Open Access

Andreas Goede

• Das proinflammatorische Zytokin Interleukin (IL)-18 scheint an einer Vielzahl von Entstehungsprozessen pathologischer Erkrankungen, darunter rheumatoide Arthrits und Artherosklerose, sowie Tumorwachstum und Metastasierungsfähigkeit von Tumoren, beteiligt zu sein. Da die biologische Aktivität der Matrix-Metallo-Proteinase-9 (MMP-9) ebenfalls entscheidenden Einfluss auf die Pathologie dieser Erkrankungen hat, wurden die Auswirkungen von IL-18 auf die MMP-9-Produktion in peripheren Blutmonozyten (PBMC) untersucht. Darüber hinaus richtete sich unser Augenmerk auf die Möglichkeiten einer immunopharmakologischen Intervention mittels anti-Tumor-Nekrose-Faktorα (anti-TNFα) oder IL-10. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, daß die MMP-9-Produktion in PBMC durch IL-18 gesteigert wird. Dabei ist die Potenz von IL-18 bei der Freisetzung von MMP-9 vergleichbar mit derjenigen von TNFα. Durch die Verwendung neutralisierender monoklonaler Antikörper konnte gezeigt werden, dass die Freisetzung von MMP-9 von einer endogenen TNFα-Produktion abhängig ist. Während IL-18 und TNFα die Protease induzieren, ergibt eine Inkubation mit IFNγ keine Effekte auf die Freisetzung von MMP-9 in den PBMC. Die hier beschriebene Induktion von MMP-9 durch IL-18 ließ sich ebenfalls in humanen Vollblutkulturen nachweisen. Das antientzündliche Zytokin IL-10 ist in der Lage, die Sekretion von MMP-9 sowohl aus unstimulierten als auch aus PBMC, die zuvor mit IL-18 inkubiert wurden, konsequent zu unterdrücken. Die Produktion des tissue inhibitor of metalloproteinase-1 (TIMP-1) bleibt von einer Stimulation mit IL-18 unberührt, wohingegen eine Zugabe von IL-10 die Sekretion von TIMP-1 aus PBMC steigert. Die vorliegende Arbeit erweitert somit die proentzündlichen Wirkungsweisen von IL-18 auf PBMC, betont die herausragende Rolle einer intermediären TNFα-Produktion und stellt einen Zusammenhang her zwischen den biologischen Funktionen von IL-18 und der pathologischen Potenz von MMP-9.
• The proinflammatory cytokine interleukin 18 (IL-18) appears to be involved in the etiology of a variety of pathological conditions, among them rheumatoid arthritis and atherosclerosis as well as tumor growth and metastasis. As biological activity of matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) has been identified as a hallmark in the pathogenesis of these diseases, effects of IL-18 on MMP-9 production by human peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were investigated. Moreover, effects of immuno-pharmacological intervention by anti-tumor necrosis factor-α (anti-TNFα) or IL-10 were evaluated. Here we report that IL-18 augmented production of MMP-9 by PBMC. The potency of IL- 18 to induce release of MMP-9 from PBMC was comparable with that of TNFα. MMP-9 production was dependent on endogenous production of TNFα, as detected by use of neutralizing monoclonal antibodies. Whereas IL-18 and TNFα induced the protease, MMP-9 release was not mediated by IFNγ. IL-18 also induced secretion of MMP-9 from human whole blood cultures. Antiinflammatory IL-10 efficiently downregulated release of MMP-9 from unstimulated and IL-18-activated PBMC. In contrast to MMP-9, secretion of tissue inhibitor of metalloproteinase-1 (TIMP-1) was not augmented by IL-18. Addition of IL-10 enhanced release of TIMP-1 from PBMC. The present study broadens the current pattern of IL-18 proinflammatory actions on PBMC, emphasizes the pivotal role of intermediate TNFα production in these responses, and relates IL-18 biological functions to the pathological role of MMP-9.