Molekulare Zellstressmechanismen bei der hereditären Einschlusskörpermyopathie

Abstract

Mutationen im UDP-N-acetylglucosamine-2-epimerase/Nacetylmannosaminekinase (GNE)-Gen sind die kausale Pathogenese bei der hereditären Einschlusskörpermyopathie (hIBM) (Synonym: Nonaka Disease, distal myopathy with rimmed vacuoles [DMRV]). Neben der durch die Mutation im GNE-Gen bedingten Defiziten bei der Sialylierung sind die grundlegenden Pathomechanismen die zur Ausbildung der Muskelpathologie führen noch nicht verstanden. Es konnte gezeigt werden, dass bei der sporadischen Einschlusskörpermyositis (sIBM) den pro-inflammatorischen Zellstress-Mediatoren αB-Crystallin und Inducible Nitric Oxide Synthase (iNOS) eine Schlüsselrolle in der Pathologie zukommt. Ziel der vorliegenden Arbeit ist Zellstress und pro-inflammatorische Ereignisse ebenfalls im hIBM- Muskel nachzuweisen. Hierfür wurden 10 Muskelbiopsieproben von hIBM-Patienten auf die mRNA-Expression von Markern für Zellstress, Entzündung und β-amyloid untersucht und mit nicht-myopathischen Kontrollen verglichen. Mit immunhistochemischen, seriellen Doppelfärbungen wurden Skelettmuskelbiopsien für die Marker Amyloid Precursor Protein (APP), Major Histocompatibility Complex (MHC)-I, αB-Crystallin, Neuronales Zell Adhäsions Molekül (NCAM), Interleukin (IL)-1β, β-amyloid, iNOS, und phosphorylierte Neurofilamente (Pneurofilament) sowie Hämalaun/Eosin gefärbt. Insgesamt wurden 2871 Muskelfasern aus korrespondierenden Arealen von allen Biopsien quantitativ ausgewertet. Zudem wurden die Ergebnisse nach Unterschieden zwischen den Geschlechtern untersucht. Alle untersuchten Marker waren nachweisbar und die mRNA-Expression von APP, NCAM, iNOS, TNF-α und TGF-β war höher bei der hIBM verglichen mit den Kontrollen, allerdings erreichte dies keine statistische Signifikanz. Die mRNA-Expression von APP und αB-Crystallin korrelierte signifikant mit der Expression einiger pro-inflammatorischer und Zellstress-assoziierter Marker wie IL-6, MHC-I, CCL-3 und CCL-4. Bei der Immunhistochemischen Analyse zeigte sich eine Ko-Hochregulation von αB-Crystallin und iNOS und die Anzahl an Fasern positiv für αB-Crystallin, NCAM, MHC-I und iNOS korrelierte signifikant miteinander. Eine große Anzahl an Fasern positiv für αB-Crystallin war doppelt positiv für iNOS (23.5+-6.2%) und andersherum (16.8+-3%). Einerseits waren zahlreiche morphologisch auffällige Fasern positiv für αB-Crystallin und iNOS, zum anderen zeigten aber auch einige normal erscheinende Muskelfasern eine Überexpression für αB-Crystallin und iNOS. Es konnte keine signifikanten Unterschiede in der mRNA-Expression und Proteinexpression zwischen weiblichen und männlichen hIBM-Patienten- Proben nachgewiesen werden. Diese Daten weisen eine Korrelation zwischen der mRNA-Expression degenerativer und zellstress-assoziierter Marker mit der von pro-inflammtorischen Markern nach und zeigen, dass die Zellstress-assoziierten Moleküle αB-Crystallin und iNOS überexprimiert sind. Dies gibt möglicherweise Hinweise auf frühe Pathomechanismen bei der hIBM. für αBcrystallin, NCAM, MHC-I und iNOS korrelierte signifikant miteinander. Eine große Anzahl an Fasern positiv für αBcrystallin war doppelt positiv für iNOS (23.5+-6.2%) und andersherum (16.8+-3%). Einerseits waren zahlreiche morphologisch auffällige Fasern positiv für αBcrystallin und iNOS, zum anderen zeigten aber auch einige normal erscheinende Muskelfasern eine Überexpression für αBcrystallin und iNOS. Es konnte keine signifikanten Unterschiede in der mRNA-Expression und Proteinexpression zwischen weiblichen und männlichen hIBM-Patienten- Proben nachgewiesen werden. Diese Daten weisen eine Korrelation zwischen der mRNA-Expression degenerativer und zellstress-assozierter Marker mit der von pro-inflammtorischen Markern nach und zeigen, dass die Zellstress-assozierter Moleküle αBcrystallin und iNOS überexprimiert sind. Dies gibt möglicherweise Hinweise auf frühe Pathomechanismen bei der hIBM.