Endothelial activation and apoptosis mediated by neutrophil-dependent interleukin 6 trans-signalling: a novel target for systemic sclerosis?

Abstract

ObjectivesSystemic sclerosis (SSc) is a connective tissue disease associated with significant morbidity and mortality and generally inadequate treatment. Endothelial cell activation and apoptosis are thought to be pivotal in the pathogenesis of this disease, but the mechanisms that mediate this remain unknown.MethodsHuman dermal microvascular endothelial cells were cultured with healthy control neutrophils in the presence of 25% healthy control or SSc serum for 24 h. Apoptosis was measured by annexin V-FITC binding and endothelial cell activation was measured using an allophycocyanin-conjugated E-selectin antibody. Fluorescence was quantified and localised using confocal microscopy.ResultsSSc serum resulted in significantly increased apoptosis (p=0.006) and E-selectin expression (p=0.00004) in endothelial cells compared with control serum, effects that were critically dependent on the presence of neutrophils. Recombinant interleukin 6 (IL-6) reproduced these findings. Immunodepletion of IL-6 and the use of an IL-6 neutralising antibody decreased the effect of SSc serum on E-selectin expression. Soluble gp130, which specifically blocks IL-6 trans-signalling, negated the effect of SSc serum on both E-selectin expression and apoptosis.ConclusionsSSc serum induces endothelial cell activation and apoptosis in endothelial cell-neutrophil co-cultures, mediated largely by IL-6 and dependent on the presence of neutrophils. Together with other pathologically relevant effects of IL-6, these data justify further exploration of IL-6 as a therapeutic target in SSc.

A modified murine model of systemic sclerosis: bleomycin given by pump infusion induced skin and pulmonary inflammation and fibrosis

“…In addition, neutrophils could potentiate endothelial cell activation and apoptosis in endothelial cell-neutrophil co-cultures in presence of serum from SSc patients, and are largely mediated by IL-6. 30 Moreover, neutrophil was an important source of reactive oxygen species (ROS) that contributes to the inflammation in SSc. [31][32][33] However, fine regulatory mechanism of neutrophil in SSc is far from clear.…”

Prospects for Using Tocilizumab in Systemic Sclerosis

“…Так, сывороточ-ный уровень ICAM1 и Е-селектина был выше, чем в конт-роле, и это коррелировало с тканевой экспрессией эндоте-лиальных молекул адгезии и тяжестью проявлений болез-ни [52][53][54]. Сыворотки больных ССД усиливали апоптоз эндотелиальных клеток и экспрессию Е-селектина (в куль-туре) in vitro по сравнению с контрольной сывороткой здо-ровых людей, при этом эффект проявлялся только при со-вместной культивации эндотелиальных клеток с нейтро-филами [55]. Важно, что применение рекомбинантного ИЛ6 вместо сыворотки больных оказывало аналогичный эффект.…”

“…Иммунодеплеция ИЛ6 и применение нейтрализу-ющих ИЛ6 антител уменьшали эффект сыворотки больных ССД на экспрессию Е-селектина. Растворимый рецептор gp130, который специфически блокирует сигналинг ИЛ6, нивелировал усиливающий эффект сыворотки больных ССД как на апоптоз, так и на экспрессию Е-селектина [55]. Результаты этого исследования свидетельствуют о том, что воздействие сыворотки больных ССД на активацию и апоптоз эндотелиальных клеток опосредовано преимуще-ственно ИЛ6 и зависит от присутствия нейтрофилов.…”

“…И хотя при ССД нейтрофи-лы входят в инфильтраты пораженных тканей в небольшом количестве, они постоянно взаимодействуют с эндотели-альной поверхностью и, поставляя со своей поверхности рИЛ6Р, могут играть важную роль в патогенезе ССД. Авто-ры выдвигают предположение, что блокирование эффек-тов ИЛ6 может подавлять повреждение эндотелия и от-крывает новые терапевтические возможности для лечения ССД [12,55].…”

“…Средний возраст больных составил 58 (46)(47)(48)(49)(50)(51)(52)(53)(54)(55)(56)(57)(58)(59)(60)(61) лет. Исходно 73% больных получали низкие дозы ГК (≤10 мг/сут в пересчете на преднизолон) и 57% -метотре-ксат.…”