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Bibliografische Informationen

Titel

Analyse der Zusammensetzung und Funktion von High-density lipoprotein in Patienten mit Atherosklerose und Niereninsuffizienz

Kurzfassung

Epidemilogische Studien haben gezeigt, dass high-density Lipoprotein (HDL) -Cholesterin ein unabhängiger Risikofaktor in der Entstehung von kardiovaskulären Krankheiten ist. Dabei kommt HDL eine zentrale Rolle beim reversen Cholesterintransport, der zum Abtransport von überschüssigem Cholesterin aus dem Gewebe führt, zu. Zusätzlich besitzt HDL anti-entzündliche und anti-oxidative Eigenschaften die aus heutiger Sicht zum Schutz gegen kardiovaskuläre Krankheiten beitragen.

Seit kurzem ist bekannt, dass die Funktionalität von HDL eingeschränkt sein kann. Dabei kann HDL seine schützende Wirkung verlieren, oder sogar atherogene Prozesse fördern. Wie es zu dieser Umwandlung kommt ist aus heutiger Sicht weitgehend unbekannt.

Während der ersten Projektphase haben wir HDL aus humanen atherosklerotischen Läsionen auf post-translationale Modifikationen untersucht. Cyanate hat die Fähigkeit Proteine zu Carbamylieren und dadurch Lysin in Homocitrullin umzuwandeln. Cyanate entsteht durch Myeloperoxidase (MPO) vermittelte Oxidation von Thiocyanat oder durch den Zerfall von Harnstoff. Dadurch, dass MPO an HDL binden kann und beide in atherosklerotischen Läsionen vorkommen, kann man postulieren, dass MPO generierte Oxidantien, wie z.B. Cyanate, in direkter Nachbarschaft zu HDL gebildet werden.

Mit Hilfe von Massenspektrometrie (MS) war es uns möglich zu zeigen, dass HDL in atherosklerotischen Lesionen wesentlich höher carbamyliert als chloriert ist, ein durchaus überraschendes Ergebnis. Durch den Vergleich von HDL mit low-density Lipoprotein (LDL) und Gesamtprotein von atherosklerotischen Läsionen konnten wir zeigen, dass HDL ein selektives Angriffsziel für Cyanate ist.

Diese in vivo Ergebnisse wurden genutzt um in in vitro Experimenten den Effekt vergleichbarer Carbamylierungsgrade auf die Funktionalität von HDL zu überprüfen. Interessanterweise zeigte sich, dass carbamyliertes HDL eine erhöhte Affinität zu dem HDL Rezeptor “Scavenger Rezeptor B-I“ (SR-BI) besitzt. Dadurch verschiebt sich das Gleichgewicht zwischen SR-BI vermittelter Cholesterinaufnahme und –abgabe, zu Gunsten der Cholesterinaufnahme. In weiteren Experimenten konnten wir zeigen, dass die anti-oxidative Eigenschaft und die Aktivität des anti-entzündlichen Enzyms Paraoxonase durch Carbamylierung stark eingeschränkt wird.

Zusammenfassend veranschaulichen diese Ergebnisse, das HDL ein spezifisches Angriffziel für Cyanate in atherosklerotischen Läsionen ist, und das wichtige athero-protektiven Eigenschaften von HDL dadurch reduziert werden.

In der zweiten Projektphase haben wir eine detaillierte Studie über die Zusammensetzung und Funktion von HDL in Patienten mit Niereninsuffizienz (NI) auf Hämodialyse (HD) durchgeführt. Diese Patienten leiden unter einem stark erhöhten Risiko für kardiovaskuläre Krankheiten, wobei vermutet wird, dass funktionell eingeschränktes HDL daran beteiligt ist.

Wir haben mittels MS und biochemischen Analysen die Protein- und Lipidzusammensetzung von HDL von HD Patienten analysiert. Dabei konnten wir feststellen, dass HD-HDL erhöhte Proteinmengen an serum amyloid A1, albumin, lipoprotein-associated phospholipase A2 und apoC-III beinhaltet, wogegen apoA-I und apoA-II reduziert waren. Auf Lipidseite wies HDL von HD Patienten reduzierte Phospholipide und erhöhte Triglyceride und Lyso-Phospholipide im Vergleich auf. Auf funktioneller Ebene konnten wir zeigen, dass HDL von HD Patienten weniger Cholesterin aus Lipid-beladenen Makrophagen mobilisieren kann, ein deutlicher Hinweis darauf, dass HD-HDL dysfunktional ist. Mittels Korrelationsanalysen von Protein-, Lipid- und Cholesterineffluxwerten konnten wir zeigen, dass die Änderungen der HDL Zusammensetzung in direkten Zusammenhang mit einer funktionellen Einschränkung stehen.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass HDL von HD Patienten eine signifikant veränderte Zusammensetzung aufweist, welche die Fähigkeit von HDL, Cholesterin aus Makrophagen zu mobilisieren, signifikant einschränkt.

Schlagwörter

high-density Lipoprotein, Reverser Cholesterin Transport, Cholesterol Efflux, Scavenger Rezeptor B-I, kardiovaskuläre Krankheiten, Niereninsuffizienz, Hemodialyse, Carbamylierung, Cyanat, Myeloperoxidase, Atherosklerose

Anzahl Seiten

125

Publikationsjahr

2011

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