Die Induktion von MMP-1 durch IL-1β ist abhängig von der sauren Sphingomyelinase

Einleitung: Matrix Metalloproteinasen (MMPs) sind von Bedeutung bei der Pathogenese chronisch entzündlicher Darmerkrankungen (CED) und spielen u.a. bei der Entstehung von Fisteln und Ulcerationen eine wichtige Rolle. Einige MMPs scheinen mit dem Ceramidmetabolismus zu assoziieren. Ceramid entsteht u.a. durch enzymatische Degradation von Sphingomyelin durch die saure Sphingomyelinase (ASM). Bei CED werden vermehrt inflammatorische Zytokine wie z.B. TNF, IL-1β oder IFN-γ produziert, die zur Aktivierung der ASM und somit zur Ceramidbildung führen. Gene array Daten nach Stimulation mit exogener Sphingomyelinase (SMase) zeigten einen 15-fachen Anstieg der RNA-Expression von MMP-1 in intestinalen Epithelzellen. Deshalb untersuchten wir die Rolle von SMase in Bezug auf MMP-1. Methoden: Die aktive Form von MMP-1 in Zellüberständen wurde mit ELISA analysiert. Die Bedeutung der ASM für die MMP-1-Produktion wurde mithilfe humaner Fibroblasten mit genetischer ASM-Defizienz untersucht. Diese wurden nach Stimulation durch IL-1β (1ng/ml) oder exogener SMase (0,1U/ml) mit Kontrollfibroblasten verglichen. Des Weiteren wurden humane Fibroblasten von Patienten mit Morbus Crohn oder gesunden Probanden nach Vorbehandlung mit verschiedenen Inhibitoren der ASM oder neutralen SMase mit IL-1β stimuliert, um zu klären, welche SMase für die Regulation der MMP-1 verantwortlich ist. Ergebnisse: Nach Stimulation mit IL-1β zeigten ASM-defiziente Fibroblasten gegenüber Kontrollfibroblasten einen signifikant geringeren Anstieg der MMP-1-Konzentration im Überstand (1,4-fach +/- 0,4 vs. 2,9-fach +/- 1,4; p<0,05). Nach Transfektion der ASM-defizienten Fibroblasten mit einem Expressionsplasmid für ASM kam es wieder zu einem signifikanten Anstieg der MMP-1-Konzentration nach Stimulation mit IL-1β (2,7-fach +/- 0,5; p<0,05). Inhibition der ASM mit Imipramin oder Monensin bewirkte eine signifikante Verminderung (p<0,05) der MMP-1-Konzentration nach Stimulation mit IL-1β. Im Gegensatz dazu zeigte die Inhibition der neutralen SMase keinen Effekt auf die MMP-1 Konzentration. Zusammenfassung: Die durch IL-1β induzierte MMP-1 Produktion in Fibroblasten ist ASM-abhängig. Inhibition von ASM scheint eine mögliche Strategie zu sein, um die Expression von MMP-1 zu vermindern.