Antagonisierung von endosomalen Toll-like-Rezeptoren führt zur Verminderung experimenteller Arthritis

Es gibt vermehrt Hinweise, dass durch die Freisetzung endogener Nukleinsäuren (RNA und DNA) Autoimmunreaktionen verursacht werden, die zum Ausbruch der rheumatoiden Arthritis (RA) fuhren. In den letzten Jahren wurden die intrazellularen Toll-like-Rezeptoren (TLR) aufgrund ihrer Fähigkeit, Nukleinsäuren zu binden, mit diesen Autoimmunprozessen in Verbindung gebracht.
Mehrere Ergebnisse lassen darauf schließen, dass Toll-like-Rezeptoren, allen voran die an Nukleinsäuren bindenden TLR7 (RNA) und TLR9 (DNA), am Verlust der immunologischen Toleranz beteiligt sind sowie an der folgenden Autoimmunantwort, die zu einer chronischen Autoimmunerkrankung führt. Es mehren sich außerdem die Hinweise, dass Nukleinsäuren (DNA und RNA), die von nekrotischen und apoptotischen Zellen freigesetzt werden, eine Rolle in der Pathogenese der RA spielen, was ein weiterer Hinweis auf eine Beteiligung von TLR7 und TLR9 ist.
Aus diesem Grund war es das Ziel dieser Studie, die Funktion von TLR7 und TLR9 in der Pathogenese der experimentellen entzündlichen Arthritis zu untersuchen. Hierfür wurden TLR7 und TLR9 in einem Tiermodell der RA, der pristaninduzierten Arthritis (PIA) in Ratten, mithilfe von so genannten immunregulatorischen Sequenzen (IRS) antagonisiert.

DNA spielt eine wichtige Rolle

Gegen TLR7/9 gerichtete IRS wurden zunächst mithilfe von kultivierten Ratten-Milzzellen auf ihre inhibierende Wirkung getestet. In diesen Experimenten konnte gezeigt werden, dass die antagonistischen Sequenzen die Aktivierung der TLRs dosisabhängig inhibieren können. Zusätzlich wurden TLR7 und TLR9 in der PIA mithilfe von IRS 954 (TLR7-/TLR9-Antagonist), IRS 661 (TLR7-Antagonist) oder IRS 869 (TLR9-Antagonist) inhibiert, um die Rolle der beiden Rezeptoren in der RA zu beleuchten. Die IRS wurden subkutan injiziert, und im Verlauf des Experiments wurde sowohl die Schwellung der Pfoten als auch der Gewichtsverlust der Tiere dokumentiert. Pfoten und inguinale Lymphknoten wurden für nachfolgende Protein-, RNA- sowie histologische Analysen entnommen. Bei der Behandlung der Ratten mit dem TLR9-Antagonisten IRS 869 war die Arthritis im Vergleich zu jenen Tieren, welche mit Placebo behandelt wurden, signifikant reduziert. Dieses Ergebnis wird auch von einer reduzierten Proteinexpression in Lymphknoten und Pfoten bestärkt. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass die Gabe der IRS systemische Effekte aufweist, wie die reduzierten Interleukin-6-Spiegel im Serum bestätigt haben. Der deutlichste Effekt wurde aber bei der histologischen Untersuchung der Pfoten sichtbar. In diesen zeigten sich reduzierte Entzündungen und eine verminderte Zahl von Osteoklasten im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die Fähigkeit zur Osteoklastenbildung wurde in der Gegenwart der unterschiedlichen IRS in einem In-vitro-Ansatz getestet. Es konnte eine dosisabhängige Reduzierung der Osteoklastenbildung in Gegenwart des TLR9-Antagonisten IRS 869 gezeigt werden.

Resümee

Wir konnten zeigen, dass der DNA-bindende TLR9 eine wichtige Rolle in der Pathogenese der RA spielt. Die Antagonisierung von TLR9 konnte daher einen wichtigen Punkt in der Behandlung der RA darstellen.