Die Kraft der zwei Stränge
Wie micro-RNA Stränge vor Atherosklerose schützen können
Bei der Atherosklerose bilden sich in den Arterien Ablagerungen in der Gefäßinnenwand, die zu chronischen Entzündungen führen und die Gefäße verengen. Das kann den Blutfluss behindern und schließlich ganz blockieren, was einen Herzinfarkt oder Schlaganfall auslösen kann.
Nachweis des Wachstums (grün) von Endothelzellen (rot) mittels 3D-Dekonvolution in Aortenbögen hyperlipidämischer Mäusen unter Therapie mit Kontroll-Oligonucleotiden oder miR-126-5p Mimetika.
LMU
Atherosklerose entwickelt sich vor allem an Stellen des arteriellen Gefäßsystems, an denen die Funktion der Endothelzellen, der innersten Wandschicht der Gefäße, gestört ist. „Bei gestörten Blutflussverhältnissen und bei Vorliegen von Risikofaktoren wie Hyperlipidämie, bei der die Cholesterinwerte erhöht sind, kommt es zu einer Stressreaktion des Gefäßendothels mit Zelltod, aber auch zu einem vermehrten Wachstum von Endothelzellen“, erklärt LMU-Mediziner Professor Christian Weber, Direktor des Instituts für Prophylaxe und Epidemiologie der Kreislaufkrankheiten am Klinikum der LMU. Welche Relevanz dieser erhöhte Umsatz für die Regeneration des Endothels und die Entstehung von Atherosklerose hat, war jedoch bislang ungeklärt.
Nun konnte ein Team um Professor Andreas Schoberunter der Leitung von Christian Weber erstmals zeigen, welche Rolle dabei die beiden micro-RNA Stränge miR-126-3p und miR-126-5p spielen. Darüber berichten die Wissenschaftler aktuell in der Zeitschrift Nature Medicine.
microRNAs sind sehr kurze Abschnitte aus RNA, einer Nukleinsäure, die nah verwandt ist mit dem Erbmolekül DNA. microRNAs tragen wesentlich dazu bei, die Genaktivität zu regulieren. „Wir konnten erstmals zeigen, dass die Reparatur des Enthothels nach Verletzung und auch die regenerative Vermehrung von Endothelzellen durch den begleitenden Strang miR-126-5p vermittelt wird, indem dieser das Protein delta-like 1 homologue (Dlk1) unterdrückt“, sagt Andreas Schober. Fehlt miR-126-5p, bilden sich auch an anderen Stellen des Gefäßsystems Ablagerungen, an denen es sonst eine Wachstumsreserve an Endothelzellen gibt, um schädliche Effekte zu kompensieren. Im Mausmodell konnten die Forscher zeigen, dass die Gabe von miR-126-5p das Fortschreiten der Atherosklerose mindert. „Sobald wir den miR-126-5p-Spiegel erhöhen, ist der Schutz vor Atherosklerose wieder hergestellt", sagt Schober.
Verabreichung mittels Nanopartikeln
Die Ergebnisse sind daher für die Therapie von Atherosklerose interessant. Es gibt synthetische Hemmstoffe wie auch Mimetika für micro-RNAs, die therapeutisch verbreicht werden können. „Unsere Daten legen nahe, dass eine therapeutische Anwendung von miR-126-5p-Mimetika für Patienten sehr vielversprechend sein könnte“, sagt Christian Weber. Die Wissenschaftler haben im Mausmodell bereits eine neue Methode angewendet, wie miR-126-5p durch eine Nanopartikel-Verpackung verabreicht werden kann.
„Wegen der schützenden Effekte von miR-126-3p könnte sich sogar eine duale Kombination beider Stränge als sinnvoll erweisen“, sagt Weber, der diese Kombination zurzeit testet. Die Entwicklung der therapeutischen Anwendung ist bereits zum Patent angemeldet und soll im Rahmen des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung und in Zusammenarbeit mit Biotechnologieunternehmen weiterverfolgt werden.
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