A proteomic investigation of inflammatory status before and after treatment of osteoarthritis with gold microparticles, and correlation to rheumatoid arthritis
Author
Kristiansen, Martin Kaae
Term
4. term
Publication year
2020
Submitted on
2020-05-28
Pages
42
Abstract
Baggrund: Gigt dækker over mange ledsygdomme. Den hyppigste er slidgigt (osteoartritis), som typisk behandles med NSAID-præparater og binyrebarkhormon for at dæmpe smerter og betændelse. De fleste behandlinger virker i hele kroppen og kan give systemiske bivirkninger. En ny lokal behandling er at placere mikroskopiske guldpartikler direkte i leddet (intraartikulært) for at dæmpe betændelsen, blandt andet ved at påvirke NF-κB-signalvejen, som er central for inflammation. Leddegigt (reumatoid artritis) er den mest almindelige autoimmune gigtsygdom; her spiller betændelse også en stor rolle, og behandlingen omfatter ligeledes NSAID, binyrebarkhormon samt sygdomsmodificerende lægemidler (DMARDs og biologiske DMARDs), som også kan give systemiske bivirkninger. Formål: At undersøge, hvordan guld-mikropartikler virker, og hvor stærk en antiinflammatorisk effekt de har ved slidgigt. Vi målte ændringer i proteiner i ledvæske og blod før og efter behandlingen for at vurdere effekten på betændelse. Vi søgte samtidig efter biomarkører, der kan bruges til at følge behandlingseffekten og støtte en mere personlig behandling. Derudover analyserede vi blodprøver fra patienter med leddegigt før og efter behandling med etanercept for at se, om der er ligheder i inflammationsmønstre, som kan pege på en mulig effekt af guldpartikler ved leddegigt. Metoder: Hos 29 patienter med slidgigt blev der taget parrede prøver før og 8 uger efter intraartikulær behandling med guldpartikler. Prøverne blev analyseret med kvantitativ proteomik (stor-skala proteinmålinger, herunder målrettede proteinanalyser og massespektrometri), cytokinanalyser (signalstoffer for immunforsvaret) og måling af cellefrit DNA (cfDNA) som markør for medfødt immunaktivitet. Hos 18 patienter med leddegigt blev blodprøver før og efter etanercept-behandling analyseret med proteomik og cfDNA og sammenholdt med resultaterne fra slidgigtbehandlingen. Resultater: Efter guldbehandling ved slidgigt var 24 immunrelaterede proteiner målt med en målrettet analyse signifikant nedsat. Flere af disse har direkte relation til slidgigt, leddegigt, inflammation og NF-κB. Massespektrometri identificerede yderligere 22 proteiner, der var signifikant ændret hos slidgigtpatienter, også med forbindelse til de samme processer. CfDNA faldt ikke signifikant efter 8 uger, men andre observationer tyder på, at 8 uger kan være for kort tid til at se den fulde effekt af guldbehandling. Konklusion: De klinisk observerede effekter af guldbehandling ved slidgigt understøttes af de proteinændringer, vi fandt, med lavere inflammationsmarkører og påvirkning af NF-κB i overensstemmelse med slidgigtens sygdomsmekanismer. Sammenholdt med kendt viden om leddegigt peger resultaterne på, at guld-mikropartikler potentielt også kan have en gavnlig effekt ved leddegigt, hvilket bør undersøges nærmere.
Background: Arthritis covers many joint diseases. The most common is osteoarthritis (OA), usually treated with NSAIDs and glucocorticoids to relieve pain and inflammation. Most current therapies act throughout the body and can cause systemic side effects. A new local approach is to place microscopic gold particles directly into the joint (intra-articular) to calm inflammation, potentially by dampening the NF-κB pathway, a key inflammation signal. Rheumatoid arthritis (RA) is the most common autoimmune form of arthritis; inflammation is central here as well, and treatment includes NSAIDs, glucocorticoids, and disease-modifying drugs (DMARDs and biologics), which also carry systemic risks. Aims: To clarify how gold microparticles work and their anti-inflammatory potential in OA. We measured protein changes in joint fluid and blood before and after treatment to assess effects on inflammation. We also searched for biomarkers to monitor treatment response and support more personalized care. In addition, we analyzed blood from RA patients before and after etanercept to look for shared inflammatory patterns that might indicate whether gold particles could benefit RA. Methods: In 29 OA patients, paired samples were collected before and 8 weeks after intra-articular gold microparticle treatment. Samples were analyzed using quantitative proteomics (large-scale protein measurements, including targeted protein panels and mass spectrometry), cytokine profiling (immune signaling proteins), and cell-free DNA (cfDNA) as a marker of innate immune activity. In 18 RA patients, blood collected before and after etanercept was analyzed with proteomics and cfDNA and compared to the OA gold-treatment findings. Results: In OA, 24 immune-related proteins measured by a targeted assay were significantly reduced after gold treatment. Several are directly linked to OA, RA, inflammation, and the NF-κB pathway. Mass spectrometry identified 22 additional proteins that changed significantly in OA, with similar links. cfDNA did not decline significantly at 8 weeks, but other observations suggest 8 weeks may be too short to see the full effect of gold treatment. Conclusions: The clinically observed effects of gold treatment in OA are supported by protein changes indicating reduced inflammatory activity and modulation of NF-κB, consistent with OA biology. Together with what is known about RA, these findings suggest gold microparticles might also be beneficial in RA, a possibility that warrants further study.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords
Documents