Aus dem Institut für Pathologie
der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

Dissertation

IMMUNOPHÄNOTYPISIERUNG DES ENTZÜNDLICHEN INFILTRATES DER ARTHROSE AssozIierten Synovialitis

Zur Erlangung des akademischen Grades
doctor medicinae (Dr. med.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

von
Gerhard Ristow
aus Gießen

Dekan: Prof. Dr. Joachim W. Dudenhausen

Gutachter:
1. Prof. Dr. med V. Krenn
2. Dr. med. Dr. phil. J. Kriegsmann
3. Dr. P. Stiehl

eingereicht: 26. Juli 2002

Datum der Promotion:07. April 2003

Zusammenfassung

Die Entzündungsreaktion der Arthrose wird als eine sekundäre Reaktion auf einen degenerativen Prozeß des Gelenkknorpels angesehen. Die Ursache für die Degeneration kann im Mißverhältnis zwischen Belastbarkeit und Beanspruchung liegen, es können metabolische Störungen (Urämie, Diabetes mellitus) verantwortlich gemacht werden, weswegen von sekundärer Arthrose gesprochen wird. Die Ursache der primären Arthrose bleibt unbekannt. Es kann als bewiesen angesehen werden der Zusammenhang mit Alter und Geschlecht der Patienten, denn Arthrose ist in der Regel eine Erkrankung jenseits des fünfzigsten Lebensjahres und betrifft vornehmlich Frauen.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Synovialis von 20 Patienten aufgearbeitet und hinsichtlich des enthaltenen entzündlichen Infiltrates untersucht. Unter Anwendung der indirekten Immunperoxidase Technik und der indirekten Immunfluoreszenz Technik wurde die Expression der Antigene CD 20, CD 23, CD 40, CD 27, IgG, IgA, IgM, Kappa, Lambda, CD 3, CD 4, CD 8, Ki-M4, CD 68, Ki-67 sowie die Expression der Cytokine IL-2 und IL-10 analysiert.

Die Synovialmembran zeigte histologisch eine Verbreiterung der Deckzellschicht, Knorpelfragmente innerhalb der Synovialmembran und ein insgesamt schwach ausgeprägtes entzündliches Infiltrat. In lediglich drei von 20 Fällen fand sich eine stärkere entzündliche Infiltration. Diese entzündlichen Infiltrate wiesen eine perivaskuläre Verteilung auf. Am häufigsten wurden in gefäßnahen Regionen B-Lymphozyten identifiziert, Plasmazellen wiesen in der Regel einen deutlich größeren Abstand zum Gefäß auf. Unter den nachgewiesenen Plasmazellen fand sich eine prädominante Expression an IgG bei ausgewogener Anwesenheit sowohl der Kappa- als auch der Lambda- Leichtketten. T-Lymphozyten waren ebenfalls zirkulär um die Gefäße anzutreffen und zeigten eine prädominante Interleukin 10 Expression. Lymphozytäre Aggregate, mit follikelähnlicher Struktur ließen sich in lediglich in 4 von 20 Fällen nachweisen. Makrophagen waren sowohl perivaskulär als auch in der Deckzellschicht nachweisbar. Ki-M4 positive Retikulumzellen (FDC) waren dagegen nur in einem von 20 Fällen nachweisbar. Alle Zellpopulationen der Membrana synovialis wiesen nur eine schwache Proliferationsaktivität auf.


[Seite 44↓]

Das Fehlen von dem Keimzentrum des Lymphfollikels vergleichbaren Strukturen, die deutliche Abwesenheit von Ki-M4 positiver FDC‘s sowie die schwache Expression von Ki-67, sprechen trotz Anwesenheit der ebenfalls zur Antigenpräsentation befähigten Makrophagen gegen eine Einwanderung und Maturation nativer B-Lymphozyten in die Membrana Synovialis. Wandern dagegen Gedächtniszellen in die Membrana synovialis ein, so ist eine Maturation mit Follikelbildung nicht mehr notwendig. Unter der Mithilfe von T-Lymphozyten und Makrophagen können die B-Lymphozyten zu Plasmazellen differenzieren.

T-Lymphozyten zeichnen sich ebenfalls durch eine starke perivaskuläre Verteilung aus. Dabei ist die Expression von IL-10 prädominant, was sich als eine Immunantwort von TH2-Typus interpretieren läßt. Diese ermöglicht eine Differenzierung der B-Lymphozyten zu Plasmazellen.

Reife B-Lymphozyten, die unter dem Einfluß einer TH2 Subpopulation von CD 4 positiven T-Lymphozyten ohne Keimzentrum zu Plasmazellen differenzieren, könnten ein Grund dafür sein, daß follikuläre Strukturen fehlen. Vorgereifte B-Lymphozyten benötigen auch keine inflammatorisch hochpotenten Zytokine um eine schnelle Reifung und eine Immunantwort zu ermöglichen. Dies könnte ein Grund sein, warum die entzündliche Reaktion bei Arthrose so schwach ausgeprägt ist.

Eigene Schlagworte: Arthrose, B-Lymphozyten, T-Lymphozyten, Makrophagen, Plasmazellen, follikulär-dendritischen Zellen, Cytokin, Interleukin, CD20, CD4, FDC, Ki-M4, Ki-67, IL-2, IL-10

Summary

Inflammation in osteoarthritis is a secondary reaction to a degenerating process of the articular cartilage. Cause of Degeneration can be a disproportion of mechanical stress and resistance or metabolic diseases like diabetes mellitus. This kind of osteoarthritis is called “secondary osteoarthritis”. Primary osteoarthritis has an unknown cause. Age and sex of the patient are a predictor for osteoarthritis, hense it is a disease of people above the age of 50 and more often it is found in women than in men.

This paper investigated the synovial membranes of twenty patients to characterize the inflammatory Infiltrate. It characterized the cell surface antigen CD 20, CD 23, CD 40, CD 27, CD 3, CD 4, CD 8, Ki-M4, CD 68, the antibodies IgG, IgA, IgM, Kappa, Lambda, the proliferating antigen Ki-67 and the expression profile of the cytokines IL-2 and IL-10 by using immuno­histo­chemical staining (indirect immunoperoxidase technique and indirect immunofluorescence technique) with monoclonal antibodies.

The synovial membrane shows in histology a dissemination of cover cells, fragments of cartilage and a slight expression of inflammatory infiltrate with a perivascular allocation. In only three of twenty cases we detected stronger inflammatory infiltrates. Most of the perivascular cells express CD 20. They are B-lymphocytes. Plasma cells have more distance to the blood vessels and showed a predominant expression of IgG. T-lymphocytes were also detected perivascular. The expression of IL-10 was predominant. Lymphocytes aggre­gates like lymph follicle were detected in four of twenty cases. Macrophages were proved perivascular as well as in the cover cells. Ki-M4 positive reticulum cells were found in only one of twenty cases. All kind of cells in the synovial membrane showed a low proliferation activity.

The absence of germinal centers or comparable structures, the low expression of Ki-M4 and Ki-67 speak against the immigration and maturation of native B-lymphocytes in the synovial membrane. Memory B-lymphocytes don’t need germinal centers or compatible structures for maturation, they can mature to plasma cells by help of T-lymphocytes, macrophages or other B-lymphocytes. It is more probably that the detected B-lymphocytes are memory cells.


[Seite 46↓]

The perivascular T-lymphocytes in combination with the predominant expression of IL-10 may be interpreted as a TH2 immune reaction. This supports the maturation of B-lymphocytes to plasma cells.

The maturation of memory B-lymphocytes under influence of TH2 immune reaction can be the reason for the missing of germinal centers or comparable structures. Matured B-lymphocytes don’t need high-grade inflammatory cytokines for quick immune response. This is the possible reason for the low-grade inflammatory reaction of osteoarthritis.

Eigene Schlagworte: osteoarthritis, B-lymphocyte, T-lymphocyte, macrophages, plasma cells, reticular cells, cytokine, interleukins, CD20, CD4, FDC, Ki-M4, Ki-67, IL-2, IL-10

Inhaltsverzeichnis

Tabellen

Bilder



© Die inhaltliche Zusammenstellung und Aufmachung dieser Publikation sowie die elektronische Verarbeitung sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung. Das gilt insbesondere für die Vervielfältigung, die Bearbeitung und Einspeicherung und Verarbeitung in elektronische Systeme.
DiML DTD Version 3.0Zertifizierter Dokumentenserver
der Humboldt-Universität zu Berlin
HTML-Version erstellt am:
18.11.2003