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Dismetabolismi,
infiammazione cronica
        ed IL-6
         Luigi Di Matteo
Capo Dipartimento delle Specialità Mediche
Direttore U.O.C. di Reumatologia – Pescara
 S. di Specializzazione in Reumatologia -
Università “G. d’Annunzio” Chieti/Pescara

 Luciano Di Battista – Ciro Lauriti
Omeostasi metabolica




Immunità
Paradigma



Uno scompenso metabolico porta ad uno
       scompenso immunitario.




                          Wellen K, Hotamisligil G, J Clin Invest 2005
Malnutrizione                      Obesità

                                Infiammazione cronica di
   Immunosoppresione
                                      basso grado
                                 Suscettibilità a malattie
Suscettibilità alle infezioni
                                     infiammatorie
                                 Diabete, epatosteatosi,
                                  aterosclerosi, etc….
                                         Chandra RK, Proc Natl Acad Sci U.S.A. 1996
                                         Hotamisligil GS, Diab Mellitus 2004
                                         Wellen K, Hotamisligil GS, J Clin Invest 2005
L’Obesità è una minaccia globale
  tanto quanto la denutrizione
DISMETABOLISMI
Obesità                             Diabete




          INSULINORESISTENZA




                               Pickup JC, Diabetes Care 2004
                               Dandona P et al, Trends Immunol 2004
Grasso viscerale e diabete




         viscerale
Intra-abdominal adiposity and glucose
                     metabolism
                             Glucose                                                                   Insulin
                                                          1                                                                          1,2
         15                                                                1200                      1,2 1,2




                                                                                                                            Area
                                             Area
         12                  1                                                                                 1,2
                         1       1                                                             1,2                    1,2
mmol/L




                                                                           800




                                                                  pmol/L
           9                         1,2
                     1                     1
                                                    1                                                                         1,2
                 1                                            1                          1,2
           6
                                                                           400                                                      1,2
           3                                                                       1,2

           0                                                                 0
                 0               60     120              180                             0             60     120                   180
                                 Time (min)                                                           Time (min)

                                 Non-obese              Obese low IAA             Obese high IAA

         IAA: intra-abdominal adiposity
         Significantly different from 1non-obese, 2obese with low intra-abdominal adiposity levels

                                                                                                                     Pouliot et al 1992
Abdominal obesity increases the risk of
        developing type 2 diabetes

                24

                20

                16
Relative risk




                12

                 8

                 4

                 0
                     <71   71–75.9   76–81   81.1–86   86.1–91   91.1–96.3   >96.3
                                     Waist circumference (cm)

                                                                             Carey et al 1997
La rimozione del grasso viscerale previene il
       diabete (ratti ZDF vs. sham)
          6
 Casi
          5
   di         sham
diabete   4   senza grasso viscerale
          3

          2

          1

          0
              2         3         4    5                     6
                               Mesi    Gabriely I et al.: Diabetes 51:2951, 2002
Grasso sottocutaneo e diabete




         sottocutaneo
prima
             captazione di glucosio
Effetti metabolici di una
 massiva asportazione
  7.5


    per liposuzione di
  6.0

  tessuto adiposo SC                     - 7 kg di peso
mmol.min-1




  4.5
       addominale                        -14 cm di CV
             3.0

             1.5

              0
                   prima       dopo

                                  dopo
DISMETABOLISMI
Obesità                             Diabete




          INSULINORESISTENZA


      Infiammazione cronica di
            basso grado
                               Pickup JC, Diabetes Care 2004
                               Dandona P et al, Trends Immunol 2004
Quali le evidenze?

    Livello cellulare (macrofago e adipocita)


Livello molecolare (recettori, enzimi e citochine)
Sovrapposizione biologica e funzionale di
  macrofagi e di adipociti nell’obesità




                            Wellen K, Hotamisligil GS, J Clin Invest 2005
I macrofagi esprimono molti dei prodotti genici degli
adipociti come il FABP (Fatty Acids Binding Protein) ed il
PPARs (Peroxisome Proliferator Activated Receptors);
                                       Makowski L et al, Nat Med 2001; Tontonoz P et al Cell 1998


   Gli adipociti possono esprimere proteine di pertinenza
macrofagica come il TNF-α e l’IL-6. I macrofagi nel tessuto
adiposo producono mediatori infiammatori di per sé ed in
sinergia con gli adipociti;
                              Hotamisligil GS et al Science 1993; Bouloumie A et al Diabetes 2001


  In condizioni pro-aterosclerotiche (obesità, iperlipemia) i
macrofagi accumulano lipidi diventando cellule schiumose;
  Nell’immunità innata gli adipociti rilasciano lipidi che
possono modulare lo stato infiammatorio e partecipano alla
neutralizzazione dei patogeni.
                                                  Wellen K, Hotamisligil GS J Clin Invest 2005
Ci sono altri
 modelli?
Sindrome di Sjögren
                Immunopatogenesi

Le stesse cellule epiteliali diventano autolesive
partecipando alla secrezione paracrina ed
autocrina di citochine flogogene.
Espressione da parte delle cellule epiteliali di Fas
L (interazione apoptotica con i linfociti produttori
di Fas) e secrezione di citochine.

            Componente epiteliale
“Il condrocita come
       cellula        Il profilo infiammatorio dei condrociti
  infiammatoria”
“Il condrocita come
       cellula                               Il profilo infiammatorio dei condrociti
  infiammatoria”

Indagini condotte a livello dell’ RNA messaggero2
evidenziano una potenzialità infiammatoria dei condrociti, in
quanto questi producono un ampio pannello di mediatori
infiammatori, tra cui IL-8, GRO-α, MCP-1, MIP-1β3, IL-6 e
di osteoprotegerina.
 GRO-α = chemochina CXC ligand-1 o Growth
 regulated protein alpha precursor o Melanoma
 Growth stimulating activity o Neutrophil activating
 protein 3 (NAP-3);
 MCP = Monocyte Chemotactic Protein;
 MIP = Macrophage Inflammatory Protein.

De Ceuninck F., et al. Biochem Biophys Res Commm:
2004; 323. 960-969.
Attur M.G., et al. Osteoarthritis Cartilage 2002; 10. 3-4.
Borzi R.M., et al. FEBS Lett 1999; 455, 238-242.
                                                                 MIP-1β      IL-8
L’adipocita diventa una cellula infiammatoria
                     ormone                  sede di maggiore
glucosio             citochina               secrezione
           FFA
                     PAI-1                   Viscerale > SC
                     IL-6                    Viscerale > SC
                     Leptina                 SC > Viscerale
                     Adiponectina            ?
                     TNF-α                   Viscerale > SC
                     Angiotensinogeno        Viscerale > SC
                     Resistina               ?
     adipocita


                                 Wellen K, Hotamisligil GS J Clin Invest 2005
Adipocita = cellula infiammatoria = insulinoresistenza
Adipocita = cellula infiammatoria = insulinoresistenza

                      Insulin
                      Insulin




              Tyr-P
              Ser-P                   Tyr-P
                                      Ser-P
                                                      Fosforilazione del
                      Tyr-P
                      Ser-P   Tyr-P
                              Ser-P
                                                    residuo serinico 307 di
                                          307
                                                            IRS-1
            307
              Tyr-P                   Tyr-P
                                      Ser-P
              Ser-P




                        IRS-1

                                              307
              Tyr-P
              Ser-P                    Tyr-P
                                       Ser-P

                                                         Wellen K, Hotamisligil GS J Clin Invest 2005
Adipocita = cellula infiammatoria = insulinoresistenza




                 Quali i mediatori ?
Mediatori attivanti l’insulino-resistenza
PKC-theta (protein kinasi C theta)
JNK (Jun N terminal Kinasi) gruppo serin-
treonin kinasi                               Aguirre V et al J Biol Chem 2000
                                             Hotamisligil GS et al Science 1996
IkB (inibitori della via NFkB)               Yin MJ et al Nature 1998
                                             Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003
                                             Hirosumi J et al Nature 2002
IKKB (inibitori della chinasi IkB)           Perseghin G et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003

TNF-α
IL-6

          Mediatori inibenti l’insulino-resistenza
Adiponectina                                Berg AH et al Trends Endocrinol Metab 2002



       Mediatori bimodali dell’insulino-resistenza
Leptina                                     Lord GM et al Nature 1998
3 modelli di insulino-resistenza
nell’adipocita, cellula infiammatoria


         Stress Metabolico

        Stress Infiammatorio

          Stress Ossidativo
3 modelli di insulino-resistenza
nell’adipocita, cellula infiammatoria


         Stress Metabolico

        Stress Infiammatorio

          Stress Ossidativo
Mediatori attivanti l’insulino-resistenza
PKC-theta (protein kinasi C theta)
JNK (Jun N terminal Kinasi) gruppo serin-
treonin kinasi                               Aguirre V et al J Biol Chem 2000
                                             Hotamisligil GS et al Science 1996
IkB (inibitori della via NFkB)               Yin MJ et al Nature 1998
                                             Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003
                                             Hirosumi J et al Nature 2002
IKKB (inibitori della chinasi IkB)           Perseghin G et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003

TNF-α
IL-6

          Mediatori inibenti l’insulino-resistenza
Adiponectina                                Berg AH et al Trends Endocrinol Metab 2002



       Mediatori bimodali dell’insulino-resistenza
Leptina                                     Lord GM et al Nature 1998
Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003
Shoelson SE et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003
Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003
                                  Shoelson SE et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003




  S
P-Y           S
              Y-P

      IRS-
      IRS-1         IKKβ
                    IKKβ    IKK   IKKβ
                                  IKKβ            Iκ B        NFκB
                                                              NFκ
  S
P-Y           S
              Y-P



                           NFκB
                           NFκ


         INFIAMMAZIONE M-CSF
      MCP-1 V-CAM
      MCP-        ICAM
Mediatori attivanti l’insulino-resistenza
PKC-theta (protein kinasi C theta)
JNK (Jun N terminal Kinasi) gruppo serin-
treonin kinasi                               Aguirre V et al J Biol Chem 2000
                                             Hotamisligil GS et al Science 1996
IkB (inibitori della via NFkB)               Yin MJ et al Nature 1998
                                             Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003
                                             Hirosumi J et al Nature 2002
IKKB (inibitori della chinasi IkB)           Perseghin G et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003

TNF-α
IL-6

          Mediatori inibenti l’insulino-resistenza
Adiponectina                                Berg AH et al Trends Endocrinol Metab 2002



       Mediatori bimodali dell’insulino-resistenza
Leptina                                     Lord GM et al Nature 1998
Adiponectina
Berg AH et al Trends Endocrinol Metab 2002
Effetto antinfiammatorio            Ouchi N et al Curr Opin Lipidol 2003




                    AMPK      ACC
                                         Malonyl-
                                         Malonyl- CoA




                      Peroxisome receptor
                             PPARα
                             PPARα

Inibizione nei macrofagi e negli adipociti dell’espressione di geni
                          infiammatori
Seo JB et al Mol Cell Biol 2004
Effetto antinfiammatorio                Moller DE Int J ObesRelat Metab Disord 2003
                                        Joseph SB Nat Med 2003




                  AMPK         ACC
                                              Malonyl-
                                              Malonyl- CoA




                   Ligando del recettore x del fegato

                                LXR


                   Apoptosi del macrofago
Ruolo antinfiammatorio dell’Adiponectina

I livelli circolanti di adiponectina:
        - correlano inversamente con il BMI (F>M)
ed aumentano in seguito a perdita di peso;
        - correlano con la sensibilità insulinica.




                                      Arita et al, BBRC 1999
3 modelli di insulino-resistenza
        nell’adipocita

       Stress Metabolico

     Stress Infiammatorio

       Stress Ossidativo
Mediatori attivanti l’insulino-resistenza
PKC-theta (protein kinasi C theta)
JNK (Jun N terminal Kinasi) gruppo serin-
treonin kinasi                               Aguirre V et al J Biol Chem 2000
                                             Hotamisligil GS et al Science 1996
IkB (inibitori della via NFkB)               Yin MJ et al Nature 1998
                                             Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003
                                             Hirosumi J et al Nature 2002
IKKB (inibitori della chinasi IkB)           Perseghin G et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003

TNF-α
IL-6

          Mediatori inibenti l’insulino-resistenza
Adiponectina                                Berg AH et al Trends Endocrinol Metab 2002



       Mediatori bimodali dell’insulino-resistenza
Leptina                                     Lord GM et al Nature 1998
TNF-α
Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003
                              Hotamisligil GS et al Science 1996




  S
P-Y           S
              Y-P

      IRS-
      IRS-1         IKKβ
                    IKKβ     IKK        IKKβ
                                        IKKβ          Iκ B        NFκB
                                                                  NFκ
  S
P-Y           S
              Y-P



                           NFκB
                           NFκ


         INFIAMMAZIONE M-CSF
      MCP-1 V-CAM
      MCP-        ICAM
Infiammazione ed insulinoresistenza

               Insulin
               Insulin                            Stress
                                             infiammatorio


       Tyr-P
       Ser-P                   Tyr-P
                               Ser-P
                                               Fosforilazione del
               Tyr-P
               Ser-P   Tyr-P
                       Ser-P
                                             residuo serinico 307 di
                                   307
                                                     IRS-1
     307
       Tyr-P                   Tyr-P
                               Ser-P
       Ser-P




                 IRS-1

                                       307
       Tyr-P
       Ser-P                    Tyr-P
                                Ser-P

                                                  Wellen K, Hotamisligil GS J Clin Invest 2005
Hundal RS J Clin Invest 2002




                                         Aspirina alte
                                            dosi




  S
P-Y           S
              Y-P

      IRS-
      IRS-1         IKKβ
                    IKKβ   IKK   IKKβ
                                 IKKβ   Iκ B       NFκB
                                                   NFκ
  S
P-Y           S
              Y-P
Mediatori attivanti l’insulino-resistenza
PKC-theta (protein kinasi C theta)
JNK (Jun N terminal Kinasi) gruppo serin-
treonin kinasi                               Aguirre V et al J Biol Chem 2000
                                             Hotamisligil GS et al Science 1996
IkB (inibitori della via NFkB)               Yin MJ et al Nature 1998
                                             Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003
                                             Hirosumi J et al Nature 2002
IKKB (inibitori della chinasi IkB)           Perseghin G et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003

TNF-α
IL-6

          Mediatori inibenti l’insulino-resistenza
Adiponectina                                Berg AH et al Trends Endocrinol Metab 2002



       Mediatori bimodali dell’insulino-resistenza
Leptina                                     Lord GM et al Nature 1998
IL-6
Infiammazione ed insulinoresistenza
                                                                     Cytokines
                   Insulin
                   Insulin                                             IL-6




       Tyr-P
       Ser-P                       Tyr-P
                                   Ser-P




                   Tyr-P
                   Ser-P   Tyr-P
                           Ser-P

                                       307
                                                            JNK
     307                           Tyr-P
       Tyr-P
       Ser-P                       Ser-P




                     IRS-1                                      MAPK

                                           307
           Tyr-P
           Ser-P                    Tyr-P
                                    Ser-P


                                                 Gao Z et al Mol Endocrinol 2004; Hirosumi J et al Nature 2002
Correlation between IL-6 expression in adipose tissue
      of obese and insulin resistance (HOMA)

            3.5


            3.0       r = 0.32
                     P = 0.007
            2.5


            2.0
 Log HOMA




            1.5


            1.0


            0.5


            0
                -4        -2       0        2        4                 6


                        Log IL-6 mRNA Expression

                                                   Cardellini et al. Diabetes Care submitted
Rui L et al J Biol Chem 2002; Mooney RA et al J Biol Chem 2001
                      Emanuelli B et al J Biol Chem 2001; Ueki K et al Mol Cell Biol 2004




P-S
  Y           S-P
              Y

      IRS-
      IRS-1         UBIQUITIN              SOCS                  Suppressor
P-S
  Y           S-P
              Y
                                                                 of cytokine
                                                                  signaling
Mediatori attivanti l’insulino-resistenza
PKC-theta (protein kinasi C theta)
JNK (Jun N terminal Kinasi) gruppo serin-
treonin kinasi                               Aguirre V et al J Biol Chem 2000
                                             Hotamisligil GS et al Science 1996
IkB (inibitori della via NFkB)               Yin MJ et al Nature 1998
                                             Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003
                                             Hirosumi J et al Nature 2002
IKKB (inibitori della chinasi IkB)           Perseghin G et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003

TNF-α
IL-6

          Mediatori inibenti l’insulino-resistenza
Adiponectina                                Berg AH et al Trends Endocrinol Metab 2002



       Mediatori bimodali dell’insulino-resistenza
Leptina                                     Lord GM et al Nature 1998
LEPTIN
• Nel 1994 viene scoperto il gene ob (espresso
  principalmente dal tessuto adiposo bianco) e,
  successivamente, il suo prodotto genico, la leptina (dal
  greco leptos: magro)

• “An adipocytokine with pleiotropic actions”




                               Seven A et al Rheumatol Int 2009 29:743-747
È leptina?
   IL-6




             52
LEPTIN
• La leptina è un ormone di natura peptidica del peso di 16 kDa
  prodotto quasi esclusivamente dalle WAT cells

• Il suo ruolo principale consiste nella regolazione del peso corporeo
  a livello dei nuclei ipotalamici, attraverso l’ inibizione dell’ introito
  calorico e la promozione della spesa energetica.

• Le concentrazioni plasmatiche di leptina correlano direttamente con
  il tessuto adiposo (WAT) e con il BMI; sono più alte nelle donne che
  negli uomini;

• Vi è una stretta correlazione strutturale e funzionale della leptina con
  IL-6, e del recettore della leptina (Ob-R) con la famiglia dei recettori
  citochinici di classe 1 (il cui prototipo è il recettore di IL-6)

                                  Seven A et al Rheumatol Int 2009 29:743-747
                                  Targonska-Stepniak B et al Rheumatol Int 2010 30:731-737
3 modelli di insulino-resistenza
        nell’adipocita


       Stress Metabolico

     Stress Infiammatorio

       Stress Ossidativo
Infiammazione ed insulinoresistenza

                       Insulin
                       Insulin                       Stress ossidativo su
                                                      cellula muscolare


               Tyr-P
               Ser-P                   Tyr-P
                                       Ser-P



Insulino-                                                          NOs
                       Tyr-P
                       Ser-P   Tyr-P
                               Ser-P
resistenza
             307                           307
               Tyr-P                   Tyr-P
                                       Ser-P
               Ser-P
                                                                    NO
                         IRS-1

                                               307
               Tyr-P
               Ser-P                                     Perreault M et al Nat Med 2001
                                        Tyr-P
                                        Ser-P
                                                         Shimabukuro M et al J Clin Invest 1997
Non sempre grasso è bello
57
Network tra adipocitochine, citochine e reattanti della
                      flogosi




                                                  58
Obesità = insulinoresistenza = infiammazione cronica




              Infiammazione cronica
                                                 59
Proinflammatory cytokines
                                      α
                            IL-1, TNF-α




                                                       ICAM
Insulin Deficiency
                              IL-6                     VCAM
                                                       Selectin




Insulin Resistance

                          CRP, SAA



   DIABETE           Il processo infiammatorio   ATEROSCLEROSI
                                                          60
                            può causare
Relevant biomarkers of inflammation and their
            role in atherosclerosis
Biomarkers of              Sources              Role in atherosclerosis
inflammation
Acute Phase Protein        Liver,               CRP induces production of inflammatory
CRP, SAA, Fibrinogen       adipose tissue       cytokines, chemokines, TF, chemiotaxis of
                           Endothelial cells    monocytes, downregulation of eNOS

Cytokines
               α
IL-1, IL-6, TNFα, IL-18    Endothelial cells,   Pro-atherogenic and augment monocyte-
                           macrophages,         endothelial adhesion (IL-6   CRP)
                           adipose tissue

Chemokines MCP-1, IL-8     Endothelial cells,   Stimulate chemotaxis
                           macrophages

Adhesion Molecules                              Promote monocyte- endothelial adhesion
ICAM, VCAM, E-             Endothelial cells
Selectin, P-Selectin
Inibitor of Fibrinolysis   Endothelial cells,   Promotes atherothrombosis
PAI-1                      macrophages,         Reduced Fibrinolysis                        61
                           adipose tissue
Relative Risk of Cardiovascular Events According to
           Several Biochemical Markers
                                     Relative Risk of Future CV Events
                   Lipoprotein(a)
                   Homocysteine
                   TC
                   LDLC
                   Apolipoprotein B
                   TC:HDLC
                   hs-CRP
                   hs-CRP + TC:HDL-C

                                                0                1.0             2.0              4.0              6.0
  L’hs_CRP è in grado di segnalare una minima reazione infiammatoria anche
  laddove la tradizionale CRP fosse normale. Insieme al valore del ratio colesterolo
  totale/HDL (TC:HDL-C) mostra il più alto valore predittivo.
CV, cardiovascular; TC, total cholesterol; LDLC, low-density lipoprotein cholesterol; HDL-C,                                         62
high-density lipo-protein cholesterol; CRP, C-reative protein; hs-CRP, high-sensitivity C-reactive protein; TC, total cholesterol.
Adapted from Rifai N, et al. Clin Chem. 2001;47:28-30.
Statine




          63
Effetto delle statine sull’ hs-CRP

Median hs-CRP Concentration (mg/dL)   0.25                             Placebo

                                      0.24

                                      0.23
                                                                           -21.6%
                                      0.22                                (P=.007)

                                      0.21
          CRP




                                      0.20

                                      0.19                             Pravastatin

                                      0.18
                                              Baseline       5 Years

                                                                                                        64
                                                                       Ridker PM, et al. Circulation. 1999;100:230
Inflammation, Statin Therapy, and Relative
                    Risk of Recurrent Coronary Events
                                                   P Trend=.005
                3




                2
Relative Risk




                1




                0
                        Pravastatin              Placebo             Pravastatin              Placebo
                          Inflammation Absent                          Inflammation Present

                                                                                                                        65
                 Ridker PM, et al. Circulation. 1998;98:839-844. (with permission from Lippincott Williams & Wilkins, www.lww.com)
Effetto antinfiammatorio delle statine
La proteina C reattiva è un marker infiammatorio la cui
aumentata presenza nel siero avrebbe valore prognostico
sfavorevole per la coronaropatia.
Le statine sono in grado di abbassare i livelli di PCR,
facendo ipotizzare che il loro effetto protettivo
cardiovascolare si esplichi mediante una soppressione
dell'infiammazione.
il dosaggio della PCR può essere un criterio aggiuntivo
per indirizzare la prescrizione delle statine.
Ridker PM et al. C-reactive protein levels and outcomes after statin therapy. N Engl J Med. 2005 Jan 6;352(1):20-8.
Nissen SE et al. Statin therapy, LDL cholesterol, C-reactive protein, and coronary artery disease. N Engl J Med.
2005 Jan 6;352(1):29-38.                                                                                   66
Adipochine, insulino-resistenza, aterosclerosi coronarica
              nell’infiammazione cronica


………………e nell’artrite reumatoide gli anti TNF-alfa?
68
J Rheumatol. 2009 Jun;36(6):1346-7; author reply 1347.
Increased adiponectin levels in women with rheumatoid arthritis after etanercept treatment.
Lewicki M, Kotyla P, Kucharz E.
Comment on:
•J Rheumatol. 2008 May;35(5):936-8.




                                                                                      69
Ann Rheum Dis. 2009 Jul 28. [Epub ahead of print]
   Lack of effect of TNF{alpha} blockade therapy on circulating adiponectin levels in patients with autoimmune
                            disease: results from two independent prospective studies.
     Peters MJ, Watt PH, Cherry L, Welsh P, Henninger E, Dijkmans BA, McInnes IB, Nurmohamed MT, Sattar N.
                                    VU University Medical Center, Netherlands.

                                                           Abstract
   BACKGROUND: Adiponectin is an anti-inflammatory and potentially anti-atherogenic molecule. Some recent reports
    suggest that TNFalpha blockade therapy increases circulating adiponectin levels but data are sparse and inconsistent.
  METHODS: Data from a double-blind placebo-controlled study of onercept in 126 psoriatic arthritis patients (PsA) and
data from pre- and post adalimumab treatment in 171 rheumatoid arthritis (RA) patients were used to examine the effect of
     TNFalpha blockade therapy on adiponectin. RESULTS: Despite expected associations of adiponectin to gender and
  baseline HDL-cholesterol and triglyceride, adiponectin levels did not change over time with TNFalpha blockade therapy
 in either group. Absolute change in adiponectin levels were -0.23 +/-4.6microg/ml in onercept 50mg and onercept 100mg
    combined group (versus placebo, p=0.60) in PsA patients and 0.28 +/-3.23microg/ml (p=0.66 versus baseline) in RA
 patients treated with adalimumab. Discussion: These results go against a significant effect of TNFalpha blockade therapy
                            on circulating adiponectin levels in patients with autoimmune disease.
                                    PMID: 19640853 [PubMed - as supplied by publisher]




                                                                                                              70
Fundam Clin Pharmacol. 2009 Oct;23(5):595-600. Epub 2009 Jun 25.
 Effects of a 6-month infliximab treatment on plasma levels of leptin and adiponectin in patients with rheumatoid
                                                      arthritis.
                  Derdemezis CS, Filippatos TD, Voulgari PV, Tselepis AD, Drosos AA, Kiortsis DN.
               Laboratory of Physiology, Medical School, University of Ioannina, 45110 Ioannina, Greece.

                                                              Abstract
Patients with rheumatoid arthritis (RA) appear to have increased plasma levels of leptin and adiponectin. These adipokines
  may be implicated in the pathophysiology of RA. Tumour necrosis factor alpha (TNF-alpha) is a potential modulator of
 adipokines. The effects of long-term anti-TNF treatment on plasma levels of leptin and adiponectin are not clear. The aim
 of this study was to assess the effects of 6-month anti-TNF treatment (infliximab) on leptin and adiponectin plasma levels
 in RA patients. Thirty women with RA were included in the study. Patients with diabetes mellitus, any endocrine disorder
  or receiving any hypolipidemic or antidiabetic medication were not included. Thirty healthy age- and body mass index-
  matched women served as controls. Plasma levels of leptin and adiponectin were measured with enzyme immunoassay
methods prior to and after the 6-month treatment with infliximab. Mean age and disease duration of patients were 51.8 +/-
14.4 and 12.2 +/- 6.7 years, respectively. Body weight did not change significantly over the 6-month period. Plasma levels
  of leptin and adiponectin were higher in patients than controls and did not change significantly after 6-month treatment.
     Interestingly, in the tertile of patients with the highest baseline adiponectin concentrations, adiponectin levels were
significantly reduced (P < 0.05). Infliximab treatment did not change plasma levels of leptin and adiponectin after 6-month
 treatment in the whole study population. However, a reduction of adiponectin levels was observed in patients with higher
                                                     baseline adiponectin levels.




                                                                                                                 71
72
Clin Exp Rheumatol. 2009 Mar-Apr;27(2):222-8.
            Anti-TNF-alpha therapy does not modulate leptin in patients with severe rheumatoid arthritis.
 Gonzalez-Gay MA, Garcia-Unzueta MT, Berja A, Gonzalez-Juanatey C, Miranda-Filloy JA, Vazquez-Rodriguez TR, de Matias
                                          JM, Martin J, Dessein PH, Llorca J.
                Division of Rheumatology, Hospital Xeral Calde, Lugo, Spain. miguelaggay@hotmail.com

                                                                Abstract
      OBJECTIVE: The adipocytokine leptin regulates weight centrally and participates in the regulation of the immune and
     inflammatory responses. Chronic systemic inflammation is of major importance in the development of atherosclerosis in
rheumatoid arthritis (RA). In the present study we investigated whether inflammation, obesity or both of these characteristics are
potential determinants of circulating leptin concentrations in a group of RA patients on periodical treatment with the TNF-alpha-
     blocker-infliximab due to severe disease. We also assessed whether the infusion of infliximab may alter circulating leptin
    concentrations in patients with severe RA. METHODS: We investigated 33 patients with RA on periodical treatment with
   infliximab. Serum leptin levels were determined immediately prior to and after infliximab infusion. RESULTS: There was a
positive correlation between body mass index of RA patients and baseline serum level of leptin (rho=0.665, p<0.001). Apart from
a significant correlation with VCAM-1 (rho=0.349, p=0.04), no significant correlations between baseline leptin levels and the age
  at the time of the study or at the onset of the disease, disease duration, ESR and CRP levels, DAS28, lipids, insulin sensitivity,
 adhesion molecules, resistin, adiponectin, ghrelin or the cumulative prednisone dose at the time of the study were found. Leptin
    levels did not change upon infliximab infusion (p=0.48). CONCLUSION: In RA patients on TNF-alpha blocker treatment,
 circulating leptin levels are unrelated to disease activity but constitute a manifestation of adiposity. The beneficial effect of anti-
    TNF-alpha therapy on cardiovascular mortality in RA does not seem to be mediated by reduction in serum levels of leptin.
                                        PMID: 19473561 [PubMed - indexed for MEDLINE]




                                                                                                                                    73
74
Adipochine, insulino-resistenza, aterosclerosi coronarica
              nell’infiammazione cronica


………………e nell’artrite reumatoide gli anti TNF-alfa?


              ………………e l’anti IL-6?




                                                       75
Incremento del rischio di IMA con l’incremento
della concentrazione di IL-6

                                Apparently healthy men (n=14,916)

                          3.0                                        p=0.01
                                                     p=0.003
    Relative risk of MI




                          2.0
                                           p=0.3

                          1.0



                           0
                                 1            2          3               4
                                ≤1.04    1.04–1.46   1.47–2.28          ≥2.28
                                     Quartile of IL-6 (pg/mL)
                                                                 Ridker PM, et al. Circulation 2000; 101:1767–1772.
Eventi CV: IL-6 è implicata nell’evoluzione
 di malattia coronarica (CAD)
                                                               Outcomes according to IL-6 levels
 • IL-6 is the chief inducer of
                                                               48 hours following hospitalisation
   CRP1 which stimulates                           80                 for unstable angina
   macrophages to produce
   tissue factor – a
                                                   60
   pro-coagulant found in




                                    IL-6 (pg/mL)
   atherosclerotic plaques2
 • IL-6 induces                                    40



                                       6
   thrombocytosis3
 • IL-6 levels predict outcome                     20
   following hospitalisation for
   unstable angina3                                0
                                                             Good           Refractory         AMI and
                                                            outcome          angina             death

                                                            1. Biasucci LM, et al. Circulation 1999; 99:2079–2084;
                                                           2. Georgiadis AN, et al. Arthritis Res Ther 2006; 8:R82;
AMI = acute myocardial infarction                       3. Choy E, et al. Rheum Dis Clin N Am 2004; 30:405–415.
Cardiovascular event rates over
           6-monthly intervals

                                                                       TCZ (n=4,009)
    Event rate per 100 PY (95% CI)




                                     2.5
                                                               Myocardial infarction         Stroke
                                     2.0

                                     1.5

                                     1.0

                                     0.5                                                                                       No
                                                                                                                              events
                                     0.0
                                            0–6      7–12      13–18        19–24      25–30        31–36          37–42       >42
                                           1,805 PY 1,664 PY   1,542 PY     1,440 PY   1,290 PY      964 PY        528 PY

                                                                          Time (months)


* Clinical cut-off date of 6 February 2009                                              van Vollenhoven R, et al. ACR 2009. Presentation 1955.
The 11th EULAR Annual European Congress of Rheumatology
                                                       6–19 June 2010 Rome, Italy
                                                                POSTER
    SAT0158 HUMANIZED ANTI-HUMAN INTERLUKIN-6 RECEPTOR MONOCLONAL ANTIBODY TOCILIZUMAB (TCZ)
 INCREASES HIGH MOLECULAR WEIGHT ADIPONECTIN (HMW-AN) IN THE PATIENTS WITH RHEUMATOID ARTHRITIS
                                            (RA): RESULT FROM THE ESCORT STUDY
                                    K. Saito 1,*, K. Hanami 1, M. Nawata 1, N. Yunoue 1, Y. Tanaka 1
       1The First Department of Internal Medicine, University of Occupational and Environmental Health, Japan, kitakyushu, Japan

Background: TCZ has been shown to provide clinical benefits in the patients who did not adequately respond to methotrexate (MTX) and TNF
       inhibitors in RA. In several studies, moderate increase in total cholesterol (TC) and triglyceride (TG) was observed, but no increase in
    cardiovascular events or atherosclerosis associated with TCZ has been reported1). Although we previously reported that infliximab increased
                               AN2), an anti-atherogenic adipocytokine, role of TCZ in lipid metabolism remain unclear.
              Objectives: The aim of this study is to evaluate the effect of TCZ on lipid metabolism, especially on AN, in RA patients.
Methods: 50 patients who did not adequately respond to DMARDs and TNF inhibitors were enrolled in this study and were analyzed at 0, 24 wks
 with disease activity using DAS28, biological markers including CRP, TC, LDL-C, HDL-C, TG and AN as well as intima-media thickness (IMT)
                        of carotid artery examined by ultrasonography. Patients were treated with 8mg/kg of TCZ every 4 wks.
 Results: The baseline characteristics of the 50 patients were average of age was 63.3 and disease duration was 158.4 months. The percentage of
 patients who concomitantly used MTX was 28 (56%), and those who used TNF inhibitors before TCZ was 31 (62%). The clinical parameters of
   the 50 pts responded dramatically to TCZ (DAS28 at 0 wk: 6.18 ± 1.06, at 24 wk: 3.14 ± 1.06). After 24 wks of therapy, atherosclerosis index
  remained in the normal range, though TC (193.4 to 221.9 mg/dl), HDL-C (62.5 to 73.6 mg/dl) and LDL-C (117.2 to 133.7 mg/dl) increased. In
addition, AN significantly increased from 10.7±6.1 to 13.9±9.0µg/ml. Changes of AN were not related to sex, disease duration, the cortocosteroid
      dose, with or without concomitant MTX and prior use of TNF inhibitors. It is noteworthy that AN levels and their changes were also not
correlated with DAS28 at baseline and changes of DAS28 at 24 wks, indicating that production of AN was independent on synovitis. IMT also did
 not change at all and cardiovascular events due to TCZ were not observed. Univariate analysis and logistic regression analysis demonstrated that
                            0w-BMI and changes of HDL-C at 24 wks were independently associated with changes of AN.
 Conclusion: Although disorders of lipid metabolism were shown in the clinical trial of TCZ, our data suggest TCZ might have preventive effect
on the progression of arteriosclerosis by increase of AN. It is notable that TCZ increased AN independent on baseline levels and change of disease
  activity as well as the prior use of anti-TNF biologics, suggesting action of TCZ for lipid metabolism could be independent on inflammation in
                   synovitis. However, this pilot study would warrant further investigation with more subjects and longer duration.
                                                References: 1) E Choy, N Sattar. Ann Rheum Dis. 2009
                                         2) Nishida K, Okada Y, Nawata M, Saito K, Tanaka Y. Endocr J. 2008

                                                     Disclosure of Interest: None declared
                                                                                                                                   79
FRI0003 INHIBITION OF INTERLEUKIN-6 SIGNALLING IMPROVES INSULIN SENSITIVITY AND
                               REDUCES LIPOPROTEIN (A) LEVELS IN HUMANS
                 M. Laudes 1,*, O. Schultz 1, F. Oberhauser 1, J. Saech 2, A. Rubbert-Roth 2, W. Krone 1
1Department of Internal Medicine II, 2Department of Internal Medicine I, UNIVERSITY OF COLOGNE, GERMANY, Köln,
                                                        Germany

 Objectives: Interleukin-6 (IL-6) is a pro-inflammatory cytokine which has been found increased in type 2 diabetic subjects.
However, it remains still unclear if these elevated IL-6 levels are co-incidental or if this cytokine is of causal relevance in the
     development of insulin resistance and type 2 diabetes in humans. Therefore, in the present study we examined insulin
  sensitivity, adipokine serum levels and lipid parameters in human subjects before and after treatment with the interleukin-6
                                                   receptor antibody Tocilizumab.
Methods: 11 non-diabetic patients with rheumatoid disease were included into the study. HOMA-index and serum levels for
leptin, adiponectin, triglycerides, LDL-cholesterol, HDL-cholesterol and lipoprotein (a) were measured before as well as one
                                           and three months after Tocilizumab treatment
         Results: The HOMA-index for insulin resistance decreased significantly from 4.9±1.1 to 2.4±0.6. While leptin
    concentrations were not altered by inhibition of IL-6 signalling, adiponectin concentrations significantly increased from
     11.1±1.2 to 16.1±2.1 µg/ml. Thereby the leptin to adiponectin ratio, a novel marker for insulin resistance, exhibited a
        significant decrease. In respect to lipid parameters, triglycerides, LDL-cholesterol and HDL-cholesterol were not
       significantly altered whereas lipoprotein (a) levels significantly decreased by approximately 40% by Tocilizumab.
 Conclusion: Inhibition of IL-6 signalling improves insulin sensitivity in humans suggesting that elevated IL-6 levels in type
2 diabetic human subjects are of causal relevance in the pathogenesis of insulin resistance. Furthermore, our data indicate that
 lipid metabolism in human subjects is influenced by IL-6 as shown by the profound decrease of lipoprotein (a) levels due to
                                                       Tocilizumab treatment.

                                             Disclosure of Interest: None declared


                                                                                                                      80
“Effetti sistemici ed ematologici di IL-6”




                                             81
IL-6 in RA: Systemic effects

                      Liver

                              Acute-phase      The acute-phase
                                proteins       response
     IL-6
                               Hepcidin
                              production
                                               Anaemia



  Inflammation
                               HPA axis      Fatigue and mood


                                          Systemic osteoporosis
    Increased
cardiovascular risk
IL-6, un grande mimo




                       83
GRAZIE
L’AR rappresenta un fattore di
   rischio CV indipendente
 (analogo al diabete mellito)



             Van Halm et al. Ann Rheum Disease 2009
              Peters MJ et al. Arthritis Rheum 2009


                                                      85
Esordio precoce

E’ dimostrato che nell’AR il rischio CV assoluto è
simile a quello degli individui, nella popolazione
generale, di 5-10 anni più anziani.




                   Kremers HM et al. Arthritis Rheum 2008



                                                            86
La mortalità in corso di A.R.
Numerose evidenze dimostrano che l’aumento di mortalità è per lo
più legato alle malattie cardiovascolari (CV).
• Malattie cardiovascolari
• Infezioni………………..
• Neoplasie……………....
• Altre cause (amiloidosi,
  rene, polmone, ecc.)……
• Artrite Reumatoide
  – Vasculiti………………
  – Dislocazione
    atlantoassiale…………
  – Farmaci……………….
                          Dougados M et al. Ann Rheum Dis 2004;63:1172–76.
                          Avina-Zubieta JA et al. Arthritis Rheum 2008;59:1690–7.   87
AR: meccanismi che contribuiscono
 all’aterosclerosi accelerata

                                                                             Endothelial
                                                                 CRP
                                                                             Dysfunction
                                  Liver                       Fibrinogen


                                                                ↑VEGF
                                                             Angiogenesis

                                                                                Endothelial
                               Cytokines                       Adipose          Activation
  Synovitis                                                     Tissue;
                                  IL-6
                                                               Lipolysis


                                                             Dyslipidemia

                                Skeletal                        Insulin
                                                                            Pro-oxidative
                                 Muscle                       Resistance
                                                                               Stress;
                                                                            Prothrombotic
                                                                                Status
Gonzalez-
Gonzalez-Gay MA, et al. Sem Arthritis Rheum. 2005;35:8-17.
                                             2005;35:8-
AR: meccanismi che contribuiscono
 all’aterosclerosi accelerata

                                                                             Endothelial
                                                                 CRP
                                                                             Dysfunction
                                  Liver                       Fibrinogen


                                                                ↑VEGF
                                                             Angiogenesis

                                                                                Endothelial
                               Cytokines                       Adipose          Activation
  Synovitis                                                     Tissue;
                                  IL-6
                                                               Lipolysis


                                                             Dyslipidemia

                                Skeletal                        Insulin
                                                                            Pro-oxidative
                                 Muscle                       Resistance
                                                                               Stress;
                                                                            Prothrombotic
                                                                                Status
Gonzalez-
Gonzalez-Gay MA, et al. Sem Arthritis Rheum. 2005;35:8-17.
                                             2005;35:8-
Meccanismi che correlano l’AR con l’incremento
del rischio vascolare

                               Synovitis

                                IL-6,IL-1
                                TNF-alpha


                                Adipose
   platelets                     tissue

                                   FFAs                  IR
                                ↓HDL ↓TC                 Skeletal
                                  ↓ LDL                  muscle
            CRP   fibrinogen

        Endothelial
                                                                         ↓ NO
        activation                                 ICAM 1    VCAM 1


 Accelerated
 atherogenesis     Foam cell              Macrophage
                                               Sattar N, et al. Circulation 2003; 108:2957–2963.
AR: meccanismi che contribuiscono
                     all’aterosclerosi accelerata

                                                                             Endothelial
                                                                 CRP
                                                                             Dysfunction
                                  Liver                       Fibrinogen


                                                                ↑VEGF
                                                             Angiogenesis

                                                                                Endothelial
                               Cytokines                       Adipose          Activation
  Synovitis                                                     Tissue;
                                  IL-6
                                                               Lipolysis


                                                             Dyslipidemia

                                Skeletal                        Insulin
                                                                            Pro-oxidative
                                 Muscle                       Resistance
                                                                               Stress;
                                                                            Prothrombotic
                                                                                Status
Gonzalez-
Gonzalez-Gay MA, et al. Sem Arthritis Rheum. 2005;35:8-17.
                                             2005;35:8-
Profilo Lipidico Aterogeno

   LDL
Piccole, dense                        ↑ TG
                      da 3 a 6 ↑             # Pazienti
                 Rischio Coronarico             40        36             Si CV
                                                                         No CV
                                                30

                                                20
                                                                     14
                   ↓ HDL-C                      10             9          9

                                                  0
Nuovi markers di                                      LDL Dense    LDL Leggere

     rischio                                          χ2 = 9.53; p = 0.002
                                                                        92
 cardiovascolare                               Faggin, Zambon et al. JACC 40:1059, 2002
Struttura delle LDL

                             Mantello superficiale
                             di fosfolipidi e
                             colesterolo libero



apoB


                            Core idrofobico
                            di trigliceridi e esteri
                            del colesterolo
                                                         93
                   Murphy HC et al. Biochemistry 2000;39:9763-970.
Eventi cardiovascolari: contributo di IL-6 al
   rischio CV
  • IL-6 decreases total cholesterol by reducing the levels of both HDL
    and LDL.1 Studies suggest that
        –   The decrease in cardio-protective HDL is more pronounced than the reduction in LDL and
            total cholesterol2
        –   High HDL concentrations are associated with a significant reduction in IL-6 levels3

  • IL-6 therefore may raise CV risk by altering the ratio of
        –   ApoB:ApoA
        –   Total cholesterol:HDL
        –   HDL:LDL

  • IL-6 has also been shown to reduce lipoprotein lipase activity in adipose
    tissue resulting in elevated circulating triglycerides2


                                                           1. Khovidhunkit W, et al. J Lipid Res 2004; 45:1169–1196;
HDL = High density lipoprotein                        2. Woods A, et al. European Heart Journal 2000; 21:1574–1583;
LDL = Low density lipoprotein                                    3. Popa C, et al. Ann Rheum Dis 2005; 64:303–305.
Nei pazienti con AR soprattutto se in fase attiva si rinvengono alti
rapporti colesterolo totale/colesterolo HDL per un decremento delle
HDL. Si osservano, inoltre, alti livelli di trigliceridi.
                                     Choi HK et al. J Rheumatol 2005;32:2311–6.
                                     Park YB et al. J Rheumatol 1999;26:1701–4.
                                     Yoo WH.. J Rheumatol 2004;31:1746–53.




Sembra che questo profilo lipidico sfavorevole sia presente già 10
anni prima che la malattia esordisca.

                                     van Halm VP et al. Ann Rheum Dis 2007;66:184–8.




                                                                             95
I DMARDs inclusi i corticosteroidi sembrano avere un effetto
vantaggioso sul profilo lipidico nei pazienti con ERA. Si ha un
aumento del colesterolo totale ma anche un aumento più
pronunciato delle HDL, il che si traduce in un rapporto
col.Tot/col.HDL più favorevole.
                                Munro R et al. Ann Rheum Dis 1997;56:374–7.
                                Park YB et al. Am J Med 2002;113:188–93.
                                Boers M et al. Ann Rheum Dis 2003;62:842–5.




Nei primi mesi di trattamento la terapia con anti TNF alfa ha un
effetto favorevole sul rapporto col.Tot/col.HDL sebbene entrambi
aumentino (col. HDL > col. Totale).
                                Vis M et al. J Rheumatol 2005;32:252–5.
                                Spanakis E et al. J Rheumatol 2006;33:2440–6.
                                Popa C et al. Ann Rheum Dis 2005;64:303–5.
                                                                                96
Ad oggi il rapporto

Colesterolo totale
Colesterolo HDL

rappresenta il marker più attendibile del rischio dislipidemico
nell’AR.




                               Peters MJL et al. Ann Rheum 2010 69: 325-331
                                                                              97
AR: meccanismi che contribuiscono
                     all’aterosclerosi accelerata

                                                                             Endothelial
                                                                 CRP
                                                                             Dysfunction
                                  Liver                       Fibrinogen


                                                                ↑VEGF
                                                             Angiogenesis

                                                                                Endothelial
                               Cytokines                       Adipose          Activation
  Synovitis                                                     Tissue;
                                  IL-6
                                                               Lipolysis


                                                             Dyslipidemia

                                Skeletal                        Insulin
                                                                            Pro-oxidative
                                 Muscle                       Resistance
                                                                               Stress;
                                                                            Prothrombotic
                                                                                Status
Gonzalez-
Gonzalez-Gay MA, et al. Sem Arthritis Rheum. 2005;35:8-17.
                                             2005;35:8-
IL-6 incrementa la trombopoiesi per via
  TPO (trombopoietina)

The regulation of
thrombopoiesis during the
inflammatory cascade of
rheumatoid arthritis.

A. Induction of
megakaryocytopoiesis
during the inflammatory
cascade.

B. Megakaryocytopoiesis
in the bone marrow under
the influence of cytokines.

C. Constitutive production
of TPO from the liver and
the kidney.

D. Regulation of TPO levels
in the peripheral blood. E
Platelets
in the disease process of
rheumatoid arthritis
                                 Ihsan   Ertenli, et al.Rheumatol Int (2003) 23: 49–60
IL-6 in RA: Systemic effects

                      Liver

                              Acute-phase      The acute-phase
                                proteins       response
     IL-6
                               Hepcidin
                              production
                                               Anaemia



  Inflammation
                               HPA axis      Fatigue and mood


                                          Systemic osteoporosis
    Increased
cardiovascular risk
IL-6 induce la produzione di epcidina degli
                      epatociti

• Hepcidin inhibits:
   – Release of iron from macrophages (reticuloendothelial block)
   – Absorption of dietary iron (iron deficiency)

       Inflammation
                                                                             Macrophage
                                             Hepcidin                        iron release
                      IL-6


         Macrophage             Hepatocytes                                   Intestinal iron
                                                                              absorption



                 Andrews NC, J Clin Invest 2004; 113:1251–1253; Nemeth E, J Clin Invest 2004; 113:1271–1276.
L’aumentata produzione di IL-6 causa anemia


• Increased serum IL-6 concentrations correlate with anaemia in
  RA patients1
• IL-6 infusions induced anaemia in a rat model2


                      8                                       10.5                                     Control
                      7     6.8                                                                        IL-6
 Serum IL-6 (pg/mL)




                                   p=0.0001                   10.0
                      6                                        9.5


                                                Hb (mmol/L)
                      5                                        9.0
                                      3.9
                      4                                        8.5
                      3                                                      *                  *
                                                               8.0                                   *p<0.01
                      2                                                           *
                                                               7.5       *   Treatment
                      1
                                                               7.0
                      0                                              0           5   10         15     20        25
                          Anaemic Non-anaemic                                             Day

                                                                1. Voulgari P, et al. Clin Immunol 1999; 92:153–160.
                                                 2. Jongen-Lavrencic M, et al. Clin Exp Immunol 1996; 103:328–334.
TOCILIZUMAB: normalizza I livelli di
emoglobina nei pazienti con AR anemizzati
                                                       ITT population
                          14               Placebo + DMARD     TCZ 8 mg/kg + DMARD
                                           women n=101         women n=154
Mean absolute Hb (g/dl)




                          13


                          12                                                                                  LLN




                          11


                          10
                               0   2   4           8           12          16               20                24
                                                             Week
                                                                        Smolen J, et al. EULAR 2008; Poster THU0168.
IL-6, un grande mimo




                       104

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Di matteo luigi il6 dismetabolismi_infiammazione_torino gennaio 2011_14° convegno patologia immune e ma

  • 1. Dismetabolismi, infiammazione cronica ed IL-6 Luigi Di Matteo Capo Dipartimento delle Specialità Mediche Direttore U.O.C. di Reumatologia – Pescara S. di Specializzazione in Reumatologia - Università “G. d’Annunzio” Chieti/Pescara Luciano Di Battista – Ciro Lauriti
  • 3. Paradigma Uno scompenso metabolico porta ad uno scompenso immunitario. Wellen K, Hotamisligil G, J Clin Invest 2005
  • 4. Malnutrizione Obesità Infiammazione cronica di Immunosoppresione basso grado Suscettibilità a malattie Suscettibilità alle infezioni infiammatorie Diabete, epatosteatosi, aterosclerosi, etc…. Chandra RK, Proc Natl Acad Sci U.S.A. 1996 Hotamisligil GS, Diab Mellitus 2004 Wellen K, Hotamisligil GS, J Clin Invest 2005
  • 5. L’Obesità è una minaccia globale tanto quanto la denutrizione
  • 7. Obesità Diabete INSULINORESISTENZA Pickup JC, Diabetes Care 2004 Dandona P et al, Trends Immunol 2004
  • 8. Grasso viscerale e diabete viscerale
  • 9. Intra-abdominal adiposity and glucose metabolism Glucose Insulin 1 1,2 15 1200 1,2 1,2 Area Area 12 1 1,2 1 1 1,2 1,2 mmol/L 800 pmol/L 9 1,2 1 1 1 1,2 1 1 1,2 6 400 1,2 3 1,2 0 0 0 60 120 180 0 60 120 180 Time (min) Time (min) Non-obese Obese low IAA Obese high IAA IAA: intra-abdominal adiposity Significantly different from 1non-obese, 2obese with low intra-abdominal adiposity levels Pouliot et al 1992
  • 10. Abdominal obesity increases the risk of developing type 2 diabetes 24 20 16 Relative risk 12 8 4 0 <71 71–75.9 76–81 81.1–86 86.1–91 91.1–96.3 >96.3 Waist circumference (cm) Carey et al 1997
  • 11. La rimozione del grasso viscerale previene il diabete (ratti ZDF vs. sham) 6 Casi 5 di sham diabete 4 senza grasso viscerale 3 2 1 0 2 3 4 5 6 Mesi Gabriely I et al.: Diabetes 51:2951, 2002
  • 12. Grasso sottocutaneo e diabete sottocutaneo
  • 13.
  • 14. prima captazione di glucosio Effetti metabolici di una massiva asportazione 7.5 per liposuzione di 6.0 tessuto adiposo SC - 7 kg di peso mmol.min-1 4.5 addominale -14 cm di CV 3.0 1.5 0 prima dopo dopo
  • 15. DISMETABOLISMI Obesità Diabete INSULINORESISTENZA Infiammazione cronica di basso grado Pickup JC, Diabetes Care 2004 Dandona P et al, Trends Immunol 2004
  • 16. Quali le evidenze? Livello cellulare (macrofago e adipocita) Livello molecolare (recettori, enzimi e citochine)
  • 17. Sovrapposizione biologica e funzionale di macrofagi e di adipociti nell’obesità Wellen K, Hotamisligil GS, J Clin Invest 2005
  • 18. I macrofagi esprimono molti dei prodotti genici degli adipociti come il FABP (Fatty Acids Binding Protein) ed il PPARs (Peroxisome Proliferator Activated Receptors); Makowski L et al, Nat Med 2001; Tontonoz P et al Cell 1998 Gli adipociti possono esprimere proteine di pertinenza macrofagica come il TNF-α e l’IL-6. I macrofagi nel tessuto adiposo producono mediatori infiammatori di per sé ed in sinergia con gli adipociti; Hotamisligil GS et al Science 1993; Bouloumie A et al Diabetes 2001 In condizioni pro-aterosclerotiche (obesità, iperlipemia) i macrofagi accumulano lipidi diventando cellule schiumose; Nell’immunità innata gli adipociti rilasciano lipidi che possono modulare lo stato infiammatorio e partecipano alla neutralizzazione dei patogeni. Wellen K, Hotamisligil GS J Clin Invest 2005
  • 19. Ci sono altri modelli?
  • 20.
  • 21. Sindrome di Sjögren Immunopatogenesi Le stesse cellule epiteliali diventano autolesive partecipando alla secrezione paracrina ed autocrina di citochine flogogene. Espressione da parte delle cellule epiteliali di Fas L (interazione apoptotica con i linfociti produttori di Fas) e secrezione di citochine. Componente epiteliale
  • 22. “Il condrocita come cellula Il profilo infiammatorio dei condrociti infiammatoria”
  • 23. “Il condrocita come cellula Il profilo infiammatorio dei condrociti infiammatoria” Indagini condotte a livello dell’ RNA messaggero2 evidenziano una potenzialità infiammatoria dei condrociti, in quanto questi producono un ampio pannello di mediatori infiammatori, tra cui IL-8, GRO-α, MCP-1, MIP-1β3, IL-6 e di osteoprotegerina. GRO-α = chemochina CXC ligand-1 o Growth regulated protein alpha precursor o Melanoma Growth stimulating activity o Neutrophil activating protein 3 (NAP-3); MCP = Monocyte Chemotactic Protein; MIP = Macrophage Inflammatory Protein. De Ceuninck F., et al. Biochem Biophys Res Commm: 2004; 323. 960-969. Attur M.G., et al. Osteoarthritis Cartilage 2002; 10. 3-4. Borzi R.M., et al. FEBS Lett 1999; 455, 238-242. MIP-1β IL-8
  • 24. L’adipocita diventa una cellula infiammatoria ormone sede di maggiore glucosio citochina secrezione FFA PAI-1 Viscerale > SC IL-6 Viscerale > SC Leptina SC > Viscerale Adiponectina ? TNF-α Viscerale > SC Angiotensinogeno Viscerale > SC Resistina ? adipocita Wellen K, Hotamisligil GS J Clin Invest 2005
  • 25. Adipocita = cellula infiammatoria = insulinoresistenza
  • 26. Adipocita = cellula infiammatoria = insulinoresistenza Insulin Insulin Tyr-P Ser-P Tyr-P Ser-P Fosforilazione del Tyr-P Ser-P Tyr-P Ser-P residuo serinico 307 di 307 IRS-1 307 Tyr-P Tyr-P Ser-P Ser-P IRS-1 307 Tyr-P Ser-P Tyr-P Ser-P Wellen K, Hotamisligil GS J Clin Invest 2005
  • 27. Adipocita = cellula infiammatoria = insulinoresistenza Quali i mediatori ?
  • 28. Mediatori attivanti l’insulino-resistenza PKC-theta (protein kinasi C theta) JNK (Jun N terminal Kinasi) gruppo serin- treonin kinasi Aguirre V et al J Biol Chem 2000 Hotamisligil GS et al Science 1996 IkB (inibitori della via NFkB) Yin MJ et al Nature 1998 Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003 Hirosumi J et al Nature 2002 IKKB (inibitori della chinasi IkB) Perseghin G et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003 TNF-α IL-6 Mediatori inibenti l’insulino-resistenza Adiponectina Berg AH et al Trends Endocrinol Metab 2002 Mediatori bimodali dell’insulino-resistenza Leptina Lord GM et al Nature 1998
  • 29. 3 modelli di insulino-resistenza nell’adipocita, cellula infiammatoria Stress Metabolico Stress Infiammatorio Stress Ossidativo
  • 30. 3 modelli di insulino-resistenza nell’adipocita, cellula infiammatoria Stress Metabolico Stress Infiammatorio Stress Ossidativo
  • 31. Mediatori attivanti l’insulino-resistenza PKC-theta (protein kinasi C theta) JNK (Jun N terminal Kinasi) gruppo serin- treonin kinasi Aguirre V et al J Biol Chem 2000 Hotamisligil GS et al Science 1996 IkB (inibitori della via NFkB) Yin MJ et al Nature 1998 Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003 Hirosumi J et al Nature 2002 IKKB (inibitori della chinasi IkB) Perseghin G et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003 TNF-α IL-6 Mediatori inibenti l’insulino-resistenza Adiponectina Berg AH et al Trends Endocrinol Metab 2002 Mediatori bimodali dell’insulino-resistenza Leptina Lord GM et al Nature 1998
  • 32. Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003 Shoelson SE et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003
  • 33. Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003 Shoelson SE et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003 S P-Y S Y-P IRS- IRS-1 IKKβ IKKβ IKK IKKβ IKKβ Iκ B NFκB NFκ S P-Y S Y-P NFκB NFκ INFIAMMAZIONE M-CSF MCP-1 V-CAM MCP- ICAM
  • 34. Mediatori attivanti l’insulino-resistenza PKC-theta (protein kinasi C theta) JNK (Jun N terminal Kinasi) gruppo serin- treonin kinasi Aguirre V et al J Biol Chem 2000 Hotamisligil GS et al Science 1996 IkB (inibitori della via NFkB) Yin MJ et al Nature 1998 Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003 Hirosumi J et al Nature 2002 IKKB (inibitori della chinasi IkB) Perseghin G et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003 TNF-α IL-6 Mediatori inibenti l’insulino-resistenza Adiponectina Berg AH et al Trends Endocrinol Metab 2002 Mediatori bimodali dell’insulino-resistenza Leptina Lord GM et al Nature 1998
  • 36. Berg AH et al Trends Endocrinol Metab 2002 Effetto antinfiammatorio Ouchi N et al Curr Opin Lipidol 2003 AMPK ACC Malonyl- Malonyl- CoA Peroxisome receptor PPARα PPARα Inibizione nei macrofagi e negli adipociti dell’espressione di geni infiammatori
  • 37. Seo JB et al Mol Cell Biol 2004 Effetto antinfiammatorio Moller DE Int J ObesRelat Metab Disord 2003 Joseph SB Nat Med 2003 AMPK ACC Malonyl- Malonyl- CoA Ligando del recettore x del fegato LXR Apoptosi del macrofago
  • 38. Ruolo antinfiammatorio dell’Adiponectina I livelli circolanti di adiponectina: - correlano inversamente con il BMI (F>M) ed aumentano in seguito a perdita di peso; - correlano con la sensibilità insulinica. Arita et al, BBRC 1999
  • 39. 3 modelli di insulino-resistenza nell’adipocita Stress Metabolico Stress Infiammatorio Stress Ossidativo
  • 40. Mediatori attivanti l’insulino-resistenza PKC-theta (protein kinasi C theta) JNK (Jun N terminal Kinasi) gruppo serin- treonin kinasi Aguirre V et al J Biol Chem 2000 Hotamisligil GS et al Science 1996 IkB (inibitori della via NFkB) Yin MJ et al Nature 1998 Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003 Hirosumi J et al Nature 2002 IKKB (inibitori della chinasi IkB) Perseghin G et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003 TNF-α IL-6 Mediatori inibenti l’insulino-resistenza Adiponectina Berg AH et al Trends Endocrinol Metab 2002 Mediatori bimodali dell’insulino-resistenza Leptina Lord GM et al Nature 1998
  • 42. Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003 Hotamisligil GS et al Science 1996 S P-Y S Y-P IRS- IRS-1 IKKβ IKKβ IKK IKKβ IKKβ Iκ B NFκB NFκ S P-Y S Y-P NFκB NFκ INFIAMMAZIONE M-CSF MCP-1 V-CAM MCP- ICAM
  • 43. Infiammazione ed insulinoresistenza Insulin Insulin Stress infiammatorio Tyr-P Ser-P Tyr-P Ser-P Fosforilazione del Tyr-P Ser-P Tyr-P Ser-P residuo serinico 307 di 307 IRS-1 307 Tyr-P Tyr-P Ser-P Ser-P IRS-1 307 Tyr-P Ser-P Tyr-P Ser-P Wellen K, Hotamisligil GS J Clin Invest 2005
  • 44. Hundal RS J Clin Invest 2002 Aspirina alte dosi S P-Y S Y-P IRS- IRS-1 IKKβ IKKβ IKK IKKβ IKKβ Iκ B NFκB NFκ S P-Y S Y-P
  • 45. Mediatori attivanti l’insulino-resistenza PKC-theta (protein kinasi C theta) JNK (Jun N terminal Kinasi) gruppo serin- treonin kinasi Aguirre V et al J Biol Chem 2000 Hotamisligil GS et al Science 1996 IkB (inibitori della via NFkB) Yin MJ et al Nature 1998 Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003 Hirosumi J et al Nature 2002 IKKB (inibitori della chinasi IkB) Perseghin G et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003 TNF-α IL-6 Mediatori inibenti l’insulino-resistenza Adiponectina Berg AH et al Trends Endocrinol Metab 2002 Mediatori bimodali dell’insulino-resistenza Leptina Lord GM et al Nature 1998
  • 46. IL-6
  • 47. Infiammazione ed insulinoresistenza Cytokines Insulin Insulin IL-6 Tyr-P Ser-P Tyr-P Ser-P Tyr-P Ser-P Tyr-P Ser-P 307 JNK 307 Tyr-P Tyr-P Ser-P Ser-P IRS-1 MAPK 307 Tyr-P Ser-P Tyr-P Ser-P Gao Z et al Mol Endocrinol 2004; Hirosumi J et al Nature 2002
  • 48. Correlation between IL-6 expression in adipose tissue of obese and insulin resistance (HOMA) 3.5 3.0 r = 0.32 P = 0.007 2.5 2.0 Log HOMA 1.5 1.0 0.5 0 -4 -2 0 2 4 6 Log IL-6 mRNA Expression Cardellini et al. Diabetes Care submitted
  • 49. Rui L et al J Biol Chem 2002; Mooney RA et al J Biol Chem 2001 Emanuelli B et al J Biol Chem 2001; Ueki K et al Mol Cell Biol 2004 P-S Y S-P Y IRS- IRS-1 UBIQUITIN SOCS Suppressor P-S Y S-P Y of cytokine signaling
  • 50. Mediatori attivanti l’insulino-resistenza PKC-theta (protein kinasi C theta) JNK (Jun N terminal Kinasi) gruppo serin- treonin kinasi Aguirre V et al J Biol Chem 2000 Hotamisligil GS et al Science 1996 IkB (inibitori della via NFkB) Yin MJ et al Nature 1998 Zick Y Int J Obes Relat Metab Disord 2003 Hirosumi J et al Nature 2002 IKKB (inibitori della chinasi IkB) Perseghin G et al Int J Obes Relat Metab Disord 2003 TNF-α IL-6 Mediatori inibenti l’insulino-resistenza Adiponectina Berg AH et al Trends Endocrinol Metab 2002 Mediatori bimodali dell’insulino-resistenza Leptina Lord GM et al Nature 1998
  • 51. LEPTIN • Nel 1994 viene scoperto il gene ob (espresso principalmente dal tessuto adiposo bianco) e, successivamente, il suo prodotto genico, la leptina (dal greco leptos: magro) • “An adipocytokine with pleiotropic actions” Seven A et al Rheumatol Int 2009 29:743-747
  • 52. È leptina? IL-6 52
  • 53. LEPTIN • La leptina è un ormone di natura peptidica del peso di 16 kDa prodotto quasi esclusivamente dalle WAT cells • Il suo ruolo principale consiste nella regolazione del peso corporeo a livello dei nuclei ipotalamici, attraverso l’ inibizione dell’ introito calorico e la promozione della spesa energetica. • Le concentrazioni plasmatiche di leptina correlano direttamente con il tessuto adiposo (WAT) e con il BMI; sono più alte nelle donne che negli uomini; • Vi è una stretta correlazione strutturale e funzionale della leptina con IL-6, e del recettore della leptina (Ob-R) con la famiglia dei recettori citochinici di classe 1 (il cui prototipo è il recettore di IL-6) Seven A et al Rheumatol Int 2009 29:743-747 Targonska-Stepniak B et al Rheumatol Int 2010 30:731-737
  • 54. 3 modelli di insulino-resistenza nell’adipocita Stress Metabolico Stress Infiammatorio Stress Ossidativo
  • 55. Infiammazione ed insulinoresistenza Insulin Insulin Stress ossidativo su cellula muscolare Tyr-P Ser-P Tyr-P Ser-P Insulino- NOs Tyr-P Ser-P Tyr-P Ser-P resistenza 307 307 Tyr-P Tyr-P Ser-P Ser-P NO IRS-1 307 Tyr-P Ser-P Perreault M et al Nat Med 2001 Tyr-P Ser-P Shimabukuro M et al J Clin Invest 1997
  • 56. Non sempre grasso è bello
  • 57. 57
  • 58. Network tra adipocitochine, citochine e reattanti della flogosi 58
  • 59. Obesità = insulinoresistenza = infiammazione cronica Infiammazione cronica 59
  • 60. Proinflammatory cytokines α IL-1, TNF-α ICAM Insulin Deficiency IL-6 VCAM Selectin Insulin Resistance CRP, SAA DIABETE Il processo infiammatorio ATEROSCLEROSI 60 può causare
  • 61. Relevant biomarkers of inflammation and their role in atherosclerosis Biomarkers of Sources Role in atherosclerosis inflammation Acute Phase Protein Liver, CRP induces production of inflammatory CRP, SAA, Fibrinogen adipose tissue cytokines, chemokines, TF, chemiotaxis of Endothelial cells monocytes, downregulation of eNOS Cytokines α IL-1, IL-6, TNFα, IL-18 Endothelial cells, Pro-atherogenic and augment monocyte- macrophages, endothelial adhesion (IL-6 CRP) adipose tissue Chemokines MCP-1, IL-8 Endothelial cells, Stimulate chemotaxis macrophages Adhesion Molecules Promote monocyte- endothelial adhesion ICAM, VCAM, E- Endothelial cells Selectin, P-Selectin Inibitor of Fibrinolysis Endothelial cells, Promotes atherothrombosis PAI-1 macrophages, Reduced Fibrinolysis 61 adipose tissue
  • 62. Relative Risk of Cardiovascular Events According to Several Biochemical Markers Relative Risk of Future CV Events Lipoprotein(a) Homocysteine TC LDLC Apolipoprotein B TC:HDLC hs-CRP hs-CRP + TC:HDL-C 0 1.0 2.0 4.0 6.0 L’hs_CRP è in grado di segnalare una minima reazione infiammatoria anche laddove la tradizionale CRP fosse normale. Insieme al valore del ratio colesterolo totale/HDL (TC:HDL-C) mostra il più alto valore predittivo. CV, cardiovascular; TC, total cholesterol; LDLC, low-density lipoprotein cholesterol; HDL-C, 62 high-density lipo-protein cholesterol; CRP, C-reative protein; hs-CRP, high-sensitivity C-reactive protein; TC, total cholesterol. Adapted from Rifai N, et al. Clin Chem. 2001;47:28-30.
  • 63. Statine 63
  • 64. Effetto delle statine sull’ hs-CRP Median hs-CRP Concentration (mg/dL) 0.25 Placebo 0.24 0.23 -21.6% 0.22 (P=.007) 0.21 CRP 0.20 0.19 Pravastatin 0.18 Baseline 5 Years 64 Ridker PM, et al. Circulation. 1999;100:230
  • 65. Inflammation, Statin Therapy, and Relative Risk of Recurrent Coronary Events P Trend=.005 3 2 Relative Risk 1 0 Pravastatin Placebo Pravastatin Placebo Inflammation Absent Inflammation Present 65 Ridker PM, et al. Circulation. 1998;98:839-844. (with permission from Lippincott Williams & Wilkins, www.lww.com)
  • 66. Effetto antinfiammatorio delle statine La proteina C reattiva è un marker infiammatorio la cui aumentata presenza nel siero avrebbe valore prognostico sfavorevole per la coronaropatia. Le statine sono in grado di abbassare i livelli di PCR, facendo ipotizzare che il loro effetto protettivo cardiovascolare si esplichi mediante una soppressione dell'infiammazione. il dosaggio della PCR può essere un criterio aggiuntivo per indirizzare la prescrizione delle statine. Ridker PM et al. C-reactive protein levels and outcomes after statin therapy. N Engl J Med. 2005 Jan 6;352(1):20-8. Nissen SE et al. Statin therapy, LDL cholesterol, C-reactive protein, and coronary artery disease. N Engl J Med. 2005 Jan 6;352(1):29-38. 66
  • 67. Adipochine, insulino-resistenza, aterosclerosi coronarica nell’infiammazione cronica ………………e nell’artrite reumatoide gli anti TNF-alfa?
  • 68. 68
  • 69. J Rheumatol. 2009 Jun;36(6):1346-7; author reply 1347. Increased adiponectin levels in women with rheumatoid arthritis after etanercept treatment. Lewicki M, Kotyla P, Kucharz E. Comment on: •J Rheumatol. 2008 May;35(5):936-8. 69
  • 70. Ann Rheum Dis. 2009 Jul 28. [Epub ahead of print] Lack of effect of TNF{alpha} blockade therapy on circulating adiponectin levels in patients with autoimmune disease: results from two independent prospective studies. Peters MJ, Watt PH, Cherry L, Welsh P, Henninger E, Dijkmans BA, McInnes IB, Nurmohamed MT, Sattar N. VU University Medical Center, Netherlands. Abstract BACKGROUND: Adiponectin is an anti-inflammatory and potentially anti-atherogenic molecule. Some recent reports suggest that TNFalpha blockade therapy increases circulating adiponectin levels but data are sparse and inconsistent. METHODS: Data from a double-blind placebo-controlled study of onercept in 126 psoriatic arthritis patients (PsA) and data from pre- and post adalimumab treatment in 171 rheumatoid arthritis (RA) patients were used to examine the effect of TNFalpha blockade therapy on adiponectin. RESULTS: Despite expected associations of adiponectin to gender and baseline HDL-cholesterol and triglyceride, adiponectin levels did not change over time with TNFalpha blockade therapy in either group. Absolute change in adiponectin levels were -0.23 +/-4.6microg/ml in onercept 50mg and onercept 100mg combined group (versus placebo, p=0.60) in PsA patients and 0.28 +/-3.23microg/ml (p=0.66 versus baseline) in RA patients treated with adalimumab. Discussion: These results go against a significant effect of TNFalpha blockade therapy on circulating adiponectin levels in patients with autoimmune disease. PMID: 19640853 [PubMed - as supplied by publisher] 70
  • 71. Fundam Clin Pharmacol. 2009 Oct;23(5):595-600. Epub 2009 Jun 25. Effects of a 6-month infliximab treatment on plasma levels of leptin and adiponectin in patients with rheumatoid arthritis. Derdemezis CS, Filippatos TD, Voulgari PV, Tselepis AD, Drosos AA, Kiortsis DN. Laboratory of Physiology, Medical School, University of Ioannina, 45110 Ioannina, Greece. Abstract Patients with rheumatoid arthritis (RA) appear to have increased plasma levels of leptin and adiponectin. These adipokines may be implicated in the pathophysiology of RA. Tumour necrosis factor alpha (TNF-alpha) is a potential modulator of adipokines. The effects of long-term anti-TNF treatment on plasma levels of leptin and adiponectin are not clear. The aim of this study was to assess the effects of 6-month anti-TNF treatment (infliximab) on leptin and adiponectin plasma levels in RA patients. Thirty women with RA were included in the study. Patients with diabetes mellitus, any endocrine disorder or receiving any hypolipidemic or antidiabetic medication were not included. Thirty healthy age- and body mass index- matched women served as controls. Plasma levels of leptin and adiponectin were measured with enzyme immunoassay methods prior to and after the 6-month treatment with infliximab. Mean age and disease duration of patients were 51.8 +/- 14.4 and 12.2 +/- 6.7 years, respectively. Body weight did not change significantly over the 6-month period. Plasma levels of leptin and adiponectin were higher in patients than controls and did not change significantly after 6-month treatment. Interestingly, in the tertile of patients with the highest baseline adiponectin concentrations, adiponectin levels were significantly reduced (P < 0.05). Infliximab treatment did not change plasma levels of leptin and adiponectin after 6-month treatment in the whole study population. However, a reduction of adiponectin levels was observed in patients with higher baseline adiponectin levels. 71
  • 72. 72
  • 73. Clin Exp Rheumatol. 2009 Mar-Apr;27(2):222-8. Anti-TNF-alpha therapy does not modulate leptin in patients with severe rheumatoid arthritis. Gonzalez-Gay MA, Garcia-Unzueta MT, Berja A, Gonzalez-Juanatey C, Miranda-Filloy JA, Vazquez-Rodriguez TR, de Matias JM, Martin J, Dessein PH, Llorca J. Division of Rheumatology, Hospital Xeral Calde, Lugo, Spain. miguelaggay@hotmail.com Abstract OBJECTIVE: The adipocytokine leptin regulates weight centrally and participates in the regulation of the immune and inflammatory responses. Chronic systemic inflammation is of major importance in the development of atherosclerosis in rheumatoid arthritis (RA). In the present study we investigated whether inflammation, obesity or both of these characteristics are potential determinants of circulating leptin concentrations in a group of RA patients on periodical treatment with the TNF-alpha- blocker-infliximab due to severe disease. We also assessed whether the infusion of infliximab may alter circulating leptin concentrations in patients with severe RA. METHODS: We investigated 33 patients with RA on periodical treatment with infliximab. Serum leptin levels were determined immediately prior to and after infliximab infusion. RESULTS: There was a positive correlation between body mass index of RA patients and baseline serum level of leptin (rho=0.665, p<0.001). Apart from a significant correlation with VCAM-1 (rho=0.349, p=0.04), no significant correlations between baseline leptin levels and the age at the time of the study or at the onset of the disease, disease duration, ESR and CRP levels, DAS28, lipids, insulin sensitivity, adhesion molecules, resistin, adiponectin, ghrelin or the cumulative prednisone dose at the time of the study were found. Leptin levels did not change upon infliximab infusion (p=0.48). CONCLUSION: In RA patients on TNF-alpha blocker treatment, circulating leptin levels are unrelated to disease activity but constitute a manifestation of adiposity. The beneficial effect of anti- TNF-alpha therapy on cardiovascular mortality in RA does not seem to be mediated by reduction in serum levels of leptin. PMID: 19473561 [PubMed - indexed for MEDLINE] 73
  • 74. 74
  • 75. Adipochine, insulino-resistenza, aterosclerosi coronarica nell’infiammazione cronica ………………e nell’artrite reumatoide gli anti TNF-alfa? ………………e l’anti IL-6? 75
  • 76. Incremento del rischio di IMA con l’incremento della concentrazione di IL-6 Apparently healthy men (n=14,916) 3.0 p=0.01 p=0.003 Relative risk of MI 2.0 p=0.3 1.0 0 1 2 3 4 ≤1.04 1.04–1.46 1.47–2.28 ≥2.28 Quartile of IL-6 (pg/mL) Ridker PM, et al. Circulation 2000; 101:1767–1772.
  • 77. Eventi CV: IL-6 è implicata nell’evoluzione di malattia coronarica (CAD) Outcomes according to IL-6 levels • IL-6 is the chief inducer of 48 hours following hospitalisation CRP1 which stimulates 80 for unstable angina macrophages to produce tissue factor – a 60 pro-coagulant found in IL-6 (pg/mL) atherosclerotic plaques2 • IL-6 induces 40 6 thrombocytosis3 • IL-6 levels predict outcome 20 following hospitalisation for unstable angina3 0 Good Refractory AMI and outcome angina death 1. Biasucci LM, et al. Circulation 1999; 99:2079–2084; 2. Georgiadis AN, et al. Arthritis Res Ther 2006; 8:R82; AMI = acute myocardial infarction 3. Choy E, et al. Rheum Dis Clin N Am 2004; 30:405–415.
  • 78. Cardiovascular event rates over 6-monthly intervals TCZ (n=4,009) Event rate per 100 PY (95% CI) 2.5 Myocardial infarction Stroke 2.0 1.5 1.0 0.5 No events 0.0 0–6 7–12 13–18 19–24 25–30 31–36 37–42 >42 1,805 PY 1,664 PY 1,542 PY 1,440 PY 1,290 PY 964 PY 528 PY Time (months) * Clinical cut-off date of 6 February 2009 van Vollenhoven R, et al. ACR 2009. Presentation 1955.
  • 79. The 11th EULAR Annual European Congress of Rheumatology 6–19 June 2010 Rome, Italy POSTER SAT0158 HUMANIZED ANTI-HUMAN INTERLUKIN-6 RECEPTOR MONOCLONAL ANTIBODY TOCILIZUMAB (TCZ) INCREASES HIGH MOLECULAR WEIGHT ADIPONECTIN (HMW-AN) IN THE PATIENTS WITH RHEUMATOID ARTHRITIS (RA): RESULT FROM THE ESCORT STUDY K. Saito 1,*, K. Hanami 1, M. Nawata 1, N. Yunoue 1, Y. Tanaka 1 1The First Department of Internal Medicine, University of Occupational and Environmental Health, Japan, kitakyushu, Japan Background: TCZ has been shown to provide clinical benefits in the patients who did not adequately respond to methotrexate (MTX) and TNF inhibitors in RA. In several studies, moderate increase in total cholesterol (TC) and triglyceride (TG) was observed, but no increase in cardiovascular events or atherosclerosis associated with TCZ has been reported1). Although we previously reported that infliximab increased AN2), an anti-atherogenic adipocytokine, role of TCZ in lipid metabolism remain unclear. Objectives: The aim of this study is to evaluate the effect of TCZ on lipid metabolism, especially on AN, in RA patients. Methods: 50 patients who did not adequately respond to DMARDs and TNF inhibitors were enrolled in this study and were analyzed at 0, 24 wks with disease activity using DAS28, biological markers including CRP, TC, LDL-C, HDL-C, TG and AN as well as intima-media thickness (IMT) of carotid artery examined by ultrasonography. Patients were treated with 8mg/kg of TCZ every 4 wks. Results: The baseline characteristics of the 50 patients were average of age was 63.3 and disease duration was 158.4 months. The percentage of patients who concomitantly used MTX was 28 (56%), and those who used TNF inhibitors before TCZ was 31 (62%). The clinical parameters of the 50 pts responded dramatically to TCZ (DAS28 at 0 wk: 6.18 ± 1.06, at 24 wk: 3.14 ± 1.06). After 24 wks of therapy, atherosclerosis index remained in the normal range, though TC (193.4 to 221.9 mg/dl), HDL-C (62.5 to 73.6 mg/dl) and LDL-C (117.2 to 133.7 mg/dl) increased. In addition, AN significantly increased from 10.7±6.1 to 13.9±9.0µg/ml. Changes of AN were not related to sex, disease duration, the cortocosteroid dose, with or without concomitant MTX and prior use of TNF inhibitors. It is noteworthy that AN levels and their changes were also not correlated with DAS28 at baseline and changes of DAS28 at 24 wks, indicating that production of AN was independent on synovitis. IMT also did not change at all and cardiovascular events due to TCZ were not observed. Univariate analysis and logistic regression analysis demonstrated that 0w-BMI and changes of HDL-C at 24 wks were independently associated with changes of AN. Conclusion: Although disorders of lipid metabolism were shown in the clinical trial of TCZ, our data suggest TCZ might have preventive effect on the progression of arteriosclerosis by increase of AN. It is notable that TCZ increased AN independent on baseline levels and change of disease activity as well as the prior use of anti-TNF biologics, suggesting action of TCZ for lipid metabolism could be independent on inflammation in synovitis. However, this pilot study would warrant further investigation with more subjects and longer duration. References: 1) E Choy, N Sattar. Ann Rheum Dis. 2009 2) Nishida K, Okada Y, Nawata M, Saito K, Tanaka Y. Endocr J. 2008 Disclosure of Interest: None declared 79
  • 80. FRI0003 INHIBITION OF INTERLEUKIN-6 SIGNALLING IMPROVES INSULIN SENSITIVITY AND REDUCES LIPOPROTEIN (A) LEVELS IN HUMANS M. Laudes 1,*, O. Schultz 1, F. Oberhauser 1, J. Saech 2, A. Rubbert-Roth 2, W. Krone 1 1Department of Internal Medicine II, 2Department of Internal Medicine I, UNIVERSITY OF COLOGNE, GERMANY, Köln, Germany Objectives: Interleukin-6 (IL-6) is a pro-inflammatory cytokine which has been found increased in type 2 diabetic subjects. However, it remains still unclear if these elevated IL-6 levels are co-incidental or if this cytokine is of causal relevance in the development of insulin resistance and type 2 diabetes in humans. Therefore, in the present study we examined insulin sensitivity, adipokine serum levels and lipid parameters in human subjects before and after treatment with the interleukin-6 receptor antibody Tocilizumab. Methods: 11 non-diabetic patients with rheumatoid disease were included into the study. HOMA-index and serum levels for leptin, adiponectin, triglycerides, LDL-cholesterol, HDL-cholesterol and lipoprotein (a) were measured before as well as one and three months after Tocilizumab treatment Results: The HOMA-index for insulin resistance decreased significantly from 4.9±1.1 to 2.4±0.6. While leptin concentrations were not altered by inhibition of IL-6 signalling, adiponectin concentrations significantly increased from 11.1±1.2 to 16.1±2.1 µg/ml. Thereby the leptin to adiponectin ratio, a novel marker for insulin resistance, exhibited a significant decrease. In respect to lipid parameters, triglycerides, LDL-cholesterol and HDL-cholesterol were not significantly altered whereas lipoprotein (a) levels significantly decreased by approximately 40% by Tocilizumab. Conclusion: Inhibition of IL-6 signalling improves insulin sensitivity in humans suggesting that elevated IL-6 levels in type 2 diabetic human subjects are of causal relevance in the pathogenesis of insulin resistance. Furthermore, our data indicate that lipid metabolism in human subjects is influenced by IL-6 as shown by the profound decrease of lipoprotein (a) levels due to Tocilizumab treatment. Disclosure of Interest: None declared 80
  • 81. “Effetti sistemici ed ematologici di IL-6” 81
  • 82. IL-6 in RA: Systemic effects Liver Acute-phase The acute-phase proteins response IL-6 Hepcidin production Anaemia Inflammation HPA axis Fatigue and mood Systemic osteoporosis Increased cardiovascular risk
  • 83. IL-6, un grande mimo 83
  • 85. L’AR rappresenta un fattore di rischio CV indipendente (analogo al diabete mellito) Van Halm et al. Ann Rheum Disease 2009 Peters MJ et al. Arthritis Rheum 2009 85
  • 86. Esordio precoce E’ dimostrato che nell’AR il rischio CV assoluto è simile a quello degli individui, nella popolazione generale, di 5-10 anni più anziani. Kremers HM et al. Arthritis Rheum 2008 86
  • 87. La mortalità in corso di A.R. Numerose evidenze dimostrano che l’aumento di mortalità è per lo più legato alle malattie cardiovascolari (CV). • Malattie cardiovascolari • Infezioni……………….. • Neoplasie…………….... • Altre cause (amiloidosi, rene, polmone, ecc.)…… • Artrite Reumatoide – Vasculiti……………… – Dislocazione atlantoassiale………… – Farmaci………………. Dougados M et al. Ann Rheum Dis 2004;63:1172–76. Avina-Zubieta JA et al. Arthritis Rheum 2008;59:1690–7. 87
  • 88. AR: meccanismi che contribuiscono all’aterosclerosi accelerata Endothelial CRP Dysfunction Liver Fibrinogen ↑VEGF Angiogenesis Endothelial Cytokines Adipose Activation Synovitis Tissue; IL-6 Lipolysis Dyslipidemia Skeletal Insulin Pro-oxidative Muscle Resistance Stress; Prothrombotic Status Gonzalez- Gonzalez-Gay MA, et al. Sem Arthritis Rheum. 2005;35:8-17. 2005;35:8-
  • 89. AR: meccanismi che contribuiscono all’aterosclerosi accelerata Endothelial CRP Dysfunction Liver Fibrinogen ↑VEGF Angiogenesis Endothelial Cytokines Adipose Activation Synovitis Tissue; IL-6 Lipolysis Dyslipidemia Skeletal Insulin Pro-oxidative Muscle Resistance Stress; Prothrombotic Status Gonzalez- Gonzalez-Gay MA, et al. Sem Arthritis Rheum. 2005;35:8-17. 2005;35:8-
  • 90. Meccanismi che correlano l’AR con l’incremento del rischio vascolare Synovitis IL-6,IL-1 TNF-alpha Adipose platelets tissue FFAs IR ↓HDL ↓TC Skeletal ↓ LDL muscle CRP fibrinogen Endothelial ↓ NO activation ICAM 1 VCAM 1 Accelerated atherogenesis Foam cell Macrophage Sattar N, et al. Circulation 2003; 108:2957–2963.
  • 91. AR: meccanismi che contribuiscono all’aterosclerosi accelerata Endothelial CRP Dysfunction Liver Fibrinogen ↑VEGF Angiogenesis Endothelial Cytokines Adipose Activation Synovitis Tissue; IL-6 Lipolysis Dyslipidemia Skeletal Insulin Pro-oxidative Muscle Resistance Stress; Prothrombotic Status Gonzalez- Gonzalez-Gay MA, et al. Sem Arthritis Rheum. 2005;35:8-17. 2005;35:8-
  • 92. Profilo Lipidico Aterogeno LDL Piccole, dense ↑ TG da 3 a 6 ↑ # Pazienti Rischio Coronarico 40 36 Si CV No CV 30 20 14 ↓ HDL-C 10 9 9 0 Nuovi markers di LDL Dense LDL Leggere rischio χ2 = 9.53; p = 0.002 92 cardiovascolare Faggin, Zambon et al. JACC 40:1059, 2002
  • 93. Struttura delle LDL Mantello superficiale di fosfolipidi e colesterolo libero apoB Core idrofobico di trigliceridi e esteri del colesterolo 93 Murphy HC et al. Biochemistry 2000;39:9763-970.
  • 94. Eventi cardiovascolari: contributo di IL-6 al rischio CV • IL-6 decreases total cholesterol by reducing the levels of both HDL and LDL.1 Studies suggest that – The decrease in cardio-protective HDL is more pronounced than the reduction in LDL and total cholesterol2 – High HDL concentrations are associated with a significant reduction in IL-6 levels3 • IL-6 therefore may raise CV risk by altering the ratio of – ApoB:ApoA – Total cholesterol:HDL – HDL:LDL • IL-6 has also been shown to reduce lipoprotein lipase activity in adipose tissue resulting in elevated circulating triglycerides2 1. Khovidhunkit W, et al. J Lipid Res 2004; 45:1169–1196; HDL = High density lipoprotein 2. Woods A, et al. European Heart Journal 2000; 21:1574–1583; LDL = Low density lipoprotein 3. Popa C, et al. Ann Rheum Dis 2005; 64:303–305.
  • 95. Nei pazienti con AR soprattutto se in fase attiva si rinvengono alti rapporti colesterolo totale/colesterolo HDL per un decremento delle HDL. Si osservano, inoltre, alti livelli di trigliceridi. Choi HK et al. J Rheumatol 2005;32:2311–6. Park YB et al. J Rheumatol 1999;26:1701–4. Yoo WH.. J Rheumatol 2004;31:1746–53. Sembra che questo profilo lipidico sfavorevole sia presente già 10 anni prima che la malattia esordisca. van Halm VP et al. Ann Rheum Dis 2007;66:184–8. 95
  • 96. I DMARDs inclusi i corticosteroidi sembrano avere un effetto vantaggioso sul profilo lipidico nei pazienti con ERA. Si ha un aumento del colesterolo totale ma anche un aumento più pronunciato delle HDL, il che si traduce in un rapporto col.Tot/col.HDL più favorevole. Munro R et al. Ann Rheum Dis 1997;56:374–7. Park YB et al. Am J Med 2002;113:188–93. Boers M et al. Ann Rheum Dis 2003;62:842–5. Nei primi mesi di trattamento la terapia con anti TNF alfa ha un effetto favorevole sul rapporto col.Tot/col.HDL sebbene entrambi aumentino (col. HDL > col. Totale). Vis M et al. J Rheumatol 2005;32:252–5. Spanakis E et al. J Rheumatol 2006;33:2440–6. Popa C et al. Ann Rheum Dis 2005;64:303–5. 96
  • 97. Ad oggi il rapporto Colesterolo totale Colesterolo HDL rappresenta il marker più attendibile del rischio dislipidemico nell’AR. Peters MJL et al. Ann Rheum 2010 69: 325-331 97
  • 98. AR: meccanismi che contribuiscono all’aterosclerosi accelerata Endothelial CRP Dysfunction Liver Fibrinogen ↑VEGF Angiogenesis Endothelial Cytokines Adipose Activation Synovitis Tissue; IL-6 Lipolysis Dyslipidemia Skeletal Insulin Pro-oxidative Muscle Resistance Stress; Prothrombotic Status Gonzalez- Gonzalez-Gay MA, et al. Sem Arthritis Rheum. 2005;35:8-17. 2005;35:8-
  • 99. IL-6 incrementa la trombopoiesi per via TPO (trombopoietina) The regulation of thrombopoiesis during the inflammatory cascade of rheumatoid arthritis. A. Induction of megakaryocytopoiesis during the inflammatory cascade. B. Megakaryocytopoiesis in the bone marrow under the influence of cytokines. C. Constitutive production of TPO from the liver and the kidney. D. Regulation of TPO levels in the peripheral blood. E Platelets in the disease process of rheumatoid arthritis Ihsan Ertenli, et al.Rheumatol Int (2003) 23: 49–60
  • 100. IL-6 in RA: Systemic effects Liver Acute-phase The acute-phase proteins response IL-6 Hepcidin production Anaemia Inflammation HPA axis Fatigue and mood Systemic osteoporosis Increased cardiovascular risk
  • 101. IL-6 induce la produzione di epcidina degli epatociti • Hepcidin inhibits: – Release of iron from macrophages (reticuloendothelial block) – Absorption of dietary iron (iron deficiency) Inflammation Macrophage Hepcidin iron release IL-6 Macrophage Hepatocytes Intestinal iron absorption Andrews NC, J Clin Invest 2004; 113:1251–1253; Nemeth E, J Clin Invest 2004; 113:1271–1276.
  • 102. L’aumentata produzione di IL-6 causa anemia • Increased serum IL-6 concentrations correlate with anaemia in RA patients1 • IL-6 infusions induced anaemia in a rat model2 8 10.5 Control 7 6.8 IL-6 Serum IL-6 (pg/mL) p=0.0001 10.0 6 9.5 Hb (mmol/L) 5 9.0 3.9 4 8.5 3 * * 8.0 *p<0.01 2 * 7.5 * Treatment 1 7.0 0 0 5 10 15 20 25 Anaemic Non-anaemic Day 1. Voulgari P, et al. Clin Immunol 1999; 92:153–160. 2. Jongen-Lavrencic M, et al. Clin Exp Immunol 1996; 103:328–334.
  • 103. TOCILIZUMAB: normalizza I livelli di emoglobina nei pazienti con AR anemizzati ITT population 14 Placebo + DMARD TCZ 8 mg/kg + DMARD women n=101 women n=154 Mean absolute Hb (g/dl) 13 12 LLN 11 10 0 2 4 8 12 16 20 24 Week Smolen J, et al. EULAR 2008; Poster THU0168.
  • 104. IL-6, un grande mimo 104