ETD system

Electronic theses and dissertations repository

 

Tesi etd-08012018-104648


Thesis type
Tesi di specializzazione (5 anni)
Author
TENTI, SARA
URN
etd-08012018-104648
Title
IL COINVOLGIMENTO DELL'IL-1β E DELL'INFLAMMASOMA NLRP3 NELL'OSTEOARTROSI EROSIVA E NODALE DELLA MANO
Struttura
MEDICINA CLINICA E SPERIMENTALE
Corso di studi
REUMATOLOGIA
Commissione
relatore Prof. Galeazzi, Mauro
correlatore Dott.ssa Fioravanti, Antonella
Parole chiave
  • osteoartrosi
  • interleuchina-1β
  • inflammasoma NLRP3
  • osteoartrosi della mano
Data inizio appello
24/08/2018;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
RIASSUNTO (VERSIONE IN ITALIANO)<br><br>Background: L’osteoartrosi (OA) della mano, tipica espressione della malattia nella sua forma primaria, racchiude un eterogeneo gruppo di “affezioni&#34;, tra cui l&#39;Osteoartrosi Erosiva (OAE), definita dalla presenza di peculiari caratteristiche radiologiche, quali le erosioni centrali delle articolazioni interfalangee prossimali e distali e da una spiccata componente flogistica. L&#39;Interleuchina (IL)-1β svolge un ruolo chiave nella patogenesi dell&#39;OA, stimolando il rilascio da parte dei condrociti dei principali enzimi responsabili del catabolismo cartilagineo e inibendo la produzione dei componenti della matrice extracellulare. L&#39;IL-1β è sintetizzata come precursore inattivo e la sua attivazione avviene ad opera del complesso &#34;Inflammosoma&#34;, la cui variante più conosciuta è rappresentata dall&#39;Inflammasoma NLRP3. Negli ultimi anni, diversi studi si sono focalizzati sul ruolo dell&#39;NLRP3 nelle malattie autoinfiammatorie e autoimmuni, mentre pochi hanno indagato il suo possibile coinvolgimento nella patogenesi dell&#39;OA. <br>Scopo del lavoro: Scopo del nostro studio è stato quello di valutare il possibile ruolo dell&#39;IL-1β e del complesso dell&#39;Inflammosoma NLRP3 in un gruppo di pazienti affetti da OAE e in un gruppo di pazienti con OA nodale (OAN) della mano, in comparazione con un gruppo di soggetti sani. In particolare, abbiamo analizzato l&#39;espressione genica dell&#39;IL-1β e dell&#39;NLRP3, i livelli proteici dell&#39;NLRP3 e le concentrazioni sieriche dell&#39;IL-1β e di altre citochine pro-infiammatorie (IL-6, IL-17 e TNF-α) dimostrate implicate nella patogenesi dell&#39;OA. Infine, abbiamo valutato le possibili correlazioni tra l&#39;IL-1β e l&#39;NLRP3 e parametri clinici, di laboratorio e radiologici dei pazienti in studio.<br>Materiali e metodi: Nel nostro studio venivano inclusi 54 pazienti affetti da OA della mano, secondo i criteri ACR, di cui 25 con OAE e 29 con OAN e un gruppo di 20 soggetti sani comparabili per sesso ed età. L&#39;espressione genica dell&#39;IL-1β e dell&#39;NLRP3 e i livelli proteici dell&#39;NLRP3 venivano valutati nelle cellule mononucleate, derivate dal sangue periferico dei pazienti. L&#39;espressione genica veniva quantificata tramite real-time PCR quantitativa, mentre il Western Blot permetteva la determinazione dei livelli proteici dell&#39;NLRP3. La concentrazione sierica dell&#39;IL-1β, IL-6, IL-17 e TNF-α veniva valutata tramite test ELISA.<br> Il test di Mann-Whitney e il test di Fisher venivano utilizzati per analizzare le differenze tra variabili continue; le correlazioni tra le diverse variabili cliniche e laboratoristiche sono state effettuate tramite il test di Pearson; valori di p&lt;0,05 sono stati considerati significativi. <br>Risultati: I livelli serici di IL-1β, non mostravano differenze significative tra i tre gruppi in studio, mentre l’espressione genica dell’IL-1β risultava significativamente più bassa (p=0,0263) nei pazienti con OAE, rispetto al gruppo di controllo. Nella valutazione dell&#39;espressione genica dell&#39;NLRP3, non si apprezzavano differenze significative tra i tre gruppi, mentre i livelli proteici dell&#39;NLRP3 risultavano significativamente più elevati (p=0,0063) nei pazienti con OAN, rispetto ai controlli. Inoltre, i livelli proteici dell&#39;NLRP3 risultavano significativamente maggiori (p=0,0038) nei pazienti affetti da OAN, rispetto ai pazienti con OAE. I livelli sierici dell&#39;IL-6, IL-17A e TNF-α risultavano al di sotto della soglia minima rilevabile dal test ELISA in tutti i campioni analizzati. Lo studio delle correlazioni evidenziava una correlazione negativa, statisticamente significativa, tra le concentrazioni seriche di IL-1β e il grado radiologico, secondo Kellgren e Lawrence, nell&#39;intera popolazione studiata (r=-0,446;p=0,0008) e nel gruppo di pazienti con OAN (r=-0,608;p=0,004). Infine, l&#39;espressione genica dell&#39;IL-1β correlava positivamente, in maniera statisticamente significativa, con il numero di articolazioni tumefatte della mano nel gruppo di pazienti con OAE (r=0,512;p=0,011).<br>Conclusioni: Il nostro studio, mostrando bassi valori sia dei livelli sierici, sia dell&#39;espressione genica dell’IL-1β in pazienti affetti da OAE e OAN, supporta l’ipotesi di un meccanismo indipendente dall’IL-1 nello sviluppo del processo di degradazione cartilaginea e dell’infiammazione nell’OA della mano. Inoltre, la bassa espressione proteica dell’NLRP3 riscontrata nei soggetti con OAE, rispetto ai pazienti con OAN e ai controlli, ci induce ad ipotizzare un ruolo, non così centrale, dell’NLRP3 nella patogenesi dell’OAE.<br><br>ABSTRACT (VERSIONE IN INGLESE)<br><br>Background: Osteoarthritis of the hand (HOA) is a relatively common form of osteoarthritis (OA). Though less common than non-erosive HOA (NEHOA), erosive HOA (EHOA) is characterized by preminent inflammatory features and greater disability. There is much speculation as to whether inflammatory pathways play a role in the pathophysiology of EHOA. IL-1β plays a crucial role in the pathogenesis of OA leading to the release of cartilage degrading enzymes such as metalloproteinases and aggrecanases from chondrocytes and inhibiting the production of extracellular matrix. IL-1β is synthesized as an inactive precursor which requires the intervention of a large cytosolic multi-protein complexes, named inflammasomes for its activation.<br>Objective: The aim of this study was to investigate the role of IL-1β and the NLRP3 inflammasome in patients with EHOA and NEHOA in comparison to healthy controls. In particular, we evaluated the gene expression of NLRP3 and IL-1β, the serum levels of IL-1β, IL-6, IL-17 and TNF-α and the protein levels of NLRP3. We also assessed the relationships between IL-1β and NLRP3 and other clinical, laboratory and radiological parameters studied in EHOA and NEHOA patients.<br>Patients and Methods: fifty-four patients with HOA, 25 with EHOA and 29 with NEHOA, and a control group of 20 healthy subjects were included in the current study. Blood samples from each subject were collected. Peripheral blood mononuclear cell (PBMC) expression of NLRP3 and IL-1β mRNA was quantified across the study subgroups by quantitative real-time PCR and NLRP3 PBMCs protein levels by Western Blot. IL-1β, IL-6, IL-17 and Tumor Necrosis Factor (TNF)-α serum levels were determined by ELISA.<br>Results: Significantly lower IL1-β gene expression was observed in the EHOA patient group compared to healthy controls (p=0.0263). NLRP3 protein levels were significantly elevated in the NEHOA group versus controls (p=0.0063) and EHOA groups (p=0.0038). IL-1β concentration was not significantly different across the groups; IL-6, IL-17 and TNF-α were not detectable in any sample. IL-1β concentration was negatively correlated with Kellgren-Lawrence score in the whole population (r= -0.446; p=0.0008) and in the NEHOA (r= -0.608; p=0.004), while IL-1β gene expression was positively correlated with the number of hand joint swellings in the EHOA group (r=0.512; p=0.011).<br>Conclusions: Low IL-1β serum concentration and gene expression in EHOA patients in particular, suggest that the mechanism involved in cartilage degradation and inflammation is independent of IL-1 pathways. Lower NLRP3 protein expression in EHOA patients, compared to NEHOA and controls, suggest NLRP3 is also not critical in the pathogenesis of EHOA.<br>
File