Der potentielle Einfluss von IL-1, IL-6 und IL-13 auf die Pankreatische Neuropathie und den damit verbundenen neuropathischen Schmerz bei der Chronischen Pankreatitis des Menschen

Hintergrund: Chronische Pankreatitis (CP) stellt eine progressive und irreversible Erkrankung des Pankreas dar. Oft ist sie verbunden mit starken anhaltenden Schmerzen und/oder intermittierenden Schmerzattacken. Histologisch ist sie charakterisiert durch Fibrose, Neuritis und neuronale Hypertrophie. Der Hintergrund für das Interesse an den in dieser Studie untersuchten Interleukinen ist im Folgenden beschrieben. Die Überexpression von Interleukin-1 beta (IL-1ß) in murinem Pankreas resultierte in einer CP. Die Applikation eines rekombinanten Interleukin-1-Rezeptor Antagonisten (rIL-1Ra) milderte den Schweregrad der CP in Maus und Ratte sowie die abdominale Hypersensitivität bei der Ratte. Ein oral verabreichter Interleukin-6 (IL-6) Rezeptor-Antagonist konnte den durch Pankreatitis ausgelösten Schmerz aufheben. Für Interleukin-13 (IL-13) wurde die Beteiligung an der pankreatischen Fibrogenese postuliert aufgrund der beschriebenen Fähigkeit, Pankreatische Sternzellen (PSCs) zu aktivieren. Um das Potential dieser Interleukine und deren Rezeptoren für die mögliche therapeutische Verwendung herauszufinden, war es das Ziel dieser Studie, die mRNA- und Protein-Expression in menschlichem Pankreasgewebe zu untersuchen und daraus eventuell neue Forschungsansätze zum weiteren Verständnis der Pankreatitis in der Veterinärmedizin zu entdecken. Material und Methoden: Normales (NP) und chronisch entzündetes Pankreas-Gewebe wurde im Rahmen chirurgischer Eingriffe gesammelt. Daten zu Alter, Geschlecht und Schmerzausprägung wurde der Patienten-Datenbank entnommen. Histopathologische Merkmale wie Schweregrad von Fibrose, Entzündung, und Neuritis wurden an Hämatoxylin-Eosin (HE-) gefärbten Gewebeschnitten beurteilt. Die neuronale Plastizität wurde bestimmt anhand der Immunhistochemie für das growth associated protein 43 (GAP43). Die RNA wurde aus gefrorenen Gewebe-Proben isoliert und nach reverser Transkription wurde die Expression mittels quantitativer Real-time (qRT-) PCR untersucht. Die mittlere relative Expression (relative fold change – RFC) wurde mittels der delta delta Ct-Methode berechnet. Die RFC wurde korreliert mit den klinikopathologischen Faktoren. Protokolle für Immunhistochemie für IL-1 Rezeptor 1 (IL-1R1), IL-6, IL-6 Rezeptor alpha (IL-6Rα) und IL-13 Rezeptor alpha 2 (IL-13Rα2) wurden in dieser Studie für pankreatisches Paraffin-Gewebe etabliert. Die Auswertung der Immunoreaktivität erfolgte semiquantitativ und wurde unterschieden in 0,5 (sehr schwach), 1,0 (schwach), 2,0 (mäßig) und 3,0 (stark). Ergebnisse: Insgesamt unterschied sich die Expression der Interleukine und ihrer Rezeptoren nicht sehr von der gemessenen Basal-Expression der Housekeeping-Gene ß-Actin und GAPDH. IL-13Rα1 zeigte einen signifikanten Rückgang der mRNA Expression für CP (RFC 0,89±0,05; (59); RFC NP 1,06±0,05; (30); p=0,012). Für die anderen konnte kein Unterschied in der Expression zwischen NP und CP gesehen werden. Für IL-13 und IL-1 alpha konnte gar keine Expression gemessen werden. Korrelationen mit klinikopathologischen Faktoren ließ nur für IL-13Rα2 einen signifikanten Anstieg mit zunehmendem Schmerz-Schweregrad (0,40±0,10 ohne Schmerz vs. 1,13±0,40 mit Schmerz; p=0,046). Die Immunhistochemie für IL-1R1 zeigte eine durchschnittlich schwache Färbung in Azinuszellen bei 14 von 30 NP und 14 von 56 CP (p=0,257). Für IL-6 konnte insgesamt nur wenig Immunoreaktivität gesehen werden und nur vereinzelt (6 von 30 NP; 5 von 53 CP) in intrapankreatischen Ganglien mit sehr schwacher Färbung. IL-6Rα-Immunoreaktivität trat hervor in duktalen Zellen bei 24 von 30 NP und 43 von 53 CP und tubulären Komplexen in 43 von 53 CP, mit einer mäßigen signifikant stärkeren Färbung in NP (p=0,023). IL-13Rα2 Immunoreaktivität zeigte sich in unterschiedlichen pankreatischen Strukturen wie Azini (1 von 30 NP; 7 von 56 CP), Inseln (6 von 30 NP; 13 von 56 CP) und intrapankreatischen Ganglien (12 von 30 NP; 23 von 56 CP) sowohl in NP als auch CP, bei 3 von 56 CP auch in tubulären Komplexen. Die Ganglien-Färbung war mit mäßiger Intensität signifikant stärker als in NP (p=0,031). Fazit: Die mRNA- und immunohistochemische Expression zeigen vereinzelt Signifikanzen, sind aber insgesamt in Bezug auf humane CP und damit verbundenen klinikopathologischen Merkmale nicht relevant. Obwohl frühere tierexperimentelle Studien vielversprechende Daten zu den untersuchten Interleukinen liefern, konnten in dieser Studie keine Hinweise auf eine vielversprechende Rolle bei der humanen chronischen Pankreatitis gefunden werden. Nach unseren Daten zeigen IL-1α/ß, IL-1R1, IL-6, IL-6Rα, IL-13 und IL-13Rα1/2 ein nur geringes Potential als Targets zur Therapie der CP bei Mensch oder Tier

Der potentielle Einfluss von IL-1, IL-6 und IL-13 auf die Pankreatische Neuropathie und den damit verbundenen neuropathischen Schmerz bei der Chronischen Pankreatitis des Menschen

Hintergrund: Chronische Pankreatitis (CP) stellt eine progressive und irreversible Erkrankung des Pankreas dar. Oft ist sie verbunden mit starken anhaltenden Schmerzen und/oder intermittierenden Schmerzattacken. Histologisch ist sie charakterisiert durch Fibrose, Neuritis und neuronale Hypertrophie. Der Hintergrund für das Interesse an den in dieser Studie untersuchten Interleukinen ist im Folgenden beschrieben. Die Überexpression von Interleukin-1 beta (IL-1ß) in murinem Pankreas resultierte in einer CP. Die Applikation eines rekombinanten Interleukin-1-Rezeptor Antagonisten (rIL-1Ra) milderte den Schweregrad der CP in Maus und Ratte sowie die abdominale Hypersensitivität bei der Ratte. Ein oral verabreichter Interleukin-6 (IL-6) Rezeptor-Antagonist konnte den durch Pankreatitis ausgelösten Schmerz aufheben. Für Interleukin-13 (IL-13) wurde die Beteiligung an der pankreatischen Fibrogenese postuliert aufgrund der beschriebenen Fähigkeit, Pankreatische Sternzellen (PSCs) zu aktivieren. Um das Potential dieser Interleukine und deren Rezeptoren für die mögliche therapeutische Verwendung herauszufinden, war es das Ziel dieser Studie, die mRNA- und Protein-Expression in menschlichem Pankreasgewebe zu untersuchen und daraus eventuell neue Forschungsansätze zum weiteren Verständnis der Pankreatitis in der Veterinärmedizin zu entdecken. Material und Methoden: Normales (NP) und chronisch entzündetes Pankreas-Gewebe wurde im Rahmen chirurgischer Eingriffe gesammelt. Daten zu Alter, Geschlecht und Schmerzausprägung wurde der Patienten-Datenbank entnommen. Histopathologische Merkmale wie Schweregrad von Fibrose, Entzündung, und Neuritis wurden an Hämatoxylin-Eosin (HE-) gefärbten Gewebeschnitten beurteilt. Die neuronale Plastizität wurde bestimmt anhand der Immunhistochemie für das growth associated protein 43 (GAP43). Die RNA wurde aus gefrorenen Gewebe-Proben isoliert und nach reverser Transkription wurde die Expression mittels quantitativer Real-time (qRT-) PCR untersucht. Die mittlere relative Expression (relative fold change – RFC) wurde mittels der delta delta Ct-Methode berechnet. Die RFC wurde korreliert mit den klinikopathologischen Faktoren. Protokolle für Immunhistochemie für IL-1 Rezeptor 1 (IL-1R1), IL-6, IL-6 Rezeptor alpha (IL-6Rα) und IL-13 Rezeptor alpha 2 (IL-13Rα2) wurden in dieser Studie für pankreatisches Paraffin-Gewebe etabliert. Die Auswertung der Immunoreaktivität erfolgte semiquantitativ und wurde unterschieden in 0,5 (sehr schwach), 1,0 (schwach), 2,0 (mäßig) und 3,0 (stark). Ergebnisse: Insgesamt unterschied sich die Expression der Interleukine und ihrer Rezeptoren nicht sehr von der gemessenen Basal-Expression der Housekeeping-Gene ß-Actin und GAPDH. IL-13Rα1 zeigte einen signifikanten Rückgang der mRNA Expression für CP (RFC 0,89±0,05; (59); RFC NP 1,06±0,05; (30); p=0,012). Für die anderen konnte kein Unterschied in der Expression zwischen NP und CP gesehen werden. Für IL-13 und IL-1 alpha konnte gar keine Expression gemessen werden. Korrelationen mit klinikopathologischen Faktoren ließ nur für IL-13Rα2 einen signifikanten Anstieg mit zunehmendem Schmerz-Schweregrad (0,40±0,10 ohne Schmerz vs. 1,13±0,40 mit Schmerz; p=0,046). Die Immunhistochemie für IL-1R1 zeigte eine durchschnittlich schwache Färbung in Azinuszellen bei 14 von 30 NP und 14 von 56 CP (p=0,257). Für IL-6 konnte insgesamt nur wenig Immunoreaktivität gesehen werden und nur vereinzelt (6 von 30 NP; 5 von 53 CP) in intrapankreatischen Ganglien mit sehr schwacher Färbung. IL-6Rα-Immunoreaktivität trat hervor in duktalen Zellen bei 24 von 30 NP und 43 von 53 CP und tubulären Komplexen in 43 von 53 CP, mit einer mäßigen signifikant stärkeren Färbung in NP (p=0,023). IL-13Rα2 Immunoreaktivität zeigte sich in unterschiedlichen pankreatischen Strukturen wie Azini (1 von 30 NP; 7 von 56 CP), Inseln (6 von 30 NP; 13 von 56 CP) und intrapankreatischen Ganglien (12 von 30 NP; 23 von 56 CP) sowohl in NP als auch CP, bei 3 von 56 CP auch in tubulären Komplexen. Die Ganglien-Färbung war mit mäßiger Intensität signifikant stärker als in NP (p=0,031). Fazit: Die mRNA- und immunohistochemische Expression zeigen vereinzelt Signifikanzen, sind aber insgesamt in Bezug auf humane CP und damit verbundenen klinikopathologischen Merkmale nicht relevant. Obwohl frühere tierexperimentelle Studien vielversprechende Daten zu den untersuchten Interleukinen liefern, konnten in dieser Studie keine Hinweise auf eine vielversprechende Rolle bei der humanen chronischen Pankreatitis gefunden werden. Nach unseren Daten zeigen IL-1α/ß, IL-1R1, IL-6, IL-6Rα, IL-13 und IL-13Rα1/2 ein nur geringes Potential als Targets zur Therapie der CP bei Mensch oder Tier