Hintergrund

Die Einsprossung von Endothelzellen (Angiogenese) ist ein kritisches Ereignis während des Umbaus venöser Thromben und trägt zu deren Auflösung bei, während endothelzellarme, fibrotische Thromben das Lumen der Pulmonalarterien bei Patient:innen mit chronisch-thromboembolischer pulmonaler Hypertonie (CTEPH) verlegen und damit die Ausbildung einer pulmonalen Hypertonie auslösen. CTEPH ist noch wie vor nur symptomatisch behandelbar, die chirurgische Entfernung thrombofibrotischen Materials mittels pulmonaler Endarterektomie (PEA) stellt den derzeit einzig verfügbaren kurativen Ansatz dar.

Ziel

Untersuchung des Expressionsprofils humaner pulmonaler Endothelzellen, isoliert aus mittels PEA gewonnenem thrombofibrotischen Material von Patient:innen mit CTEPH, um die fehlende oder inkomplette Auflösung venöser Thromben und Entwicklung fibrotischer Gefäßverschlüsse bei CTEPH besser zu verstehen.

Methoden

Aus pulmonalen Endarterektomieproben herausgewachsene Zellen, die Endothelzellmarker (CTEPH-ECs) exprimieren, wurden für die mRNA Expressionsanalyse mittels Mikroarray und RT2-PCR-Profilanalyse verarbeitet. Laser-Mikrodissektion ausgewählter Areale von PEA-Gewebeschnitten, nCounter-Genexpressionsanalysen und Immunhistochemie wurden verwendet, um die Expression von Kandidatenproteinen im CTEPH-Gewebe zu bestätigen. Die Plasmaspiegel von Mediatoren wurden bei CTEPH-Patient:innen untersucht und mit denen in Patient:innen mit anderen Formen der pulmonalen Hypertonie verglichen. Lentivirale Überexpression in humanen Endothelzellen und exogene Verabreichung des rekombinanten Proteins unter Verwendung osmotischer Pumpen in Mäusen mit tiefer Venenthrombose wurden verwendet, um die Funktion von BIGH3 in Endothelzellen für die Auflösung venöser Thromben experimentell zu beurteilen.

Ergebnisse

Mikroarray und RT2-PCR-Profilanalyse zeigten eine signifikante Überexpression von Faktoren, die dem profibrotischen Wachstumsfaktor TGFβ (Transforming Growth Faktor-beta) nachgeschaltet sind, und zwar TGFβ-Induziert (TGFBI/BIGH3) und Transgelin (TAGLN), oder an der TGFβ-Signalübertragung beteiligt sind, und zwar Follistatin-like 3 (FSTL3) und Stanniocalcin-2 (STC2). Genexpressions- und immunhistochemische Analysen von PEA-Gewebe lokalisierten potenzielle Krankheitskandidaten im Endothel neu gebildeter vaskulärer Strukturen in gefäßreichen Regionen. Die lentivirale Überexpression von BIGH3/TGFBI in humanen pulmonalen Endothelzellen verstärkte den fibrotische Umbau menschlicher Blutgerinnsel in vitro, und die exogene Verabreichung von rekombinantem BIGH3/TGFBI an Mäuse verzögerte die venöse Thrombusauflösung in vivo. Signifikant erhöhte Plasmaspiegel von TGFBI wurden bei Patient:innen mit CTEPH, nicht jedoch bei denen mit anderen Formen der pulmonalen Hypertonie beobachtet und nahmen bei Verlaufskontrollen nach PEA signifikant ab.

Schlussfolgerung/Fazit

Unsere Ergebnisse untermauern, dass die Überexpression von BIGH3/TGFBI in Endothelzellen die Auflösung von venösen Thromben beeinträchtigt und die Fibrose fördert und lassen die Vermutung zu, dass BIGH3 ursächlich an der Pathophysiologie von CTEPH beteiligt sein könnte. Die gezielte genetische Modifikation von Endothelzellen könnte in der Zukunft einen möglichen kurativen Ansatz zur Behandlung von CTEPH darstellen.