BAFF- und APRIL-Expression im Synovialgewebe von Patienten mit Rheumatoider Arthritis

Abstract

B-Zellen entwickeln sich über mehrere Zwischenstadien zu reifen Plasmazellen, welche für die Bildung von spezifischen Antikörpern verantwortlich sind. Bei diesem Entwicklungsprozess spielen vor allem zwei Zytokine aus der TNF- Familie, nämlich BAFF und APRIL, eine zentrale Rolle. BAFF und APRIL sind aber nicht nur für das Differenzieren der B-Zellen zu Plasmazellen, sondern auch für deren Aktivierung und Überleben von entscheidender Bedeutung. Diese Arbeit beschäftigt sich in erster Linie mit der detaillierten Untersuchung der BAFF- und APRIL-Produktion im entzündeten Synovialgewebe von RA-Patienten. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Zellen im Synovialgewebe zu bestimmen, die zur Expression dieser beiden für B- und Plasmazellen wichtigen Zytokine beitragen. Dazu werden die Synovialgewebe mit Antikörpern gegen BAFF und APRIL sowie gegen Immunzellen, Zellen der synovialen Gefäße und Zellen der Deckzellschicht gefärbt. Es werden Daten für entzündete Synovialgewebe von insgesamt sieben Frauen und drei Männern, mit einem Durchschnittsalter von 63,7 Jahren (Bereich 48 bis 76 Jahre) und einer durchschnittlichen RA-Krankheitsdauer von 12 Jahren (Bereich 4 bis 23 Jahre) erhoben. Alle in dieser Arbeit analysierten RA- Synovialgewebe zeigen eine fokale oder diffuse Infiltration von Lymphozyten. Einige bilden diskrete lymphoide Aggregatio-nen, einer von ihnen zeigt eine ektopische Keimzentrumsbildung. Mit Hilfe der Immunhistologie konnte nachgewiesen werden, dass hauptsächlich in der Deckzellschicht liegende Fibroblasten zur Koexpression der beiden Zytokine BAFF und APRIL in der Lage sind. Außerdem zeigt sich in allen Synovialgeweben eine ausgeprägte endotheliale APRIL-Anreicherung. Dies verdeutlicht, dass sowohl Endothelzellen selbst als auch subendotheliale Zellen APRIL exprimieren können. In den Bereichen der B-Zellinfiltrate und den Ansammlungen von Plasmazellen zeigen sich nur selten BAFF- und APRIL-produzierende Zellen wie zum Beispiel FDCs in den beobachteten Keimzentrumsstrukturen. Zum ersten Mal wird gezeigt, dass Plasmazellen im Synovialgewebe in der Lage sind, BAFF zu bilden, auch wenn dies nur auf etwa 2 Prozent aller Plasmazellen zutrifft. Im Gegensatz zu Befunden bei aktivem SLE wird APRIL nicht von Plasmazellen exprimiert. Die Expression von BAFF und APRIL auf synovialen Fibroblasten könnte dem Schutz der B- und Plasmazellen vor Apoptose dienen. Die Tatsache, dass Endothelzellen und subendotheliale Zellen in der Lage sind APRIL zu exprimieren, könnte zu erhöhten Zytokinspiegeln beitragen und damit die B-Zellentwicklung beeinflussen, was eine vermehrte Bildung von autoreaktiven B Zellen zur Folge hätte. Die statistische Auswertung zeigt jedoch, dass es keinen direkten Zusammenhang zwischen der Anzahl der B- bzw. Plasmazellen und der Krankheitsaktivität (gemessen durch CRP- bzw. DAS-Wert) oder der Krankheitsdauer der Patienten gibt.

B cells play an important role in the pathogenesis of rheumatoid arthritis (RA). B cells develop over several intermediate stages into plasma cells which in turn produce specific antibodies. BAFF and its homologue APRIL are two cytokines from the TNF family. Both are important for the differentiation of B cell to plasma cell. However, they are not only important for the differentiation, they also support the activation and survival of B cells and plasma cells. The main goal of this work was to determine, which cells in the synovial tissue express the two important B and plasma cells cytokines, BAFF and APRIL. For this purpose synovial tissues are stained with antibodies against BAFF, APRIL and cells present in the synovial tissue of RA patients (immune cells, cells of the synovial blood vessels and cells of the lining layer). The analyzed sample consisted of ten patients, seven women and three men, with established RA. The mean age is 63.7 years (range 48-76 years) and the average RA disease duration is 12 years (range 4 to 23 years). All analyzed synovial tissues show an infiltration of lymphocytes. Some form lymphoid aggregations, one of them shows an ectopic germinal center formation. Using immunohistochemistry it can be shown that mainly cells located in the lining layer, the synovial fibroblasts, co-express the two cytokines BAFF and APRIL. It also can be shown that in all synovial tissues both, endothelial cells and sub-endothelial cells, express APRIL, but no BAFF. In the areas of B-cell infiltration and the accumulation of plasma cells only few BAFF- and APRIL-producing cells are found. For the first time it was possible to show that plasma cells in the synovial tissue are able to express BAFF. About two percent of all plasma cells express BAFF. In contrast to findings in active SLE APRIL is not expressed by plasma cells in the synovial tissue of RA patients. The expression of BAFF and APRIL on synovial fibroblasts could protect the B cells and plasma cells from apoptosis, therefore B cells and plasma cells are able to survive long-term in the synovial tissue of RA patients. The fact that endothelial cells and sub-endothelial cells are capable to express APRIL, could contribute to increase cytokine levels and thus influence the B-cell differentiation, which would result in more auto reactive B cells in the synovial tissue of RA patients. The statistical analysis shows that there is no significant correlation between the number of B cells and plasma cells as well as disease activity (as measured by CRP or DAS-value), or disease duration of patients.