Efeito da miostatina, GDF-11 e irisina sobre fibroblastos sinoviais em pacientes com artrite reumatoide

Abstract

Base teórica. A ativação imune na artrite reumatoide (AR) gera uma inflamação sinovial acentuada, levando à ativação de células estromais, como fibroblastos sinoviais (FLS), as quais desenvolvem um fenótipo agressivo e invasivo, participando da degradação articular. Miocinas são moléculas secretadas pelo tecido muscular, podendo agir localmente de maneira autocrina/parácrina, ou endócrina em outros tecidos do corpo. Na AR, há observações de que miocinas, como a miostatina, podem estar envolvidas na fisiopatologia da doença. Foi reportado que miostatina está presente em concentrações maiores na sinóvia de pacientes com AR em comparação com OA. Níveis séricos de miostatina em pacientes com AR já foram associados com a atividade da doença e dano articular. Em contrapartida, na AR, GDF-11 e irisina já demonstraram um efeito protetor na articulação, inibindo a degradação articular. Contudo, mais estudos são necessários para entender o potencial papel dessas miocinas no ambiente articular na AR, visando elucidar seu papel na persistência da resposta inflamatória local e progressivo dano articular. Objetivo. Avaliar a presença de miostatina, GDF-11 e irisina no fluído sinovial (FS) e seu efeito no fenótipo de fibroblastos sinoviais de pacientes com AR. Métodos. Foram incluídos no estudo pacientes com diagnóstico de AR com indicação de artrocentese de joelho. A atividade da doença foi avaliada pelo Índice de Atividade Clínica da Doença (CDAI). A avaliação dos níveis séricos e no fluído sinovial (FS) de miostatina, GDF-11 e irisina foi realizada por ELISA. Os FLS foram isolados do FS dos pacientes, e foram feitos os ensaios de viabilidade celular, capacidade de migração e a invasão tecidual na presença e ausência de miostatina, GDF-11 e irisina. Resultados. Foram mensurados os níveis de miocinas no LS e no soro dos pacientes: miostatina [FS: mediana-intervalo interquartil: 31,30 pg/ml (31,30-181,8); soro: 817,2 pg/ml (334,3-994,7)], GDF11 [FS: 31,30 pg/ml (31,30-88,13); soro: 347,50 pg/ml (31,30-1818,00)] e irisina [FS: 9,51 pg/ml (8,89- 16,68); soro: 14,05 pg/ml (12,47 -14,96)]. O tratamento com diferentes doses de miostatina, GDF11 e irisina não interferiu na viabilidade celular do FLS quando comparado ao controle. Na migração, na dose de 20nM foi observada uma tendência de aumento no tratamento de miostatina. Além disso, a estimulação com uma dose mais baixa de miostatina e GDF-11 diminuiu a invasão do FLS em 16% e 18% respectivamente. Em doses mais altas, a miostatina e a irisina diminuíram a capacidade de invasão em 10 %, e GDF-11 em 14% quando comparado ao controle. Conclusão. Este é o primeiro estudo a avaliar os níveis sinoviais e séricos de miocinas em pacientes com AR. Além disso, este é o primeiro estudo a analisar o efeito direto destas moléculas no fenótipo dos FLS de paciente com AR. A miostatina pareceu aumentar a capacidade de migração, mas diminuiu o fenótipo de invasividade. Por outro lado, GDF-11 e irisina foram observados no fluído sinovial e apresentaram resultados protetores, reduzindo a capacidade invasiva do FLS. Considerando a demonstração de miocinas na cavidade articular e ação sobre os FLS, nossos resultados apontam para um potencial papel na fisiopatologia da AR e de interação com o tecido muscular esquelético.

Background. Immune activation in rheumatoid arthritis (RA) generates an accentuated synovial inflammation, leading to the activation of stromal cells, such as fibroblasts like-synoviocytes (FLS), which develop an aggressive and invasive phenotype, participating in joint degradation. Myokines are molecules secreted by muscle tissue and may act locally in an autocrine/paracrine or endocrine manner in other tissues of the body. In RA, there are observations that myokines, such as myostatin, may be involved in the pathophysiology of the disease. Myostatin has been reported to be present in higher concentrations in the synovium of patients with RA compared to OA. Serum myostatin levels in RA patients have been associated with disease activity and joint damage. On the other hand, in RA, GDF-11 and irisin have already demonstrated a protective effect on the joint, inhibiting joint degradation. However, more studies are needed to understand the potential role of these myokines in the joint environment in RA, aiming to elucidate their role in the persistence of the local inflammatory response and progressive joint damage. Objective. To evaluate presence of myostatin, GDF-11 and irisin in synovial fluid and their effect on the phenotype of synovial fibroblasts from patients with RA. Methods. Patients diagnosed with RA with indication of knee arthrocentesis were included in the study. Disease activity was assessed by Clinical Disease Activity Index (CDAI). The evaluation of serum and synovial fluid (SF) levels of myostatin, GDF-11 and irisin was performed by ELISA. FLS were isolated from the SF of RA patients. Cell viability, migration and invasion were determined in the presence and absence of myostatin, GDF-11 and irisin. Results. The levels of myokines in the SF and serum of the patients were measured: myostatin [SF: median-interquartile range: 31.30 pg/ml (31.30-181.8); serum: 817.2 pg/ml (334.3-994.7)], GDF11 [SF: 31.30 pg/ml (31.30-88.13); serum: 347.50 pg/ml (31.30-1818.00)] and irisin [SF: 9.51 pg/ml (8.89- 16.68); serum: 14.05 pg/ml (12.47 -14.96)]. Treatment with different doses of myostatin, GDF11 and irisin did not interfere with FLS cell viability when compared to control. In migration, at a dose of 20nM, an increasing trend was observed with myostatin treatment. Furthermore, stimulation with a lower dose of myostatin and GDF-11 decreased FLS invasion by 16% and 18% respectively. At higher doses, myostatin and irisin decreased invasiveness by 10%, and GDF-11 by 14% when compared to control. Conclusion. This is the first study to evaluate synovial and serum myokine levels in patients with RA. Furthermore, this is the first study to analyze the direct effect of these molecules on the FLS phenotype of patients with RA. Myostatin appeared to increase migration capacity but decreased the invasiveness phenotype. Conversely, GDF-11 and irisin were observed in synovial fluid and showed protective results, reducing the invasive capacity of FLS. Considering the demonstration of myokines in the joint cavity and action on the FLS, our results point to a potential role in the pathophysiology of RA and interaction with skeletal muscle tissue.