TDZD-8 suppresses rheumatoid arthritis induced by collagen type II in rats: potential role of apoptosis and inflammation

Dawood, Amal F

SUMMARY:

Rheumatoid arthritis (RA) is considered an autoimmune disease distinguished by chronic synovial membrane inflammation, degraded cartilage, as well as bone destruction, which lead to joints pain and stiffness.

The pathogenesis of RA involved at least two mechanisms:

Cellular proliferation and activation of glycogen synthase kinase-3β (GSK3β) enzyme. Thus, we tested the hypothesis that the GSK3binhibitor, TDZD-8, can treat the synovial tissue toward collagen type II (COII)-mediated RA linked to apoptosis induction and biomarker suppression of inflammation. Wistar rats were immunized with COII (the model group) for 21 days. Matched immunized rats were daily injected with TDZD-8 (1 mg/kg; i.p) for three additional weeks (COII+TDZD- 8).After 42 days of post-immunization, blood and tissues were collected. Histology (H&E) and immunohistochemistry (CD45; leukocyte common antigen) images showed that COII induced RA was demonstrated by profound damage to the synovial tissue and infiltration of the inflammatory cells, which were substantially ameliorated with TDZD-8. In addition, COII immunization caused the induction of rheumatoid factor (RF), tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), interleukin-6 (IL-6), and interleukin 1 beta (IL-1β) that were substantially (p<0.05) suppressed by TDZD-8. Whereas, TDZD-8 augmented the apoptotic biomarker, Bcl-2-associated X protein (Bax), which was significantly (p<0.05) ameliorated by RA. We also showed a substantial relationship (p<0.001) between the blood levels of RF and the synovial tissue levels of TNF-α (r = 0.759), IL-1b (r = 0.969), IL-6 (r = 0.749), and Bax (r = - 0.914). These results indicate effective treatment of the injured synovial tissue by TDZD-8 against COII-induced RA in rats, which also decreases inflammatory biomarkers and augmentation of apoptosis.

RESUMEN:

La artritis reumatoide (AR) es una enfermedad autoinmune que se distingue por la inflamación crónica de la membrana sinovial, el cartílago degradado y la destrucción de los huesos, lo que provoca dolor y rigidez en las articulaciones.

La patogenia de la AR involucra al menos dos mecanismos:

la proliferación celular y la activación de la enzima glucógeno sintasa quinasa-3b (GSK3β) Por lo tanto, probamos la hipótesis de que el inhibidor de GSK3β, TDZD-8, puede tratar el tejido sinovial hacia el colágeno tipo II (COII) - AR mediada por inducción de apoptosis y supresión de biomarcadores de inflamación. Se inmunizaron ratas Wistar con COII (el grupo modelo) durante 21 días. Se inyectaron diariamente ratas emparejadas inmunizadas con TDZD-8 (1 mg / kg; i.p) durante tres semanas adicionales (COII + TDZD-8). Después de 42 días de post-inmunización, se recolectó sangre y tejidos. Las imágenes de histología (H&E) e inmunohistoquímica (CD45; antígeno común de leucocitos) mostraron que la AR inducida por COII presentaba un daño profundo en el tejido sinovial e infiltración de las células inflamatorias, las que mejoraron con TDZD-8. Además, la inmunización con COII provocó la inducción de factor reumatoide (FR), factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α), interleucina-6 (IL-6) e interleucina 1 beta (IL-1β) que fueron suprimidos por TDZD-8 de manera significativa (p < 0.05). Considerando que TDZD-8 aumentó el biomarcador apoptótico, la proteína X asociada a Bcl-2 (Bax), que fue mejorado (p <0,05) por RA. También se observó una relación sustancial (p <0,001) entre los niveles sanguíneos de RF y los niveles de tejido sinovial de TNF-α (r = 0,759), IL-1β (r = 0,969), IL-6 (r = 0,749), y Bax (r = -0,914). Estos resultados indicaron un tratamiento eficaz del tejido sinovial lesionado por TDZD-8 contra la AR inducida por COII en ratas, que también disminuye los biomarcadores inflamatorios y el aumento de la apoptosis.