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Einleitung: Bei der rheumatoiden Arthritis (RA) ist eine veränderte Gefäßneubildung mit vermehrten und stärker verzweigten Gefäßen charakteristisch. Aktivierte RA Synovialfibroblasten (RASF) produzieren vermehrt matrixabbauende Enzyme sowie Entzündung und Angiogenese modifizierende Faktoren wie IL-6, IL-36β, IL-11, CXCL2 und VEGF. Die Matrixdegradation führt zur Freisetzung von Matrixfragmenten, wie dem anti-angiogenen Fragment Canstatin. Untersucht wurde die Auswirkung dieser Faktoren mit und ohne Zugabe von VEGF auf die Gefäßneubildung bei der RA, die durch RASF vermittelt wird.

Methoden: 2D-Tube-Formation-Assay (2D-TFA): HUVEC wurden auf Matrigel^® mit 10 ng/ml IL-11 mit/ohne den IL-11-neutralisierenden Antikörper AF-218 (100/250/500 ng/ml) ausgesät. Weiterhin wurde IL-11 mit IL-36β (1 ng/ml), IL-1β (0,05 ng/ml), CXCL2 (50 ng/ml), ANGPT2 (100 ng/ml), Canstatin (500 ng/ml) bzw. VEGF (10 ng/ml) kombiniert. RASF (15% der HUVEC-Zellzahl) wurden unstimuliert oder mit IL-11, CXCL2 oder deren Kombination stimuliert hinzugegeben. Nach 4 h wurde die Fläche des Zellnetzwerks quantifiziert. Eine reduzierte Netzwerkfläche spiegelt eine gestörte Tubenbildung wider.

Ergebnisse: Unstimulierte HUVEC-Tubenetzwerke (100 %) wurden durch IL-11 auf 60% reduziert (p=0,007). Die Kombination mit AF-218 hob den Effekt dosisabhängig auf (p>0,001) (56/72/88% bei 100/250/500 ng/ml AF-218). IL-36β und IL-1β reduzierten das Netzwerk auf 71% bzw. 75%. Die Kombination mit IL-11 verstärkte die Netzwerkreduktion (IL-36β 69%, IL-1β 72%). Die Effekte von CXCL2, ANGPT2 und Canstatin waren geringer (Reduktion auf 86%, 90%, bzw. 82%), wurden jedoch auch durch IL-11 und IL-1β verstärkt (p>0,01, z.B. IL-11+Canstatin: 79%; IL-1β+ANGPT2: 76%). VEGF stellte das durch IL-11 gestörte Netzwerk auf 95% wieder her (p=0,01). VEGF kombiniert mit ANGPT2 oder Canstatin verbesserte ebenfalls die Netzwerkbildung (83%, 85%). Die Zugabe von RASF zeigte den stärksten Effekt (60%, p=0,006) und Zugabe von IL-11 reduzierte die Netzwerkfläche weiter (IL-11 53%, CXCL2 57%).

Schlussfolgerung: RASF und IL-11 reduzierten das von Endothelzellen gebildete Zellnetzwerk am stärksten. IL-1β, IL-36β, CXCL2, ANGPT2 und Canstatin störten ebenfalls die Netzwerkbildung, insbesondere in Kombination mit IL-11 und IL-1β. VEGF wirkte der gestörten Tubenbildung entgegen, während ANGPT2 und Canstatin den protektiven Effekt von VEGF reduzierten. Im Vergleich zu löslichen Faktoren allein verursachten RASF eine stärkste Störung der Netzwerkbildung. Dies zeigt, RASF und durch RASF freigesetzte Faktoren, insbesondere IL-11, wesentlich zu der veränderten Gefäßneubildung bei RA beitragen, die nicht durch VEGF kompensiert werden kann.