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Osteologie
DOI: 10.1055/a-2683-8162
Original Article

Erythropoietin Modulates IL-1β-Induced Chondrocyte Stress in a High-Glucose Environment in a Human Chondrocyte Cell Line

Erythropoietin als Modulator von Chondrozyten-Stress durch hohe Glukosekonzentrationen in einer humanen Chondrozyten-Zelllinie

Authors

  • Farzaneh Motafeghi

    1   Reproductive Endocrinology Research Center, Research Institute for Endocrine Molecular Biology, Research Institute for Endocrine Sciences, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran

  • Ehsan Ghassemi Barghi

    2   Department of Health Information Management and Medical Informatics, School of Allied Medical Sciences, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran

  • Jafar Gholami Gharab

    3   Faculty of Veterinary Medicine, IAU Garmsar Branch, Garmsar, Iran

  • Nasrin Ghassemi Barghi

    4   Toxicology and Diseases Group (TDG), Pharmaceutical Sciences Research Center (PSRC), Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
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Abstract

Osteoarthritis (OA) is a prevalent degenerative joint disease marked by cartilage degradation, pain, and impaired mobility. With rising rates of metabolic disorders such as type 2 diabetes, OA is increasingly linked to hyperglycemia. High glucose levels are known to impair chondrocyte function, accelerating cartilage breakdown and OA progression. This study investigates the potential protective role of erythropoietin (EPO) against IL-1β-induced stress in human chondrocytes under high-glucose conditions. We evaluated EPO’s effects on cell viability, oxidative stress, glucose metabolism, inflammatory mediators, and apoptosis. Human C28/I2 chondrocytes were cultured in high-glucose media and stimulated with IL-1β, with or without EPO treatment. Cell viability was assessed using the MTT assay. Oxidative stress and metabolic changes were evaluated via ROS production and glucose uptake assays. Inflammatory cytokine expression (IL-6, TNF-α) and apoptosis (TUNEL staining) were also measured. IL-1β significantly reduced cell viability, increased ROS production and glucose uptake, upregulated IL-6 and TNF-α expression, and induced apoptosis. EPO treatment effectively counteracted these effects in a dose-dependent manner, improving viability, reducing oxidative stress, normalizing glucose uptake, and decreasing inflammatory and apoptotic markers. These findings indicate that EPO mitigates IL-1β-induced chondrocyte stress in hyperglycemic conditions through modulation of oxidative, metabolic, and inflammatory pathways. EPO may offer a novel therapeutic approach for managing OA in diabetic or high-glucose-associated contexts.

Zusammenfassung

Die Arthrose ist eine weit verbreitete degenerative Gelenkerkrankung, die durch den Abbau von Knorpelgewebe, Schmerzen und eingeschränkte Mobilität gekennzeichnet ist. Mit der Zunahme metabolischer Erkrankungen wie Typ-2-Diabetes wird Arthrose zunehmend mit Hyperglykämie in Verbindung gebracht. Erhöhte Glukosespiegel beeinträchtigen die Funktion von Chondrozyten, fördern den Knorpelabbau und beschleunigen das Fortschreiten der Erkrankung. Ziel dieser Studie war es, die potenziell schützende Rolle von Erythropoetin (EPO) gegenüber IL-1β-induziertem Stress in humanen Chondrozyten unter hohen Glukosekonzentrationen zu untersuchen. Dabei wurden die Auswirkungen von EPO auf Zellviabilität, oxidativen Stress, Glukosestoffwechsel, Entzündungsmediatoren und Apoptose analysiert. Humane C28/I2-Chondrozyten wurden in Medium mit hoher Glukosekonzentration kultiviert und mit IL-1β stimuliert, mit oder ohne EPO-Behandlung. Die Zellviabilität wurde mittels MTT-Assay bestimmt. Oxidativer Stress und metabolische Veränderungen wurden durch ROS-Messung und Glukoseaufnahme bewertet. Die Expression der Zytokine IL-6 und TNF-α sowie Apoptose (mittels TUNEL-Färbung) wurden ebenfalls untersucht. IL-1β reduzierte signifikant die Zellviabilität, erhöhte die ROS-Produktion und Glukoseaufnahme, steigerte IL-6- und TNF-α-Expression und induzierte Apoptose. Die Behandlung mit EPO konnte diese Effekte dosisabhängig abschwächen, indem sie die Zellviabilität verbesserte, oxidativen Stress reduzierte, die Glukoseaufnahme normalisierte und inflammatorische sowie apoptotische Marker senkte. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass EPO den IL-1β-induzierten Stress in Chondrozyten unter hyperglykämischen Bedingungen moduliert. EPO könnte somit einen neuen therapeutischen Ansatz zur Behandlung von Arthrose im Kontext von Diabetes oder erhöhter Glukosebelastung darstellen.

Keywords

Osteoarthritis - Cartilage - Erythropoietin - Chondrocyte - Inflammation

Schlüsselwörter

Arthrose - Knorpel - Erythropoietin - Chondrozyt - Inflammation


Publication History

Received: 11 May 2025

Accepted: 13 August 2025

Article published online:
11 November 2025

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