Qualitativ unterschiedliche genomische und nichtgenomische Mechanismen vermitteln die starken anti-inflammatorischen und immunmdulatorischen Eigenschaften der Glucocorticoide (GC). Der genomisch vermittelte Mechanismus ist bereits gut untersucht und dokumentiert, während der nichtgenomisch vermittelte Mechanismen noch einen Gegenstand vielseitiger Untersuchungen darstellt. Wir haben uns daher die Frage gestellt, ob Beclometason und Clobetasol besonders geeignet für die topische Applikation sind, weil sie sich in ihrem Wirkungsspektrum von systemisch zu applizierenden GC wie Dexamethason unterscheiden. Wir verglichen dazu die Effekte auf den Sauerstoffverbrauch mittels der Clark-Elektrode (nichtspezifisch nichtgenomischer Mechanismus), auf die IL-6-Synthese mittels ELISA (genomischer Mechanismus) und auf die Apoptose mittels Durchflusszytometrie (nichtgenomischer und genomischer Mechanismus) in ruhenden und stimulierten humanen PBMC. Dabei zeigten Beclometason und Clobetasol in sehr niedrigen Konzentrationen (10-10, 10-8 M) einen stärkeren Effekt auf den Sauerstoffverbrauch, waren aber in hohen Konzentrationen (10-5, 10-4 M) weniger potent im Vergleich zu Dexamethason. Auch hinsichtlich ihrer genomischen Potenz waren die topischen GC in einer Konzentration von 10-10 M und 10-8 M effektiver als Dexamethason, in höheren Konzentrationen unterschieden sie sich aber nicht. Alle drei GC induzierten Apoptose konzentrationsabhängig und unterschieden sich nicht in Konzentrationen zwischen 10-8 M und 10-5 M. In einer Konzentration von 10-4 M war die Induktion von Apoptose durch die topischen GC in PBMC und Jurkat-T-Zellen aber signifikant stärker im Vergleich zu Dexamethason. Diese Ergebnisse zeigen, dass sich topische und systemische GC in ihrer genomischen und nichtgenomischen Potenz signifikant unterscheiden. Es ist daher davon auszugehen, dass nichtgenomische Effekte eine deutlichere klinische Relevanz besitzen als bisher angenommen. / Several different genomic and non-genomic mechanisms mediate the important anti-inflammatory and immunomodulatory effects of glucocorticoids (GCs). The genomic effects are the most important while the clinical relevance of non-genomic actions is still a matter of debate. We therefore investigated whether beclomethasone and clobetasol are particularly suitable for topical application because they differ in their spectrum of activity from systemically administered GCs such as dexamethasone. We compared effects on oxygen consumption as measured with a Clark electrode (nonspecific non-genomic glucocorticoid effects), on interleukin-6 synthesis by means of ELISA (genomic effects) and on apoptosis using flow cytometry (non-genomic and genomic effects) in quiescent and mitogen-stimulated PBMCs. Beclomethasone and clobetasol had stronger effects on the oxygen consumption of quiescent and stimulated cells at lower concentrations (10-10, 10-8 M) but were less potent at higher concentrations (10-5, 10-4 M) in comparison with dexamethasone. Also in terms of genomic potency, topical GCs were more effective than dexamethasone at 10-10 M and 10-8 M but gave similar results at higher concentrations. The ability of all three GCs to induce apoptosis was found to be concentration-dependent and similar at concentrations between 10-8 and 10-5 M but, compared with 10-4 M dexamethasone, 10-4 M beclomethasone or clobetasol was significantly more effective at inducing apoptosis in both PBMCs and Jurkat T cells. These results show that systemic and topical GCs differ significantly in their ability to induce genomic and non-genomic effects. This suggests that non-genomic effects are more therapeutically relevant in certain clinical conditions than currently assumed.

Ziel: Gewinnung neuer Erkenntnisse auf dem Gebiet der Glucocorticoidforschung. Die Arbeit gliedert sich in zwei Teile: 1. Klinische Studie zu Wirkungen und Nebenwirkungen einer niedrig bis mittelhoch dosierten Methylprednisolon(MP)-Therapie bei Patienten mit entzündlich-rheumatischen Erkrankungen. 2. Durchflusszytometrische Untersuchungen mit humanen PBMC mit dem Ziel, membranständige Glucocorticoidrezeptoren (mGCR) nachzuweisen. Methodik: 1. In einer klinischen Studie wurden zwei Patientengruppen mit jeweils 20 Patienten miteinander verglichen. Alle Patienten hatten entzündlich-rheumatische Erkrankungen und bekamen eine MP-Therapie über mindestens ein Jahr. Die Dosierungen in der ersten Gruppen entsprachen einer low-dose GC-Therapie, die Patienten in der zweiten Gruppe bekamen eine medium-dose GC-Therapie. Erwünschte, unerwünschte Wirkungen sowie die Lebensqualität der Patienten wurden erhoben. 2. Humane PBMC wurden durchflusszytometrisch untersucht. Es wurden konventionelle Färbemethoden sowie eine hoch-sensitive Liposomenfärbung zur Detektion spezifischer membranständiger Antigene angewandt. Ergebnisse: 1. In den meisten Fällen waren die relativ niedrigen Dosierungen von MP geeignet, die Krankheitsaktivität der entzündlich-rheumatischen Erkrankung wirksam zu kontrollieren. Einzelne Exazerbationen waren allerdings zu verzeichnen. Bei den meisten unerwünschten Wirkungen zeigten sich keine Unterschiede zwischen den Dosisgruppen. Osteoporosetypische Rückenschmerzen traten signifikant höher in der oberen Dosisgruppe auf (p=0,04), bei dem erhöhten Augeninnendruck zeigte sich eine Tendenz (p=0,1). Häufige Nebenwirkungen auch bei niedrigen Dosierungen waren: Unterblutungen der Haut und Pergamenthaut (76,2 % bzw. 73,8 % aller Patienten) bzw. eine Cushing-Symptomatik (61,9 % aller Patienten). 2. Mit der Liposomen-Färbetechnik ließen sich erstmals mGCR auf humanen PBMC systematisch nachweisen. Bis zu 5 % der B-Lymphozyten und bis zu 7 % der Monozyten exprimierten mGCR bei Gesunden. Stimulationen des Immunsystems durch Impfungen oder eine aktive rheumatoide Arthritis führten zu einer deutlichen Erhöhung des Anteils mGCR-positiver Monozyten auf über 20 %. Schlussfolgerungen: 1. Niedrig bis mittelhoch dosierte Therapien mit MP können effektiv die Aktivität von entzündlich-rheumatischen Erkrankungen kontrollieren. Die unerwünschten Effekte sind vermutlich dosisabhängig, für die meisten ist jedoch nicht relevant, ob mit einer low-dose oder einer medium-dose Therapie behandelt wird. 2. mGCR werden auf humanen PBMC unter physiologischen Bedingungen exprimiert. Unter bestimmten immunologischen Bedingungen werden sie hochreguliert. Herkunft und Funktion der Rezeptoren müssen noch genauer geklärt werden. / Purpose: Gaining new knowledge in glucocorticoid research. The dissertation consists of two parts: 1. Clinical study on effects and side-effects of a low-dose / medium-dose therapy with methylprednisolone (MP) in patients with inflammatory rheumatic diseases. 2. Flowcytometric investigation of human PBMC in order to detect membrane-bound glucocorticoid-receptors (mGCR). Methods: 1. In a clinical study two groups of patients - 20 patients each - were compared. All patients had inflammatory rheumatic diseases and recieved MP-therapy for at least one year. The first group recieved a low-dose GC-therapy, the second group a medium-dose GC-therapy. 2. Human PBMC were examined. We used conventional and high-sensitive liposome staining technique for the detection of specific membrane-bound antigens. Results: 1. In most cases rather low dosages of MP were able to control the disease activitiy of inflammatory rheumatic diseaeses. However, we observed disease exacerbation in some cases. Most side-effects showed the same characteristics in both groups. There was a significant higher appearance of typical osteoporotic back pain in the higher dosage group (p=0,04) and a tendency to higher intraophtalmic pressure in this group (p=0,1). Common side effects with even low dosages were: skin hematoma and thin skin (76,2 % and 73,8 % respective) and a Cushing-Syndrome (61,9 % of all patients). 2. With the liposome staining technique we showed for the first time systematically mGCR on human PBMC. Up to 5 % of B-lymphocytes and 7 % of monocytes presented mGCR in healthy blood donors. Stimulation of the immunological system by vaccination or in case of an active rheumatoid arthritis led to a marked increase of mGCR-positive monocytes to more than 20 %. Conclusions: 1. Low-dose and medium-dose methylprednisolone therapy can effectivly control the activity of inflammatory rheumatic diseases. The side effects are probably dose-dependent. However, for most side effects it doesn''t matter if patients are treated with a low-dose or a medium-dose therapy. 2. mGCR are expressed on human PBMC under physiological conditions and are up-regulated under certain immunological conditions. The function of these receptors has to be examined more profoundly.