Vorversuch zeigte sich nach einmaliger intraperitonealer Applikation von TNFα oder IL-1β nach 4–16h eine erhöhte Expression von TIMP-1 in Mausleber. Die TIMP-1 Expression konnte in akut toxisch und parallel mit Ethanercept bzw. Anakinra behandelten Ratten sowohl auf RNA, als auch auf Protein-Ebene signifikant gesenkt werden. Durch IL-1β Inhibition wurde MMP-9 7-fach vermehrt exprimiert. Als Hauptquelle der MMP-9 Expression wurden Neutrophile und Kupffer Zellen identifiziert.

Schlussfolgerung: 1. In der frühen toxischen Leberschädigung erfolgt eine Steigerung der TIMP-1 Expression unter Beteiligung inflammatorischer Zytokine, wie TNFα und IL-1β. 2. Die erhöhten TIMP-1 Spiegel in der akuten Phase der toxischen Leberschädigung können durch pharmakologische Antagonisierung von TNFα und IL-1β gesenkt werden. 3. Die Inhibition der TIMP-1 Gen-Expression über die Antagonisierung von TNFα und IL-1β stellt einen potentiellen antifibrotischen Therapieansatz dar.