Quantifizierung löslicher und zellulärer Biomarker bei Patienten mit Spondyloarthritiden

Abstract

Die axiale Spondyloarthritis (axSpA) ist eine chronische entzündlich-rheumatische Erkrankung unbekannter Ursache, die durch Entzündungen in den Sakroiliakalgelenken (SIG) und an den Gelenken der Wirbelsäule gekennzeichnet ist. Darüber hinaus kann es im Krankheitsverlauf zu einer Ankylose in den SIG und zur Entwicklung von Syndesmophyten an den Wirbelkörpern kommen. Da ein Großteil der axSpA-Patienten auch sub-klinische mukosale Entzündungen aufweist, werden mukosale Antigene als Trigger der Entzündung diskutiert. Für die Diagnose und Prognose der axSpA existieren bisher wenige serologische Marker mit hoher Sensitivität. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Serumkonzentrationen von CTX-II, BMP-2 und LBP ein hohes diagnostisches Potenzial für die axSpA aufweisen, während die Serumkonzentrationen von BMP-2, PINP und VEGF als Marker für die Vorhersage röntgenolgischer Progression geeignet sein könnten. Weiterhin konnten erhöhte LPS-, LBP- und IL-6-Serum-Konzentrationen bei axSpA-Patienten nachgewiesen werden, die auf eine Translokation bakterieller Antigene hinweisen. Die Charakterisierung der Monoyzten zeigte erhöhte Frequenzen der CD14++CD16- und einen verminderten Anteil an CD14++CD16+ Monozyten in Patienten mit axSpA. Funktionell wiesen die Monozyten von axSpA-Patienten eine in vivo Präaktivierung mit erhöhter spontaner und durch suboptimale bakterielle Stimuli induzierter Freisetzung proinflammatorischer Zytokine bei gleichzeitig verminderter Reaktivität auf LPS in vitro auf. Diese Präaktivierung war bei Patienten unter Standardtherapie, nicht aber unter TNF-Blocker-Therapie, nachweisbar. Interessanterweise bestand bei Patienten unter Standardtherapie ein Zusammenhang zwischen der Krankheitsaktivität und der Frequenz zytokinproduzierender Monozyten. Somit konnten mit dieser Arbeit Biomarker mit diagnostischer und prognostischer Bedeutung für die axSpA identifiziert werden, deren Bedeutung in unabhängigen Kohorten weiter untersucht werden muss.

Axial Spondyloarthitis (axSpA) is a chronic inflammatory-rheumatic disease of unknown cause. It is characterized by inflammations of the sacroiliac joints (SIG) and the spinal joints. In addition an ankylosis in the SIG can develop in the progression of the disease as well as syndesmophytes at the vertebral body. Since the majority of axSpA-patients also have sub-clinical mucosal inflammations, mucosal anti-gens are discussed as triggers of the inflammation. For the diagnosis and prognosis of axSpA there are only a few serological markers with high sensitivity and specificity until now. In this thesis it could be shown that the serum concentration of CTX-II, BMP-2 and LBP exhibit a high diagnostic potential for axSpA, while the serum concentration of BMP-2, PINP and VEGF could be suitable markers for the forecast of radiographic progression. Furthermore increased LPS-, LBP- and IL-6-serum concentrations could be verified, which can be an indicator for the translocation of bacterial antigenes. The monocyte characterization showed increased frequencies of the pro-inflammatory CD14++CD16- sub population and a reduced portion of CD14++CD16+ monocytes in patients with axSpA. Functionally the monocytes of axSpA-patients showed an in vivo pre-activation with increased spontaneous and by suboptimal bacterial stimuli induced release of pro-inflammatory cytokines with simultaneously reduced reactivity towards LPS in vitro. This pre-activation could be detected for patients undergoing standard therapy, but not for those under TNF-blocker-therapy. Interestingly for the standard therapy patients there was a connection between the activity of the disease, meaning the BASDAI, and the frequency of the cytokine-producing monocytes. Therefore biomarkers with diagnostic and prognostic relevance could be identified in line with this thesis. The significance of these biomarkers has to be researched further in independent cohorts.