Atherosklerose und Aortenaneurysma: ACADM trennt zwei Gefäßkrankheiten

Neue wissenschaftliche Untersuchungen liefern vertiefte Einblicke in die molekularen Mechanismen vaskulärer Erkrankungen. Eine im Fachjournal European Heart Journal veröffentlichte Forschungsarbeit unter der Leitung von Zhang und Kollegen verdeutlicht, dass die durch das Enzym ACADM vermittelte Fettsäure-?-Oxidation eine entscheidende funktionelle Trennlinie zwischen der Atherosklerose und dem Bauchaortenaneurysma darstellt.

Während bei der Atherosklerose neutrale Lipide wie Triglyceride und Cholesterinester dominieren, lassen sich beim Bauchaortenaneurysma vorwiegend Phosphoglyceride nachweisen.

Differenzierte Lipidprofile und Machine-Learning-Diagnostik

Die Analyse von Daten der UK-Biobank untermauert diese biochemischen Unterschiede auf epidemiologischer Ebene. Serumkonzentrationen von Triglyceriden, Cholesterin und Fettsäuren korrelieren demnach positiv mit dem Auftreten der koronaren Herzkrankheit. Im Gegensatz dazu stehen Phosphoglyceride in einer inversen Korrelation zum Risiko eines Bauchaortenaneurysmas.

Auf zellulärer Ebene beobachtete das Forschungsteam um Zhang, dass die ACADM-vermittelte Fettsäure-?-Oxidation bei Vorliegen einer Atherosklerose vermindert ist, wohingegen sie beim Bauchaortenaneurysma kaum beeinträchtigt wird.

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Eine gezielte Wiederherstellung der ACADM-Aktivität bremste im Experiment das Fortschreiten der Atherosklerose, indem sie Lipotoxizität reduzierte und die Funktion der Mitochondrien stabilisierte. Auf das Bauchaortenaneurysma zeigte diese Intervention hingegen kaum Auswirkungen.

Aufbauend auf diesen spezifischen Lipidmustern entwickelte die Arbeitsgruppe ein Machine-Learning-Modell, das eine hochpräzise Differenzierung zwischen den beiden vaskulären Krankheitsbildern ermöglicht.

Autoantikörper und Immunmechanismen treiben Gefäßveränderungen

Parallel dazu beleuchtet ein internationales Konsortium unter deutsch-chinesischer Leitung in der Fachzeitschrift Nature Cardiovascular Research immunologische Treiber der Gefäßverkalkung. Die Forscher um C. Zhang identifizierten Autoantikörper gegen Histon 2B sowie weitere körpereigene Proteine.

Der experimentelle Transfer dieser Antikörper sowie eine gezielte Impfung mit Histon 2B führten im Mausmodell zu einer verstärkten Ausprägung der Atherosklerose. Die Relevanz dieser Mechanismen für den Menschen bestätigte sich in einer begleitenden klinischen Untersuchung an 495 Patienten, über welche die Ludwig-Maximilians-Universität München berichtete.

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Weitere Aufschlüsse über entzündliche Signalwege liefert eine Studie von Jiacheng Chen, Li Jiang, Fengying Zhang, Yan Luo, Bibiao Shen und Kollegen im Fachjournal International Immunopharmacology. Ihre Daten zeigen, dass hämatopoetisches HCAR2 gefäßschädigende Prozesse dämpft. Dieser Schutzmechanismus wird über den AMPK/ABCA1-Signalweg vermittelt und verbessert die Efferozytose, also die Beseitigung abgestorbener Zellen im Gewebe.

Verbindungsglied zwischen chronischer Entzündung und Gefäßrisiko

Ergänzend dazu beschreibt eine Untersuchung zum Peptid LL-37 einen direktem Zusammenhang zwischen systemischen Entzündungen und kardiovaskulären Schäden. Das aus 37 Aminosäuren bestehende Peptid lagert sich an LDL-Partikel an und bildet Komplexe. Diese LL-37-LDL-Verbindungen werden über die Rezeptoren LDLR, SR-B1 sowie CD36 verstärkt von Makrophagen und Endothelzellen in den Arterienwänden aufgenommen.

Die daraus resultierende, beschleunigte Anreicherung von Cholesterin gilt als ein wesentliches Schlüsselereignis bei der Entstehung von Arteriosklerose.

Laut der Untersuchung liefert dieser Mechanismus eine biochemische Erklärung dafür, warum Patienten mit chronisch-entzündlichen Erkrankungen wie Psoriasis, rheumatoider Arthritis oder chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen infolge erhöhter LL-37-Spiegel ein gesteigertes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen aufweisen.