Kardiovaskuläre Erkrankungen: So altern Blutgefäße
Herz-Kreislauf-Erkrankungen gehören zu den häufigsten Todesursachen in der westlichen Welt. Forscher haben nun die molekularen Prozesse bei solchen Krankheiten anhand einer bestimmten Erbkrankheit genauer unter die Lupe genommen. Ihre Ergebnisse könnten auch helfen, natürliche Alterungsprozesse des Herz-Kreislaufsystems zu verstehen.
Eine der häufigsten Todesursachen
Herz-Kreislauf-Erkrankungen führen zu Arteriosklerose (Arterienverkalkung) und Herzversagen und zählen zu den häufigsten Todesursachen in modernen Industriestaaten. Forschern aus Österreich ist es nun gelungen die molekularen Mechanismen bei kardiovaskulären Erkrankungen im Rahmen der Erbkrankheit Hutchison-Gilford-Syndrom (Progerie) zu entschlüsseln. Ihre Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „The Journal of Clinical Investigation“ (JCI) veröffentlicht.
Ständige mechanische Belastungen
Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Schlaganfall oder Herzinfarkt gehören zu den häufigsten Todesursachen in westlichen Staaten.
Wie die Medizinische Universität (MedUni) Wien in einer Mitteilung schreibt, sind die genauen molekularen Mechanismen bei kardiovaskulären Erkrankungen noch unklar.
Allerdings ist bekannt, dass Fehlfunktionen im Endothel am Anfang dieser Erkrankungen stehen.
Beim Endothel handelt es sich um eine Zellschicht, die die Innenwände von Blutgefäßen auskleidet. Diese Zellen sind durch den Blutfluss ständigen mechanischen Belastungen ausgesetzt.
In gesunden Zellen stützt ein Geflecht im Zellkern namens Lamina sowie das Zytoskelett die Zelle und hilft ihr Stabilität und Festigkeit zu wahren. Dadurch können wechselnde mechanische Belastungen durch den Blutdruck abgefedert werden.
Belastungen des Blutflusses
Wissenschaftler der Universität Wien, der MedUni Wien, des Ludwig Boltzmann-Clusters für Kardiovaskuläre Forschung und der Boku Wien haben nun erstmals beschrieben, wie dieses zelluläre Gerüst in Progerie-Modellorganismen beeinträchtigt ist.
Dadurch werden in der Zelle abnormale mechanische Reaktionen hervorgerufen, wodurch exzessiv Bindegewebe in den Blutgefäßen gebildet wird.
„Die Ansammlung der krankheitsverursachenden, mutierten Proteine in Zellen des Endothels machen die Lamina steif und statisch, wodurch hoher mechanischer Stress verursacht wird, der verhindert, dass das Endothel korrekt auf sich ändernde Belastungen des Blutflusses reagiert“, erklärt Erstautorin Selma Osmanagic-Myers.
„Dies wiederum aktiviert zelluläre Signalwege, die Fibrose, Gefäßverhärtung und Herz-Kreislauf-Überfunktion verursachen.“
Extrem schnelle Alterung durch Gendefekt
Die Resultate basieren auf Studien in Progerie-Modellorganismen. Diese genetische Erbkrankheit wurde einer größeren Öffentlichkeit bekannt, als die 17-jährige Hayley Okines aus England starb.
Das Mädchen litt an Progerie und war schon in jungen Jahren eine „alte Frau“.
Die Krankheit soll auch die Macher des Films „Der seltsame Fall des Benjamin Button“ inspiriert haben. Darin kommt Brad Pitt als Greis zur Welt und wird immer jünger.
Hoffnung auf neue Therapien
Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind das häufigste und lebensbedrohlichste Symptom der Erkrankung. Sie werden von Mutationen im Gen LMNA verursacht, die zur Produktion eines mutierten Lamins namens Progerin führen.
Forschungsgruppenleiter Roland Foisner zeigt sich daher optimistisch: „Ein besseres Verständnis der molekularen Defekte, die zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Progerie führen, wird helfen, neue Therapien zu entwickeln, die die Lebensbedingungen von PatientInnen verbessern und frühen Tod durch Herzstillstand verhindern.“
Und weiter: „Während die meisten bisherigen Studien Defekte der Muskelzellen der Blutgefäße in Progerie gefunden haben, zeigen wir, dass die Fehlfunktion des Endothels zu Fibrose und Herzproblemen beitragen“, so der Wissenschaftler.
Bruno Podesser, Kardiologe an der Medizinischen Universität Wien, fügt hinzu: „Interessanterweise findet sich das Progerie verursachende Lamin häufig auch in normal gealterten Organismen, jedoch in geringeren Konzentrationen.“
Daher ähneln die Herz-Kreislauf-Erkrankungen von „normal gealterten“ Personen denen von Progerie-Patienten.
„Die Studie gibt daher Einblick in die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen im Zusammenhang mit der fehlerhaften Reaktion auf mechanischen Stress durch Blutfluss, wie er an Krümmungen von gealterten Arterien auftritt“, sagt Podesser.
Deswegen biete die Studie eine Erklärung für kardiovaskuläre Erkrankungen in Progerie auf molekularer Ebene und könnte auch helfen, die Prozesse der normalen Alterung der Blutgefäße zu erklären. (ad)
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