Forschung, die Gefäße schützt

Die wichtigsten Erkenntnisse der Studie:
(1) Die Bedeutung des Enzyms mit dem Namen Dicer bei der Entstehung von hronischen, vaskulären Entzündungen und Atherosklose wird erstmalig beschrieben. (2) Ein Ausschalten des Dicer-Wirkmechanismus in den Zellen der Innenwände von Gefäßen hemmt die Ausbildung atherogener Veränderungen auf bzw. in den Gefäßwänden.
(3) Es wurde eine Möglichkeit aufgezeigt, solche entzündungsvermittelnden Interaktionen zu blockieren.

Atherosklerose entsteht, wenn Ablagerungen von Lipiden, Bindegewebe und Immunzellen in den Gefäßwänden zu chronischen Entzündungen mit Bildung von Ablagerungen führen und die Gefäße verengen. Das kann den Blutfluss behindern oder ganz blockieren und schließlich einen Herzinfarkt oder Schlaganfall auslösen. Die Entstehung von atherosklerotischen Ablagerungen wird durch die Anheftung von Monozyten an entzündlich aktivierte Endothelzellen in der Gefäßinnenwand vermittelt. Die Monozyten wandern in die Gefäßwand ein, werden zu Makrophagen und bewirken die Bildung von atherosklerotischen Plaques. Dieser als Monozytenadhäsion bezeichnete Vorgang wird durch bestimmte Signalstoffe (Chemokine) induziert, deren Bildung in den Endothelzellen durch pro- und anti-inflammatorische Prozesse reguliert werden. Ist diese Regulation gestört, bahnt sich eine Kaskade entzündlicher Aktivierungsprozesse an den Zellen der Gefäßinnenwände ihren Weg und schädigt sie letztlich dauerhaft. Das Enzym Dicer entstammt der Enzymgruppe der Endoribonukleasen. Es kann die doppelsträngige RNA in kurze Stücke „schneiden“, die als MicroRNAs beschrieben werden. Die Rolle von Dicer innerhalb der Entzündungsprozesse während der Atherosklerose war bisher unbekannt. Das Ziel der Forschungsarbeit war es, diese Wissenslücke zu schließen.

Dazu wurden Mäuse, denen das Dicer-Gen in den Endothelzellen fehlte, mit einer cholesterinreichen Diät gefüttert. Die Analyse der Entzündungsparameter zeigt: Im Vergleich zu den Mäusen, die das Gen hatten, war die Freisetzung bestimmter Signalstoffe, das Anhaften von Monozyten an Endothelzellen und die Anreicherung von Makrophagen in der Gefäßwand reduziert. Im Ergebnis bewirkte die Ausschaltung des Dicer-Gens eine Verminderung der Ausbildung atherosklerotischer Ablagerungen.

Im Detail zeigt die Forschungsgruppe um Frau Petra Hartmann, wie Dicer durch die Bildung von MicroRNAs die entzündliche Aktivierung von Endothelzellen sowie die Ausbildung von Atherosklerose fördert. MicroRNAs bestehen aus Nucleinsäuren, die im Erbgut kodiert sind. Sie können die Genaktivität durch das Binden an Zielgene blockieren und sind deshalb am biomolekularen Krankheitsgeschehen beteiligt. Gleichzeitig setzten die Forscher erstmalig bestimmte Substanzen (TSB, Target Site Blocker) in vivo ein, die die Interaktion dieser miRNAs mit ihren Zielgenen verhindern. Das Besondere an diesen TSBs ist, dass diese spezifisch die Bindung einer miRNA an eines ihrer Zielgene blockiert ohne Einfluss auf weitere Zielgene der miRNA zu haben. Das Hemmen bzw. Blockieren des Zusammenspiels solcher Entzündungsvermittler mittels spezifischer TSB stellt somit einen viel versprechenenden Ansatz für die Behandlung von Atherosklerose dar.

Das Preiskomitee des Instituts Danone Ernährung für Gesundheit e.V. mit seinem Vorsitzenden Prof. Dr. Günther Wolfram, würdigt die Arbeit der diesjährigen Preisträgerin: „Eine ausgezeichnete, innovative Untersuchung mit systematischer Herausarbeitung der Hypothese und schlüssiger Argumentation der Mechanismen. Der Erkenntnisgewinn und das Anwendungspotential bringen uns dem Verständnis der Entstehung von Atherosklerose und ihrer Behandlung auf molekularbiologischer Ebene ein weiteres Stück näher. “

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