Entzündlicher Zellstress in humanen Muskelzellen als pathogenetisches Modell der Einschlusskörperchenmyositis

Die Pathologie der sporadischen Einschlusskörperchenmyositis (sporadic Inclusion Body Myositis – sIBM) zeichnet sich sowohl durch Infiltration zytotoxischer T-Zellen als auch durch beta-Amyloid-assoziierte Degeneration aus. Unklar ist allerdings, ob diese pathomechanistischen Kaskaden unabhängig von einander ablaufen oder ein Zusammenhang zwischen Entzündung und Degeneration im sIBM Muskel besteht.

Mittels quantitativer (real-time) PCR und/oder Immunzytochemie sowie FACS-Analyse wurden degenerations-assoziierte Moleküle (Amyloid-precursor-protein (APP), beta-Amyloid, alphaB-Crystallin) und entzündliche Marker (Chemokin CXCL9, Interleukin [IL]-1 beta) sowie die Produktion von intrazellulärem Stickoxid (nitric oxide; NO), die induzierbare NO-Synthase (iNOS) und Zelltod (mittels 7-AAD/Annexin-V) in vitro an einer humanen Myoblastenzelllinie und/oder an primären Kulturen von Myotuben untersucht.

Stimulation mit pro-inflammatorischen Zytokinen führte in Myoblasten und Myotuben zu einer Hochregulation der mRNA- und Proteinexpression von CXCL9, IL-1-beta und iNOS. Die Hochregulation entsprach im Wesentlichen den Werten, die auch im Muskel bei der sIBM gefunden wurden. Nach 24 Stunden Inkubation mit IL-1-beta, Interferon (IFN)-gamma und Tumornekrosefaktor (TNF)-alpha fand sich darüber hinaus eine intrazelluläre Akkumulation von beta-Amyloid. Mittels FACS-Analyse zeigte sich, dass eine längere Inkubation mit pro-inflammatorischen Zytokinen über 72h zu einem fast 4-fachen Anstieg der NO-Produktion in Muskelzellen führte, vor allem bei der Kombination von IL-1-beta mit IFN-gamma. Unter diesem inflammatorischen Zellstress kam es ab 48 Stunden zu einer Induktion von Zelltod, die über 72 Stunden weiter zunahm. Zellmorphologisch ebenso wie durch Caspase-Inhibitionsexperimente zeigte sich, dass Nekrose der weit überwiegende Zelltodmechanismus war und nur ein kleiner Anteil (2 bis 4%) der Muskelzellen in Apoptose gingen.

Zusammengefasst sprechen die Daten dafür, dass der durch pro-inflammatorische Mediatoren ausgelöste Zellstress mit vermehrter Bildung von NO einen wesentlichen Faktor bei der Degeneration von Muskelzellen in vitro als Modell der sIBM darstellt. Diese Daten können von Bedeutung sein für ein besseres Verständnis der Pathologie der sIBM und der Entwicklung zukünftiger Therapiestrategien.