Bedeutung von MCP-1-Serum-Spiegeln und CCR2-Polymorphismen für die endotheliale Funktion in einem Diabetes-Risiko-Kollektiv

Abstract

In der Atheroskleroseentwicklung spielen das Chemokin MCP-1 und sein Rezeptor CCR2 eine bedeutende Rolle. Nach der Rekrutierung von Monozyten und der Adhäsion an die Gefäßwand durch Adhäsionsmoleküle triggert MCP-1 deren Durchtritt durch das Endothel. Dort differenzieren die Monozyten zu Makrophagen und entwickeln sich durch die Aufnahme von oxidiertem LDL-Cholesterin zu Schaumzellen. Noch bevor hämodynamisch relevante Plaques an der Arterienwand klinisch symptomatisch werden, zeigt das Endothel unter dem Einfluss proatherosklerotischer Faktoren relevante Funktionsstörungen. Diese funktionellen Veränderungen des Gefäßendothels stellen nach heutiger Auffassung die erste Stufe in der Entwicklung der Atherosklerose dar. Die Diagnostik dieser "Frühstadien" ist von großer Bedeutung, weil die Gefäßwandveränderungen in diesem Stadium noch prinzipiell reversibel sind und morphologische Veränderungen durch entsprechende Intervention potentiell verhindert bzw. zumindest in ihrer Entwicklung gebremst werden können. Bisher liegen zahlreiche Studien vor, die den Zusammenhang zwischen MCP-1 bzw. CCR2 und morphologischen Veränderungen an der Gefäßwand untersuchen. Im Rahmen der hier vor-liegenden Arbeit geht es um die Frage, ob bereits ein Zusammenhang zwischen MCP-1/CCR2 und dem prämorphologischen Stadium der Atherosklerose, der endothelialen Dysfunktion, besteht. Zu diesem Zweck untersuchten wir querschnittsanalytisch 242 Probanden im Rahmen des Tübinger Lebensstil-Interventions-Programms (TULIP-Studie). Der Einfluss des MCP-1 sowie seines Rezeptors CCR2 auf die Endothelfunktion wurde untersucht. Dazu wurden die MCP-1-Serum-Spiegel bestimmt, außerdem wurde CCR2 auf Polymorphismen untersucht. Die Endothelfunktion wurde über die Messung der endothelabhängigen Vasodilatation (FMD) mit hochauflösendem Ultraschall (13MHz) bestimmt. Ein direkter Zusammenhang zwischen dem MCP-1-Serum-Spiegel und der FMD konnte nicht beobachtet werden. Bei der Untersuchung des CCR2-Gens konnten insgesamt acht Polymorphismen identifiziert werden, davon waren sechs mit einer Häufigkeit von mehr als 10% vertreten und wurden weiter analysiert. Die FMD war bei Trägern des A-Allels des CCR2-Promotor-Polymorphismus T-960A signifikant besser. Zur Erfassung der funktionellen Relevanz dieses Polymorphismus wurde im Transmigrations-modell die Migration der Monozyten durch das Endothel untersucht. Auch hier konnte bei Vorliegen der homozygot mutierten Variante eine gestörte Transmigration von Monozyten nachgewiesen werden. Dies wäre im Sinne einer verminderten Inflammation an der Gefäßwand bei Polymorphismus-Trägern zu interpretieren. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass möglicherweise genetisch determinierte antiinflammatorische Schutzmechanismen mit einer erhaltenen (oder besseren) NO-abhängigen Endothelfunktion assoziiert sind. Damit könnten Träger des A-Allels des CCR2-Promotor-Polymorphismus T-960A ein geringeres Risiko für das Auftreten atherosklerotischer Spätschäden aufweisen. Als zweites Ergebnis kann festgehalten werden, dass MCP-1-Serum-Spiegel keinen zuverlässigen Frühindikator für eine endotheliale Dysfunktion darstellen.

In the development of atherosclerosis, chemokine MCP-1 and its receptor CCR2 play an important role. Following the recruitment of monocytes and the adhesion to the vascular wall by adhesion molecules, MCP-1 triggers its passage through the endothelium. There, the monocytes differentiate to macrophages and develop to foam cells by the absorption of oxidized LDL. Even before haemodynamically relevant plaques in the arterial wall become clinically symptomatic, the endothelium shows disorders under the influence of proatherosclerotic factors. According to the current opinion, these functional changes of the endothelium form the first step of the development of atherosclerosis. The diagnosis of these "early stages" is of great importance, because at this stage the vascular changes are, in principle, reversible, and morphological changes can be prevented by appropriate intervention or at least slowed down in their development. So far, there are numerous studies on the relationship between MCP-1/CCR2 and morphological changes in the vascular wall. The present work addresses the question whether a relationship already exists between the MCP-1/CCR2 and the premorphological stage of atherosclerosis, the endothelial dysfunction. To this end, we examined 242 volunteers as part of the "Tübinger Lebensstil-Interventions-Programm" (TULIP-Studie). The influence of MCP-1 and its receptor CCR2 on the endothelial function was investigated. For this purpose, the MCP-1-serum levels were determined, and in addition CCR2 was examined for polymorphisms. The endothelial function was determined by the measurement of the flow-mediated dilation (FMD) with high-resolution ultrasound (13MHz). A direct correlation between the MCP-1-serum level and FMD could not be observed. In the course of the investigation of the CCR2 gene, a total of eight polymorphisms could be identified, six of them with a frequency of more than 10% which were further analyzed. Carriers of the A allele of the CCR2 promoter polymorphism T-960A showed a significantly better FMD. To capture the functional relevance of this polymorphism, the migration of monocytes through the endothelium was examined in the transmigration model. Here too, a disturbed transmigration of monocytes in the presence of the homozygous mutant variant could be detected. This should be interpreted in terms of a reduced inflammation in the vascular wall of carriers of polymorphism. The present thesis shows that genetically determined antiinflammatory protective mechanisms may be associated with preserved (or better) NO-dependent endothelial function. Therefore carriers of the A allele of the CCR2 promoter polymorphism T-960A could show a lower risk for the occurrence of atherosclerotic long-term sequela. A second result is that MCP-1-serum levels are not a reliable early indicator of endothelial dysfunction.