Das Familiäre Mittelmeerfieber (FMF) ist eine durch Mutationen im MEFV-Gen ausgelöste autoinflammatorische Erkrankung. Während die Krankheit lange als rezessiv vererbt galt, sieht man die Form des Erbganges heute differenzierter und geht eher von einem Gendosis-Wirkungseffekt aus. Betroffene erleiden unregelmäßig auftretende Episoden von Fieber und Serositis, typischerweise mit Bauchschmerz. Pathophysiologisch liegt ein mutiertes Pyrin-Molekül zugrunde, wodurch es zellulär zu dysregulierten inflammatorischen Reaktionen, beispielsweise einer gesteigerten Aktivität des Inflammasoms mit Sekretion von Interleukin-18, kommt. Weiterhin reagieren die Granulozyten mit einer vermehrten Freisetzung von S100A12. Diagnostisch werden vor allem das klinische Bild sowie die laborchemisch beobachtbare Entzündungsreaktion herangezogen. Zumeist sprechen die Patienten auf eine Therapie mit Colchizin an, wobei der molekulare Wirkmechanismus noch Teil der Forschung ist. Ziel dieser Arbeit war es, die inflammatorische Reaktion der neutrophilen Granulozyten von FMF- Patienten in vitro zu quantifizieren und dabei mögliche neue diagnostische Biomarker zu identifizieren. Außerdem sollte die Reaktion der Zellen auf Colchizin untersucht werden. Bei diesen Versuchen war der Unterschied zwischen den einzelnen Genotypen von besonderem Interesse. Hierfür wurden Blutproben der Probanden, eingeteilt in die drei Gruppen „FMF-Patienten mit zwei Mutationen im MEFV-Gen“, „heterozygot Gesunde mit nur einer Mutation“ und „gesunde Kontrollen ohne FMF-Mutation“ untersucht. Mittels biochemischer sowie molekularbiologischer Methoden wurden die verschiedenen Probenmaterialien auf die Inflammationsmarker CrP , Interleukin-18, S100A12 und Caspase-1, sowie die Oberflächenmarker CD11b und CD62L untersucht. Ein Teil der neutrophilen Granulozyten wurde mit LPS und ATP stimuliert. Außerdem wurde bestimmten Proben Colchizin zugesetzt, um dessen Wirkung auf die Zellen in vitro zu beobachten. Es konnte gezeigt werden, dass die Zellen der FMF-Patienten auch unstimuliert bereits eine hohe inflammatorische Aktivität aufweisen, was sich beispielsweise in einer statistisch signifikant erhöhten spontanen Sekretion von IL-18 oder S100A12 zeigt, die auch durch Stimulation nicht zu steigern war. Des Weiteren zeichnete sich ein deutlicher Gendosis-Wirkungseffekt ab, der zumeist auch statistisch signifikant nachzuweisen war. Interessanterweise verhielt sich der Oberflächenmarker CD62L im Zeitverlauf der Inkubation der Zellen je nach Genotyp anders. Wir beobachteten eine verschieden starke Abspaltung des Markers von der Zelloberfläche, was auf eine unterschiedlich starke Aktivierung hinweist. Zuletzt bestätigte sich der die Inflammationsreaktionen unterdrückende Effekt des Colchizins auch in vitro. Die erhobenen Ergebnisse lassen darauf schließen, dass beim FMF zwar nur ein einzelnes Protein, das Pyrin, mutiert ist. Allerdings sind die zur dysregulierten Entzündungsreaktion führenden Vorgänge vielschichtig und lassen sich einerseits durch ein aktiviertes Inflammasom erklären, andererseits scheint es aber weitere Mechanismen zu geben, die die massive Entzündungsreaktion vermitteln. Diese Prozesse laufen wahrscheinlich teilweise in Rückkopplung, teilweise aber auch unabhängig voneinander ab.
Familial Mediterranean Fever (FMF) is an autoinflammatory disease, caused by mutations in the MEFV- gene. While its inheritance was considered as recessive for long times, there are some newer approaches assuming a gene-dose-effect. Patients suffer from attacks of fever and serositis with, typically, abdominal pain in irregular intervals. The pathophysiology of FMF is determined by the mutation of pyrin, causing distinct dysregulated inflammatory reactions, such as an increased activity of the inflammasome with secretion of interleukin-18. Moreover, the neutrophils release a great amount of S100A12. The disease is diagnosed based on clinical evaluation and laboratory investigation, especially inflammatory markers. Most patients benefit from colchicine treatment, whereas its mechanisms of action have not been completely understood yet. The aim of this work was to quantify inflammatory reaction of neutrophils of FMF-patients in vitro and thereby to identify possibly new biomarkers for diagnosis. Furthermore, cellular reaction to colchicine was investigated. In these studies we determined the differences between the genotypes in detail. We took blood of three groups of participants: “FMF-patients with two mutations in the MEFV-gene”, “healthy persons, heterozygous with only one mutation” and “healthy controls without mutation”. The probes were processed and examined by biochemical and molecular biological methods and we quantified inflammation markers such as CrP, IL-18, S100A12 and Caspase-1 as well as the surface markers CD11b and CD62L. Some cells were stimulated by LPS and ATP and some were further treated with colchicine to investigate its effect on the cells in vitro. We found an increased inflammatory activity in cells of FMF-patients, even if they were not stimulated in vitro. For example, the spontaneous secretion of IL-18 and S100A12 was significantly higher and could not be enhanced by stimulation. In addition, a notable gene-dose-effect emerged and was shown to be statistically significant in most cases. Interestingly, there was a gene-dose-effect concerning the kinetics of CD62L in the time of incubation of the cells. We observed varying grades of shedding, leading to a distinct level of activation in each group. Finally, we validated the inhibiting effect of colchicine in vitro, too. All together, these findings suggest that while there is a single protein, pyrin, mutated in FMF, there are more complex processes that lead to a dysregulated inflammatory reaction. Firstly, the activity of the inflammasome is enhanced. Additionally, there seem to be more mechanisms mediating massive inflammation. Probably these processes affect and depend on each other, whereas others seem to take place independently.
