Effect of antirheumatic treatment on endothelial function and levels of pentraxin 3 and selenium in patients with inflammatory arthritis

Abstract

For å forbedre behandlingen av aterosklerose og dens akselererte form ved inflammatorisk artritt (IA), og av IA selv, er det viktig å forbedre innsikten i patofysiologien av disse tilstandene, og finne optimale biomarkører for overvåking av IA-aktivitet og kardiovaskulær (KV) risiko. Derfor fokuserte vi i dette PhD arbeidet på tre parametere som har vært mistenkt for å være involvert i patofysiologi av KV sykdommer (KVD) og / eller inflammatoriske sykdommer: Endotelfunksjon (EF), pentraxin 3 (PTX3) og selen. Svekket EF er et av de første trinnene ved ateroskleroseutvikling, og er en verdifull biomarkør av KV risiko. PTX3, et viktig molekyl i immunsystemet har vært foreslått som en potensiell nyttig biomarkør for både betennelse og KV risiko. Den produseres blant annet direkte i det betente vevet og dens nivåer responderer raskt på endringer i sykelige tilstander i kroppen. Underskudd på selen ser ut til å øke KV risiko og betennelse. Vi undersøkte pasienter fra PSARA, en prospektiv observasjons-studie som inkluderte 140 pasienter med revmatoid artritt, psoriasis artritt eller ankyloserende spondylitt som var i ferd med å starte metotrexat og / eller anti-TNF behandling på grunn av aktiv sykdom. Vi vurderte pasientene ved oppstart og etter 6 ukers og 6 måneders behandling. PTX3 verdien hos IA pasientene var høy under hele oppfølgingen (lå ovenfor referanseområdet). Selv om andre inflammatoriske biomarkører ble redusert av antirevmatisk behandling, forble PTX3 nivået uendret. Derfor kan de høye PTX3-nivåene i IA gjenspeile en pågående subklinisk immunreaksjon som ikke responderer på anti-revmatisk behandling. Hos IA-pasienter med endoteldysfunksjon forbedret EF seg raskt med antirevmatisk behandling, uavhengig av endring i sykdomsaktivitet. Derfor kan også andre virkemåter av DMARDs, i tillegg til de anti-inflammatoriske effektene, bidra til deres aterobeskyttende effekter. Selen-nivået (72 μg/L) var innenfor referanseområdet, men under grensen på 80-85 μg/L som anses som optimal for KV helse. Dermed er det nødvendig med ytterligere forskning for å avklare om selen-mangel bidrar til økt KV risiko ved IA, eller om den tidligere påviste assosiasjon mellom lavt selen nivå og KV risiko skyldes underliggende inflammasjon. Selen-nivået økte med behandling, muligens på grunn av hemning av selens forbruksfremmende proinflammatoriske prosesser. Våre resultater kan bidra til bedre innsikt i patogenesen av IA/ akselerert KV-risiko og i virkemåten av to av de mest vanlige anti-revmatiske behandlingene, noe som kan muliggjøre utvikling av bedre strategier for behandling av disse tilstandene.

In order to improve treatment of atherosclerosis and its accelerated form in inflammatory arthritis (IA), as well as of IA themselves, it is essential to improve insights into pathophysiology of these conditions, and to find optimal biomarkers for monitoring IA activity and cardiovascular (CV) risk. Therefore, we focused on three parameters suspected to be involved in pathophysiology of CV disease (CVD) and/or inflammation: endothelial function (EF), pentraxin 3 (PTX3) and selenium levels. Impaired EF, one of the first steps of atherosclerosis, is a valuable biomarker of CV risk. PTX3, an important molecule of the innate immune system, has been proposed to be a useful biomarker of both inflammation and CV risk due to its production in the inflamed tissue and fast response. Selenium deficit appears to enhance CVD risk and inflammation. We examined patients from PSARA, a prospective longitudinal observational study comprising 140 patients with rheumatoid arthritis, psoriasis arthritis or ankylosing spondylitis starting with methotrexate and/or anti-TNF therapy due to active disease. We assessed the patients at baseline and after 6 weeks and 6 months of treatment. In IA patients with endothelial dysfunction, EF rapidly improved with antirheumatic treatment, independent of change in inflammatory status. Hence, besides the antiinflammatory effects, also other modes of actions of disease modifying antirheumatic drugs may contribute to their atheroprotective effects. The IA patients had increased PTX3 levels that, in contrast to other inflammatory factors, did not change with treatment. Hence, the high PTX3 levels in IA might reflect an ongoing immune process not modifiable by the given antirheumatic treatment. Selenium levels (72μg/L) were within the reference range but below the limit of 80-85 μg/L that is considered optimal for CVD protection. Thus, further research is necessary to clarify if selenium insufficiency contributes to increased CV risk in IA, or if the previously observed link between selenium levels and CV risk is caused by underlying inflammation. Intriguingly, selenium levels increased with treatment, potentially due to inhibition of selenium consuming proinflammatory processes. Taken together, our results can contribute to better insights into the pathogenesis in IA and the associated accelerated CVD, and in pharmacological actions of two of the most common antirheumatic regimens, and consequently facilitate development of better management strategies for these conditions.