Η Αλληλεπίδραση Μεταξύ Των Μηχανισμών Της Γήρανσης, Της Ρευματοειδούς Αρθρίτιδας Και Των Σχετιζομένων Συννοσηροτήτων

Abstract

Οι ασθενείς με ρευματοειδή αρθρίτιδα και σπονδυλοαρθρίτιδα παρουσιάζουν υψηλότερα ποσοστά θνησιμότητας, που προκαλούνται κυρίως από καρδιακές συννοσηρότητες και πρόωρη γήρανση του ανοσοποιητικού τους συστήματος. Το μοντέλο αρθρίτιδας TghuTNF (Tg197) αναπτύσσει πολυαρθρίτιδα εξαρτώμενη από τον παράγοντα νέκρωσης όγκου (TNF) και από τους μεσεγχυματικούς ινοβλάστες (SF). Στην παρούσα μελέτη, εξετάζεται εάν σε αυτό το μοντέλο αναπτύσσεται, όπως και στους ανθρώπους, συνυπάρχουσα καρδιακή νόσος και διερευνώνται κυτταρικοί και μοριακοί μηχανισμοί που συνδέουν την αρθρίτιδα με τις καρδιακές συννοσηρότητες. Εξετάζεται, επίσης, εάν αυτές οι παθήσεις επηρεάζονται από την πρόωρη γήρανση, λόγω συσσώρευσης βλαβών στο DNA του αρθρικού υμένα και της καρδιακής βαλβίδας. Για αυτούς τους σκοπούς χρησιμοποιήθηκε το ανθρωποποιημένο μοντέλο αρθρίτιδας TghuTNF (Tg197) ποντίκι, το οποίο υπερεκφράζει τον huTNF και αναπτύσσει χρόνια πολυαρθρίτιδα, όπως και ποντικοί με ολική ή ιστοειδική αποσιώπηση της πρωτεΐνης Ercc1, τα οποία αναπτύσσουν φαινότυπο πρόωρης γήρανσης. Για τη στόχευση των αρθρικών ινοβλαστών (SFs) και των κύτταρων της βαλβίδας (VICs) χρησιμοποιήθηκαν ποντικοί που έφεραν το ColVI-Cre διαγονίδιο. Τα παραπάνω ζώα αξιολογήθηκαν κλινικά και ιστοπαθολογικά ως προς τα χαρακτηριστικά της αρθρίτιδας, ενώ στο μοντέλο Tg197 ελέγχθηκε η καρδιακή λειτουργία μέσω ηχοκαρδιογραφικής αξιολόγησης. Επιπροσθέτως, διεξήχθη in vitro ανάλυση των κυττάρων SFs και VICs με σκοπό τη διερεύνηση πιθανών ομοιοτήτων των δύο αυτών μεσεγχυματικών κυτταρικών πληθυσμών. Οι διαγονιδιακοί ποντικοί Tnfr1fl/fl και Tnfr1cneo/cneo χρησιμοποιήθηκαν για να διερευνηθεί ο σηματοδοτικός ρόλος του μεσεγχυματικού TNF στην ανάπτυξη της καρδιακής βαλβιδοπάθειας. Τα παθογόνα κύτταρα VICs και SFs αναλύθηκαν περαιτέρω με ανάλυση αλληλουχίας RNA. Σύμφωνα με τα ευρήματα της μελέτης, η συστημική ή ιστοειδική (στα μεσεγχυματικά κύτταρα) απαλοιφή της πρωτεΐνης Ercc1, δεν επηρέασε την παθολογία των Tg197 ποντικών . Ομοίως, ο αρθριτογόνος φαινότυπος των SFs που προέρχονται από αυτά τα ποντίκια δεν επηρεάστηκε από το φαινότυπο της πρόωρης γήρανσης. Είναι ενδιαφέρον το γεγονός ότι η εξάλειψη της Ercc1 από τα μεσεγχυματικά κύτταρα βελτίωσε την επαγόμενη αρθρίτιδα, ενώ ταυτόχρονα προκάλεσε μυϊκή ατροφία οδηγώντας σε μειωμένο σωματικό βάρος των ποντικών ColVI-Cre Ercc1fl/- σε σύγκριση με τους ποντικούς μάρτυρες. Επιπλέον, οι ποντικοί Tg197 ανέπτυξαν ασθένεια καρδιακής βαλβίδας αριστερής πλευράς, που χαρακτηρίζεται από βαλβιδική ίνωση με ελάχιστα σημάδια φλεγμονής. Οι περιοχές των βαλβίδων που έχουν υποστεί βλάβη συνίστανται σχεδόν εξ’ ολοκλήρου από υπερ-πολλαπλασιαστικά μεσεγχυματικά VICs που εκφράζουν το διαγονίδιο ColVI-Cre. Η ανάπτυξη της παθολογίας έχει σαν αποτέλεσμα τη στένωση βαλβίδας και τη δυσλειτουργία της αριστερής κοιλίας, συνοδευόμενη από αρρυθμικά επεισόδια και, περιστασιακά, βαλβιδική ανεπάρκεια. Η φαρμακολογική αναστολή του TNF, όπως και η μεσεγχυματική γενετική απαλοιφή του σηματοδοτικού του μονοπατιού μέσω του υποδοχέα του, TNFR1, οδηγούν σε βελτίωση της νόσου, γεγονός που υποδεικνύει την άμεση σχέση της παθολογίας αυτής με τον TNF. Τα VICs που προέρχονται από τα Tg197 ποντίκια εμφάνισαν ενεργοποιημένο φαινότυπο ex νίνο, που θυμίζει τον ενεργοποιημένο παθογόνο φαινότυπο των SFs που προέρχονται από τα ίδια ποντίκια. Σημαντικές λειτουργικές ομοιότητες μεταξύ των SFs και των VICs προέκυψαν μετά από ανάλυση RNA-seq, αποδεικνύοντας κοινούς κυτταρικούς μηχανισμούς που ελέγχουν την αρθρίτιδα, όπως και τις καρδιακές συννοσηρότητες με τη μεσολάβηση του TNF.Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι η παθολογία των καρδιακών βαλβίδων των ποντικών Tg197 βελτιώθηκε πλήρως μέσω της συστημικής απαλοιφής της πρωτεΐνης Ercc1, αλλά δεν επηρεάστηκε από την ιστοειδική απαλοιφή της στα μεσεγχυματικά κύτταρα. Αυτό οφείλεται σε επιπρόσθετους μηχανισμούς που δεν εμπίπτουν στο πεδίο εφαρμογής της παρούσας μελέτης.Συμπερασματικά, προκύπτει ότι η συνυπάρχουσα ασθένεια της καρδιακής βαλβίδας και η χρόνια πολυαρθρίτιδα μοντελοποιούνται αποτελεσματικά στο μοντέλο αρθρίτιδας Tg197. Επίσης, μοιράζονται κοινούς αιτιοπαθογόνους μηχανισμούς που σχετίζονται με τους μεσεγχυματικούς κυτταρικούς πληθυσμούς των συγκεκριμένων οργάνων και τα μοριακά μονοπάτια που ενεργοποιούνται διαμέσου του TNF και του υποδοχέα του (TNFR1). Τέλος, η χρόνια πολυαρθρίτιδα δεν επηρεάστηκε από τον πρόωρο φαινότυπο γήρανσης, υποδηλώνοντας ότι η παθολογία του Tg197 δρα ανεξάρτητα από τις βλάβες του DNA που προκαλούνται από τη διαγραφή της πρωτεΐνης Ercc1.