Expression von Angiotensin- und Endothelin-Rezeptoren auf mononukleären Zellen des peripheren Blutes und deren funktionelle Bedeutung in der Systemischen Sklerose

Abstract

Einleitung: Patienten mit Systemischer Sklerose (SSc) besitzen funktionelle Autoantikörper gegen den Angiotensin II-Rezeptor Typ 1 (AT1R) sowie gegen den Endothelin-1-Rezeptor Typ A (ETAR). In den ausgewählten Publikationen werden die Expression dieser Rezeptoren sowie die ihrer funktionellen Gegenspieler AT2R und ETBR, deren Zusammenhang mit klinischen Manifestationen der SSc sowie die über diese Rezeptoren vermittelten pathologischen Effekte der Autoantikörper analysiert. Methoden: Die Expression von AT1R, AT2R, ETAR und ETBR von mononukleären Zellen aus dem peripheren Blut (PBMC) von SSc-Patienten und Gesunden wurde mittels Durchflusszytometrie bestimmt, mittels Realtime-PCR verifiziert und anschließend mit den klinischen Daten der Patienten verglichen. Außerdem wurden PBMC von Patienten und gesunden Spendern nach Bestimmung der Rezeptorexpression in vitro mit Immunglobulin G von SSc- Patienten sowie von Gesunden stimuliert. Mittels Enzyme-linked Immunosorbent Assay [ELISA] wurden anschließend verschiedene Zytokine wie CCL18 im Überstand der PBMCs bestimmt. Deren Konzentrationen wurden mit dem klinischen Bild des jeweiligen IgG-Spenders verglichen und mit der monozytären Rezeptorexpression korreliert. Ergebnisse: PBMC der SSc-Patienten präsentierten eine veränderte Rezeptorproteinexpression verglichen mit Gesunden sowie eine erhöhte AT1R /AT2R-Ratio. Am Krankheitsbeginn bestand die höchste Rezeptorexpression. Die ETAR/ETBR-Ratio war reduziert bei SSc-Patienten mit Lungenfibrose und zeigte eine negative Korrelation mit dem die Fibrose wiederspiegelnden modifizierten Hautscore nach Rodnan. Mit SSc-IgG stimulierte PBMC zeigten signifikant höhere IL8- und CCL18-Konzentrationen im Überstand als die mit IgG von Gesunden stimulierten. Die Sekretion der Zytokine wurde durch AT1R- und ETAR- Antagonisten reduziert. Die CCL18-Konzentration korrelierte positiv mit der monozytären AT1R/AT2R-Ratio sowie negativ mit der ETAR/ETBR-Ratio. Darüber hinaus war die CCL18-Sekretion statistisch abhängig von vaskulären Komplikationen des IgG-spendenden Patienten und der Zeit seit Beginn seiner Lungenfibrose. Schlussfolgerung: Die Angiotensin- und Endothelin- Rezeptorexpression auf PBMC ist bei Patienten mit SSc verändert und korreliert mit verschiedenen Manifestationen der Erkrankung sowie deren Dauer. Die funktionellen AT1R- und ETAR-Autoantikörper vermitteln über diese Rezeptoren pathogene profibrotische Effekte wie die Sekretion von Zytokinen wie IL-8 und CCL18. Eine besondere Bedeutung scheint auch das Verhältnis der Rezeptorsubtypen zu spielen. Hohe monozytäre AT1R/AT2R- und niedrige ETAR /ETBR-Ratios entsprachen der höchsten CCL18-Sekretion nach Antikörperstimulation, was auf eine Verbindung zwischen der Rezeptorexpression und der monozytären Funktion hinweist. Da Patienten mit Lungenfibrose und hohem modifizierten Hautscore nach Rodnan eine reduzierte ETAR/ETBR-Ratio zeigten, könnte die ATR- und ETR-Imbalance die Effekte der funktionellen Autoantikörper in der Systemischen Sklerose beeinflussen und somit als Marker für Krankheitskomplikationen und therapeutische Optionen dienen.

Objective: Patients with systemic sclerosis (SSc) present functional autoantibodies against angiotensin II receptor type 1 (AT1R) and endothelin-1 receptor type A (ETAR). In the chosen papers the expression of the respective receptors as well as their functional counterparts AT2R and ETBR, their correlation with clinical manifestations of SSc and the autoantibodies’ pathological effects mediated through these receptors was analyzed. Methods: The expression of AT1R, AT2R, ETAR and ETBR on peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of SSc patients and healthy donors was measured by flow cytometry, their expression verified by real-time PCR and then compared with clinical data. Moreover, PBMC of healthy donors and patients with SSc were in vitro stimulated with immunglobulin G (IgG) of patients with SSc and healthy donors upon detection of receptor expression. Afterwards, different cytokines like CCL18 were quantified in the PBMC supernatants by enzyme-linked immunosorbent assay [ELISA]. Their concentrations were correlated with receptor expression and compared with the IgG donor’s clinical findings. Results: PBMC of patients with SSc presented a different receptor expression compared to age- and sex-matched healthy donors as well as an increased AT1R /AT2R ratio. Receptor expression was highest at disease onset. ETAR/ETBR was reduced in patients with lung fibrosis and correlated negatively with the skin fibrosis representing modified Rodnan skin score. PBMC stimulated with SSc-IgG showed significantly higher IL8 and CCL18 concentrations in their supernatants than PBMC stimulated with IgG of healthy donors. Cytokine secretion was reduced by AT1R and ETAR antagonists. CCL18 concentration correlated positively with the monocytic AT1R/AT2R ratio and negatively with ETAR/ETBR ratio. Moreover, high CCL18 secretion was associated to the vascular complications and lung fibrosis onset of the IgG donor. Conclusion: Angiotensin and endothelin receptor expression is altered in patients with SSc and high receptor expression is associated with disease manifestations and disease onset. Functional autoantibodies against AT1R and ETAR mediate through their respective receptors profibrotic and inflammatory effects like the secretion of cytokines as CCL18 and IL8. The ratio of the receptor subtypes seems to play a crucial role. High monocytic AT1R/AT2R and low ETAR/ETBR ratios corresponded to the highest CCL18-secretion upon autoantibody- stimulation, which points towards a connection between receptor expression and monocytic function. As patients with lung fibrosis and high modified Rodnan skin score showed a reduced ETAR/ETBR ratio, ATR and ETR imbalance might influence the effects of the autoantibodies in SSc and thereby serve as a marker for disease complications and further therapeutic options.