Utilizing 3D cultures to study the role of fibroblastlike synoviocytes in Rheumatoid Arthritis

Thumbnail Image

Files

gupea_2077_69253_1.pdf (7.23 MB)

Date

2021-08-04

Authors

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Abstract

Introduction: Rheumatoid arthritis (RA) is an autoimmune disease affecting multiple joints in the body, characterized by chronic inflammation and destruction of cartilaginous structures. The key effector of the disease is activated fibroblast-like synoviocytes, (FLS), cells that are found in the synovium of diarthrodial joints. As a response to proinflammatory cytokines, cellproliferation, production of inflammatory cytokines and degrading enzymes occurs to a greater extent than in healthy individuals causing damage to the joints. Aim: To evaluate if FLS from patients with RA differs regarding growth, gene expression and response to stimulation with cytokines, such as Tumor necrosis factor-a (TNFa) and Amphiregulin (AREG) compared to fibroblast-like synoviocytes from healthy individuals after being cultured in 3D. Methods: This study processes 12 primary cell lines of FLS, collected from synovial tissue from healthy individuals and patients with RA. The cells were cultured in 3D and stimulated with TNFa, AREG, a combination of both, or left unstimulated. Extraction of mRNA and generation of cDNA was performed to be able to do qPCR to study the expression of different genes as well as histological differences. Results: Results showing for examples increased gene expression of EGFR in HC-FLS (healthy control) after stimulated with TNFa, together with increased gene expression of MMP3 after stimulated with TNFa in RA-FLS, which both are involved in key events in pathogenesis of the disease. Conclusion: 3D-cultures of FLS, is affected by TNFa and AREG by promotion of expansion, increased expression of degrading enzymes and increased proliferation of cells. TNFa promotes an aggressive phenotype of FLS.

Description

Ledgångsreumatism är en sjukdom som drabbar ca 0.5-1% av befolkningen och är vanligast hos kvinnor. De klassiska symtomen består inledningsvis av allmän sjukdomskänsla, feber, stelhet och smärta för att i senare skede leda till felställda och deformerade fingrar och leder. Idag finns en god behandling av ledgångsreumatism bestående av framförallt DMARDS, en läkemedelsgrupp som förändrar sjukdomen och immunförsvaret med syfte att lindra symtom, men en stor del av patienterna blir inte hjälpta av detta och har fortsatta besvär av sin sjukdom. Bakgrunden till sjukdomen innefattar ett komplext samband av vårt immunförsvar och kroppens förmåga att attackera sig själv, s.k. autoimmunitet. Efter att immunförsvaret aktiverats fortlöper sjukdomen dels genom inflammation och dels genom nedbrytning av brosk och ben. De celler som har visat sig spela en stor roll i sjukdomen är ledfibroblaster. Det är en typ av celler, s.k. strukturceller som finns i våra leder och som i tidigare studier har visat sig vara mer aggressiva och förstörande hos patienter med ledgångsreumatism jämfört med friska individer. Amphiregulin är ett protein som kan aktivera ledfibroblaster och öka utsöndring av nedbrytande enzym. Det har hittats i ökade nivåer hos patienter med sjukdomen men dess specifika roll i är fortfarande oklar. Tumor necrosis factor a, är en signalsubstans, med funktion att inleda celldelning samt produktion av enzym som bidrar till nedbrytning av leder, vilken också har visat sig ha en central roll i sjukdomen. Odling av ledfibroblaster i 3D-kultur efterliknar cellernas naturliga miljö och kan därför främja studier av cellernas funktion. Det gör det även lättare att studera cellerna mikroskopiskt för att se skillnader i cellernas uppbyggnad. Efter att ha odlat cellerna studerades uttryck av olika gener vars funktioner kan påverka sjukdomsförloppet. Syftet med denna studien är att undersöka hur ledfibroblaster från patienter med ledgångsreumatism skiljer sig avseende växt, svar på stimulering samt genuttryck, jämfört med ledfibroblaster från friska individer, efter att ha odlats i 3D-kultur. Resultatet visar bland annat ökat uttryck av gener som orsakar cellförökning, bibehållen inflammation och förändringar i substansen som finns mellan våra celler samt tendenser till ökat uttryck av en gen som kodar för ökad nedbrytning av ben. Konklusionen av studien är att stimulering med Tumor necrosis factor a, och Amphiregulin orsakar tillväxt, infiltration av inflammations-och brosknedbrytande gener samt främjar delning av ledfibroblaster. Resultaten tyder på, liksom i tidigare studier, en mer aggressivare typ av ledfibroblaster hos patienter med ledgångsreumatism, vilket utgör ett potentiellt framtida behandlingsmål.

Keywords

Rheumatoid Arthritis, Fibroblast-like Synoviocytes (FLS), 3D-culture, Amphiregulin

Citation

URI

http://hdl.handle.net/2077/69253

ISBN

Articles

Department

Defence location

Collections

Examensarbete 30 Hp, Läkarprogrammet

Endorsement

Review

Supplemented By

Referenced By