Σηπτική αρθρίτις γόνατος: διάγνωση και αντιμετώπιση: κλινική σημασία των ζελατινασών, MMP-2 και MMP-9 στη σηπτική αρθρίτιδα του γόνατος

Abstract

Purpose: In cases of septic knee arthritis there is excess of matrix metalloproteinases (MMPs) over tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs), due to enhanced expression and activation which are induced by bacteria in comparison to rheumatic or degenerative arthritis. The aim of this study was to explore the expression levels of synovial gelatinase MMP-9 and its specific inhibitor TIMP-1 in septic and aseptic arthritis and their potential use as additional aids to clinical investigation.Methods: Gelatin zymography and western blot analysis were applied in effusions from knees of patients with septic (SA/10 patients), rheumatic (RA/10 patients) and osteoarthritis (OA/10 patients).Results: Zymographic analysis revealed that all samples contained latent MMP-2 activity, albeit activated MMP-2 appeared in more of the septic than aseptic effusions. Activated MMP-9 was not detected in osteoarthritic synovial fluid samples. Only trace amounts of MMP-9 activity were detected in 4/10 patients with RA, whereas higher MMP-9 levels were evident in all samples from SA (P=0.0444). In immunoblotting assays, samples from SA showed significantly higher levels of MMP-9 compared to samples from RA (P=0.0052), confirming zymographic results. Although no significant difference in TIMP-1 levels was observed, the estimated MMP-9/TIMP-1 ratio of septic effusions was significantly higher compared to aseptic ones (P=0.0029).Conclusions: The data presented suggest enhanced expression and activation of MMP-9 in septic native knee arthritis compared to aseptic. The presence of high levels of MMP-9 with concomitantly increased MMP-9/TIMP-1 ratio and activated gelatinases in effusions, independent of neutrophilic counts, may be indicative for infection.

Σκοπός: Σε περίπτωση σηπτικής αρθρίτιδας του γόνατος, παρατηρείται υπεροχή των στρωματικών μεταλλοπρωτεϊνασών (MMPs) σε βάρος των ιστικών αναστολέων τους (TIMPs), εξαιτίας αυξημένης, επαγόμενης από βακτήρια, έκφρασης και ενεργοποίησης αυτών σε σύγκριση με την αυτοάνοσης αρχής ή εκφυλιστικού τύπου αρθρίτιδα. Ο σκοπός της εργασίας αυτής είναι ο προσδιορισμός των επιπέδων έκφρασης της ζελατινάσης MMP-9 και του ειδικού αναστολέα της, TIMP-1, σε αρθρικό υγρό από πάσχουσες αρθρώσεις και η διερεύνηση της πιθανότητας χρήσης τους ως διαγνωστικού κριτηρίου κατά την προσέγγιση της οξείας μονοαρθρίτιδας του γόνατος.Υλικό & Μέθοδος: Ζυμογραφία ζελατίνης και ανάλυση western blot πραγματοποιήθηκε σε δείγματα αρθρικού υγρού από γόνατα ασθενών πασχόντων από σηπτική (SA/10 ασθενείς), ρευματική (RA/10 ασθενείς) και οστεοαρθρίτιδα (OA/10 ασθενείς).Αποτελέσματα: Η ζυμογραφία αποκάλυψε έκφραση proΜΜΡ-2 σε όλα τα δείγματα αρθρικού υγρού, ενώ η ενεργοποιημένη μορφή της ήταν παρούσα σε περισσότερα σηπτικά. ΜΜΡ-9 δεν ανιχνεύθηκε σε οστεοαρθριτιδικά δείγματα. Ίχνη μόνον ΜΜΡ-9 δράσης ανιχνεύθηκε σε 4/10 ασθενείς με RA, ενώ υψηλότερα επίπεδα ΜΜΡ-9 πιστοποιήθηκαν σε όλα τα σηπτικά δείγματα (Ρ=0.0444). Στις δοκιμασίες ανοσοαποτύπωσης, δείγματα από ασθενείς με SA επέδειξαν σημαντικά υψηλότερα επίπεδα ΜΜΡ-9 σε σχέση με εκείνα από ασθενείς με RA (P=0.0052), επιβεβαιώνοντας τα αποτελέσματα της ζυμογραφίας. Παρά το γεγονός ότι δεν στοιχειοθετήθηκε σημαντική διαφορά μεταξύ των επιπέδων ΤΙΜΡ-1, ο εκτιμώμενος λόγος ΜΜΡ-9/ΤΙΜΡ-1 των σηπτικών δειγμάτων ήταν υψηλότερος σε σύγκριση με άσηπτα (P=0.0029).Συμπεράσματα: Τα στοιχεία τα οποία παρουσιάστηκαν υποδεικνύουν αυξημένη έκφραση και ενεργοποίηση της ΜΜΡ-9 στη σηπτική αρθρίτιδα του γόνατος σε σχέση με την άσηπτη, φλεγμονώδη αρθρίτιδα. Παρουσία ενεργοποιημένων μορφών των ζελατινασών και υψηλών επιπέδων ΜΜΡ-9 με παράλληλη αύξηση του λόγου ΜΜΡ-9/ΤΙΜΡ-1 στο αρθρικό υγρό, ανεξαρτήτως του αριθμού των ουδετεροφίλων, ίσως είναι ενδεικτική λοίμωξης.