Histologische Untersuchung der rheumatoiden Gelenkveränderungen bei der muskarinischen Acetylcholinrezeptor-Subtyp-M3-Knockout-Maus im experimentellen Modell der Antikörper-induzierten rheumatoiden Arthritis

Abstract

Die RA ist eine der häufigsten entzündlichen Gelenkerkrankungen und weist einen progredienten und schubweisen Verlauf auf. In der Folge des chronischen Krankheitsgeschehens kommt es bei den Patienten zu Einschränkungen in der Lebensqualität und der Erwerbsfähigkeit. Ebenfalls ist die RA mit einer verkürzten Lebenszeit assoziiert.Das nicht-neuronale cholinerge System scheint für die Entstehung und den Fortschritt der RA von Bedeutung zu sein. Dabei wurde die Rolle des M3R in dieser Beziehung noch nicht untersucht. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, einen möglichen Effekt der M3R-Defizienz bei einer experimentell induzierten Arthritis im Mausmodell zu untersuchen.Im Rahmen des zehntägigen Versuchs wurde in zwölf Wochen alten M3R-/- - und WT- Mäusen CAIA ausgelöst. Die Stärke der RA und die Belastung der Tiere wurde durch den kumulativen Arthritis-Score und den Belastungsscore bewertet. Die Kniegelenke der Versuchsgruppen sowie der Kontrolltiere wurden auf histologische Veränderungen in den drei Bereichen Knochen, Knorpel und SM durch histologische Scores, immun- und enzymhistologische Untersuchungen, der Histomorphometrie sowie der TEM analysiert.Die Auswertung des kumulativen Arthritis-Scores konnte keinen statistisch signifikanten Unterschied zwischen den M3R-defizienten und WT-Mäusen aufzeigen, die M3R-defizienten CAIA-Tiere zeigten allerdings eine signifikante Gewichtsreduktion im Vergleich zu den anderen Gruppen sowie eine höhere Belastung. In den histologischen Auswertungen zeigte sich ein signifikant stärkerer Kollagen II-Verlust bei den M3R-/- -CAIA Tieren im Vergleich zu den WT-CAIA-Mäusen. Auch der histologische Score für Knochenveränderungen zeigte signifikant vermehrte Destruktionen bei den M3R-/- -CAIA-Tieren in Bezug zu der WT-CAIA-Gruppe. Enzymhistochemisch konnte mittels TRAP auch ein signifikant gesteigertes Vorkommen von Osteoklasten bei den arthritischen M3R-/- -Tieren im Vergleich zu den WT-CAIA-Versuchstieren gezeigt werden. Des Weiteren konnte über die ASMA-Färbung bei den arthritischen M3R- defizienten Tieren anders als bei den WT-CAIA-Tieren eine signifikant erhöhte Anzahl von Gefäßanschnitten gezeigt werden.Die Ergebnisse der vorliegenden Studie weisen nach, dass die M3R-Defizienz die Versuchstiere nicht vor der CAIA bewahrte. Die M3R-/- -CAIA-Tiere zeigten eine tendenziell vermehrte Ausprägung der Symptome als die WT-CAIA-Mäuse und die arthritisbedingte Gelenkzerstörung war signifikant stärker ausgeprägt als bei der arthritischen WT-Gruppe. Diese Ergebnisse erlauben die Vermutung, dass die Stimulation des M3Rs positive Auswirkungen auf den Krankheitsverlauf und die Symptomausprägung der RA haben könnte. Allerdings sollten hier entsprechende Nebenwirkungen und Kontraindikationen Beachtung finden. RA is one of the most common inflammatory joint diseases and has a progressive and intermittent progress. As a result of chronic disease, patients experience limitations in quality of life and ability to work. Also, the RA is associated with a shortened lifetime.The non-neuronal cholinergic system appears to be important for the genesis and progression of RA. The role of M3R in this regard has not yet been investigated. The aim of the present study was to investigate a possible effect of M3R deficiency in an experimentally induced arthritis in the mouse model.During the ten-day trial, CAIA was triggered in twelve-week-old M3R-/- and WT mice. The severity of RA and the burden on animals were assessed by cumulative arthritis score and total condition score. The knee joints of the experimental groups as well as the control animals were analyzed for histological changes in the three areas: bone, cartilage and SM by histological scores, immune- and enzyme-histology, cartilage histomorphometry and TEM.The evaluation of the cumulative arthritis score did not show a statistically significant difference between the M3R deficient and WT mice, but the M3R deficient CAIA animals showed a significant weight reduction compared to the other groups as well as a higher burden. The histological evaluations showed a significantly higher collagen II loss in the M3R-/- CAIA animals compared to the WT CAIA mice. Also, the histological score for bone changes showed significantly increased destruction in the M3R-/- CAIA animals relative to the WT CAIA group. Enzyme histochemically TRAP showed a significantly increased occurrence of osteoclasts in the arthritic M3R-/- animals compared to the WT CAIA experimental animals. Furthermore, the ASMA staining in the arthritic M3R deficient animals compared to the WT CAIA animals showed a significantly increased number of vascular slices.The results of the present study show that the M3R deficiency did not protect the experimental animals from the CAIA. The M3R-/- CAIA animals showed a more pronounced increase in symptoms than the WT CAIA mice and the arthritis-related joint destruction was significantly more pronounced than in the arthritic WT group. These results suggest that stimulation of the M3R may have a positive effect on RA´s disease progression and symptom severity. In this case, particular attention should be given to relevant side effects and contraindications.