Reduzierung der Leukozytenadhäsion an humanen venösen Endothelzellen mittels spezifischer siRNA Sequenzen im Flusskammermodell

Abstract

Die koronare Herzerkrankung ist eine der häufigsten Todesursachen, auch in industrialisierten Ländern. In zunehmenden Maßen zeigen sich inflammatorische Prozesse am Gefäßendothel als ursächlich für die Entstehung und Progredienz der Erkrankung. Lokale entzündliche Prozesse spielen auch eine erhebliche Rolle in der Entwicklung von Bypassstenosen nach aorto-koronare Bypassoperation. Die Entdeckung, dass RNA-Moleküle eine wichtige Rolle bei der Regulation der Genexpression ausüben, wird als entscheidender Schritt in der Forschung der Molekularbiologie gesehen, da hiermit Genfunktionen analysiert und simuliert werden können. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist eine spezifische Inhibition lokaler Entzündungsprozesse am venösen Bypassendothel durch kurze RNA-Moleküle (siRNA). Es wurde die Transfektionseffizienz von spezifischen small-interfering RNAs (siRNA) untersucht werden, mit denen definierte Adhäsionsrezeptormoleküle im Entzündungsprozess auf Endothelzellen inhibiert wurden. Die Effizienz der Transfektion in humanen venösen Endothelzellen wurde sowohl mittels Durchflusszytometrie und Fluoreszenzmikroskopie, als auch mittels Leukozytenperfusion in einem Flusskammermodell überprüft. Zielgröße hierbei waren die fest adhärierenden Leukozyten, sogenannte Sticker, an den Oberflächenrezeptoren ICAM-1, E-Selektin und VCAM-1. Um den inflammatorischen Prozess bei der Arteriosklerose imitieren zu können, waren die venösen Endothelzellen mit dem proinflammatorischen Zytokin TNF-alpha stimuliert worden. Die Auswertung erfolgte anhand von Videosequenzen mit Hilfe einer Software. Für die statistische Auswertung wurde der Ein-Stichproben t-Test gewählt. Die Ergebnisse der Durchflusszytometrie belegen, dass die Expression der Rezeptoren durch die Transfektion mit spezifischer siRNA signifikant reduziert werden konnte. Im Flusskammermodell zeigte sich eine Reduktion der Stickerzahl an den Endothelzellen um 48 Prozent nach Transfektion mit der spezifischen siRNA für E-Selektin, um 34 Prozent nach spezifischer ICAM-1 und um 12 Prozent nach spezifischer VCAM-1 siRNA, jeweils bezogen auf 100 Prozent Adhäsion nach TNF-alpha Stimulation. Bei Kombination dieser drei spezifischen siRNAs konnte sogar eine Reduktion um 56 Prozent beobachtet werden, welches die überlappenden Funktionen der einzelnen Rezeptoren verdeutlicht. Mit der Erforschung der RNA-Interferenz wurden neue Wege bei der Behandlung bisher nicht therapierbarer Erkrankungen eröffnet, dessen erste positive Ergebnisse bereits publiziert wurden. Diese Resultate schaffen die Basis für weitere Forschung auch in anderen Gebieten, wie der Koronarsklerose. Die mit der vorliegenden Studie gewonnenen Erkenntnisse zur RNA-Interferenz an endothelialen Adhäsionsmolekülen können neue und hoffnungsvolle Perspektiven zur Entwicklung von Strategien zur Therapie arteriosklerotischer Erkrankungen öffnen.

The inhibition of adhesion molecule expression by non-viral siRNA transfection on human venous endothelial cells follows a reduced leucocytes adhesion in a flow chamber at a specific shear rate. We tested the reduction of leucocytes adhesion to endothelial cells after transfection with small interfering RNA to specifically down-regulated adhesion molecules.