Palmitat induziert IL-6 in humanen Detrusormyozyten – Ein möglicher Link zwischen gestörtem Fettstoffwechsel und chronischen Entzündungen der Harnblase

Einleitung: Typ-2-Diabetiker (T2D) zeigen ein erhöhtes Risiko für Entzündungen der Harnblase. Die Ursache dieser höheren Prävalenz ist noch nicht nachhaltig geklärt. Bekannt ist, dass T2D erhöhte Konzentrationen freier Fettsäuren (FFA) und erhöhte Zytokinexpressionsmuster im Blut aufweisen Die gesättigte FFA Palmitat stimuliert in unterschiedlichen Zelltypen die Expression des Zytokins IL-6. Ein gestörter Fettstoffwechsel könnte ein möglicher Link für chronische Entzündungen der Harnblase sein. Zur Prüfung dieser Hypothese wurden kultivierte humane Detrusormyozyten (hBSMC) zeit- und konzentrationsabhängig mit Palmitat stimuliert. Im Fokus unserer Untersuchungen standen die Expression von IL-6 und dessen regulatorischen Proteine pSTAT3 und SOCS3. Es wurde geprüft, ob eine autokrine, parakrine und/oder endokrine Regulation des IL-6-Signalwegs vorliegt. Zur näheren Beschreibung der parakrinen Regulation wurde die Wirkung von IL-6 auf die Zell-Zell-Kommunikation über Cx43 der hBSMC analysiert.

Methoden: Biopsien wurden nach radikaler Zystektomie aus Tumor freien Arealen der Harnblase entnommen. Subkultivierte hBSMC wurden zeit- und konzentrationsabhängig mit 0,25 mM Palmitat 8–48h stimuliert. Die Expression von IL-6, pSTAT3 und SOCS3 wurde mittels quantitativer PCR (qPCR), ELISA und Konfokaler Laser Scanning Mikroskopie (CLSM) bestimmt. Nach Stimulation der kultivierten hBSMC mit IL-6 (50ng/ml, 48h) wurde die Zell-Zell-Kommunikation mittels Fluorescence Recovery after Photobleaching (FRAP) und die Expression von Cx43 mittels qPCR und CLSM untersucht. Die ermittelten Daten wurden auf Normalverteilung geprüft, anschließend mittels Varianzanalyse (ANOVA) ausgewertet und mit einem Signifikanzniveau von p<0,05 dargestellt.

Ergebnisse: Die Stimulation mit Palmitat zeigte einen zeit- und konzentrationsabhängigen Effekt auf die IL-6-Expression in den kultivierten hBSMC. Palmitat bewirkte eine zeitabhängige autokrine Regulation der IL-6-Signalkaskade über phosphoryliertes STAT3 und Feedbackmechanismen via SOCS3. Nach Palmitatstimulation über 48h konnte keine signifikante Erhöhung der IL-6-Akkumulation in den hBSMC nachgewiesen werden. IL-6 wurde verstärkt in den Zellkulturüberstand sekretiert. Dies spricht für eine endokrine Regulation. Die Stimulation der hBSMC mit IL-6 führte zu einer erhöhten Zell-Zell-Kommunikation bei gleichzeitiger Erhöhung der Cx43-Expression. Diese Ergebnisse verdeutlichen den Einfluss des IL-6-Signalwegs auf parakrine Regulationsmechanismen im funktionellen Synzytium der hBSMC.

Schlussfolgerung: Palmitat führt zur autokrinen und endokrinen Regulation des IL-6-Signalwegs in kultivierten hBSMC. Dies ist ein möglicher Link zwischen veränderter Lipidstoffwechselaktivität und lokaler Entzündung der Harnblase. Die autokrine Stimulation via IL-6-JAK/STAT-Signalweg führt zur Steigerung parakriner Regulationsmechanismen via Gap Junction.