Dokument: Bestimmung des Makrophagenphänotyps nach Stimulation humaner Monozyten mit Serum von Patienten mit systemisch rheumatischen Erkrankungen

Titel:	Bestimmung des Makrophagenphänotyps nach Stimulation humaner Monozyten mit Serum von Patienten mit systemisch rheumatischen Erkrankungen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=62379
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20230424-112804-9
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Ophoff, Fabia [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 3,30 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 07.04.2023 / geändert 07.04.2023
Beitragende:	Prof. Dr. med. Pongratz, Georg [Gutachter] Prof. Dr. Germing, Ulrich [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Patienten mit systemisch rheumatischen Erkrankungen wie rheumatoider Arthritis (RA) oder systemischem Lupus erythematodes (SLE) weisen ein erhöhtes Risiko bezüglich kardiovaskulärer Morbidität und Mortalität auf. Dies zeigt sich bereits im Auftreten subklinischer Formen von Atherosklerose. Wesentlicher Einflussfaktor für die Initiation und Progression atherosklerotischer Plaques ist die Differenzierung von Makrophagen zu verschiedenen Phänotypen. Der proinflammatorische Phänotyp M1 ist mit der Progression und Ruptur von atherosklerotischen Läsionen assoziiert, der antiinflammatorische Phänotyp M2 ist in stabilen Plaques vorherrschend. Die Makrophagendifferenzierung hängt von den Mediatoren in der Umgebung wie Serumfaktoren ab. Bei Patienten mit RA oder SLE liegen durch die systemische Inflammation im Vergleich zu Gesunden weitreichende Veränderungen im Serum vor, daher untersucht die Arbeit den Einfluss des Serums auf die Ausbildung von Makrophagenphänotypen. Nach dieser Hypothese wird bei Stimulation mit dem Serum der systemisch rheumatisch Erkrankten eine Polarisation zum atherogenen Phänotyp M1 begünstigt. Zur Untersuchung der Hypothese wurden humane Monozyten aus dem peripheren Blut gesunder Probanden gewonnen und mit dem Serum von Patienten mit RA und SLE stimuliert. Als Vergleichsgruppe diente das Serum gesunder Probanden und Patienten mit Osteoarthrose (OA). Als Maßstab für die Phänotypen M1 und M2 stimulierten wir humane Monozyten zudem gezielt mit Zytokinen. Die Identifizierung des Phänotyps erfolgte nach sieben Tagen Stimulation über Messung der Zytokinkonzentrationen im Zellkulturüberstand mittels ELISA und über eine Oberflächenphänotypisierung mittels FACS. Nach Stimulation mit dem Serum Gesunder zeigte sich eine deutliche Ausprägung der M2-typischen Marker CD206, CD163, IL-10 und TGF-β, während auch die für M1 sprechenden Marker CD86, IL-6 und TNF-α vorlagen. Diese Kombination tritt beim Subtyp M2b auf, der als atheroprotektiv gilt. Bei OA zeigte sich hingegen wenig Expression der M2-typischen Marker, daher ordnen wir die Polarisation eher einem undifferenzierten M1 ähnlichen Phänotyp zu. Unter der Stimulation mit RA- und SLE-Serum wiesen die Makrophagen eine Mischung von M1- und M2-typischen Markern auf. Dies spricht am ehesten für einen eigenen Subtyp, der zwischen den Phänotypen M1 und M2 liegt. Dieser ist bei RA u.a. durch eine niedrige Expression von CD206 und CD86 sowie einer hohen Expression von CD163 gekennzeichnet. Dies entspricht einer möglichen Konstellation des Subtyps M2c. Bei SLE ist u.a. eine niedrige Expression von CD206 und CD14 sowie eine hohe Expression von CD163 auffällig. Insgesamt zeigen sich bei Stimulation mit allen Patientenseren Phänotypen, die sich von denen nach Stimulation mit gesunden Seren unterscheiden. Je Gruppe zeichnete sich eine eigene Makrophagensignatur zwischen der eindeutigen M1 und M2 Klassifikation ab. Die erfolgreiche Differenzierung und Ausbildung unterschiedlicher Makrophagensignaturen unter Stimulation mit Serum sprechen für einen direkten Einfluss von Faktoren aus dem Serum auf die Makrophagenpolarisation. Ein Einfluss der systemischen Veränderungen auf die Entwicklung von Atherosklerose über die Makrophagenpolaristation ist daher möglich. Patients with systemic rheumatic diseases such as rheumatoid arthritis (RA) or systemic lupus erythematosus (SLE) have an increased risk of cardiovascular morbidity and mortality, which is already reflected in the occurrence of subclinical forms of atherosclerosis. Major influencing factors for the initiation and progression of atherosclerotic plaques is the differentiation of macrophages into different phenotypes. The proinflammatory phenotype M1 is associated with progression and rupture of atherosclerotic lesions, and the antiinflammatory phenotype M2 is predominant in stable plaques. Macrophage differentiation depends on mediators in the environment such as serum factors. In patients with RA or SLE, extensive changes in serum are present due to systemic inflammation compared with healthy individuals. Therefore, we investigate the influence of serum on the formation of macrophage phenotypes. According to our hypothesis, stimulation with the serum of patients with systemic rheumatic disease favors polarization toward the M1 atherogenic phenotype. To investigate our hypothesis, we obtain human monocytes from the peripheral blood of healthy volunteers and stimulate them with serum from patients with RA and SLE. Serum from healthy volunteers and patients with osteoarthritis (OA) serve as a comparison group. As a measure of M1 and M2 phenotypes, we also stimulate human monocytes specifically with cytokines. Phenotype identification is performed after seven days of stimulation by measuring cytokine concentrations in cell culture supernatant by ELISA and by surface phenotyping by FACS. After stimulation with the serum of healthy individuals, there was a clear expression of the M2-typical markers CD206, CD163, IL-10 and TGF-β, while the markers CD86, IL-6 and TNF-α, which are indicative of M1, were also present. This combination occurs in subtype M2b, which is considered atheroprotective. In contrast, OA showed little expression of the M2-type markers, so we rather assign the polarization to an undifferentiated phenotype toward M1. Under stimulation with RA and SLE serum, macrophages showed a mixed constellation of M1- and M2-type markers. This speaks most likely for a separate subtype located between M1 and M2. This is characterized in RA by, among other things, low expression of CD206 and CD86 and high expression of CD163. This is a possible constellation of subtype M2c. In SLE, low expression of CD206 and CD14 and high expression of CD163, among others, are conspicuous. Overall, all macrophages stimulated with serum from RA, SLE or OA show phenotypes that differ from those treated with healthy serum. For each group, a distinct macrophage signature emerged between the distinct M1 and M2 classifications. The successful differentiation and formation of distinct macrophage signatures under stimulation with serum argue for a direct influence of factors from serum on macrophage polarization. An influence of systemic changes on the development of atherosclerosis via macrophage polarization is therefore possible.
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Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	24.04.2023
Dateien geändert am:	24.04.2023
Promotionsantrag am:	23.11.2022
Datum der Promotion:	30.03.2023