In vitro Studie zur Anwendung modifizierter TIMP3 und eNOS mRNA zur Reduktion Stent-Angioplastie assoziierter Komplikationen

Abstract

Die akuten und chronischen Folgen der koronaren Herzerkrankung (KHK) sind in den westlichen Industrienationen die häufigste Todesursache im Erwachsenenalter. Die degenerativen Veränderungen der Herzkranzgefäße führen akut vor allem zum Myokardinfarkt und chronisch zu einer eingeschränkten Herzfunktion, einhergehend mit Herzinsuffizienz. In 95 % entsteht die KHK auf Basis von atherosklerotischen Läsionen im Bereich der Gefäßwände, welche durch Lipidablagerungen in der Intima und dadurch Stenosierung der Gefäßabschnitte charakterisiert sind. Neben einer Lebensstilumstellung und langfristigen Medikamenteneinnahme bieten sich therapeutisch aufwendige Bypassoperationen oder das Einsetzen eines Stents in den verengten Gefäßabschnitt an. Das Ziel dieser Arbeit war es, geeignete Wirkstoffe für eine mRNA Beschichtung von Stentimplantaten zu entwickeln, welche die Effektivität der Implantation erhöhen und die Restenose Rate im Bereich der Stents verringern können. Dazu wurden zwei Zelllinien, A549 und EA.hy926, mit modifizierter mRNA kodierend für die zwei Enzyme TIMP3 und eNOS, beide gefäßprotektiv und antiinflammatorisch wirkend, transfiziert und die exprimierten Enzyme anhand eines ELISA oder antikörperabhängig (Durchflusszytometrie) nachgewiesen. Die Verträglichkeit der Transfektion wurde durch Beurteilung der Reduktion der Zellzahl überprüft. Zur Abstimmung der Balance zwischen Transfektionseffizienz und Zelltoxizität wurden verschiedene Konzentrationen der mRNA transfiziert und die Modifikationen der mRNA mit 25 oder 100 % variiert. Während die Transfektion mit eNOS und die Verwendung der EA.hy926 keine signifikanten Veränderungen der Expression der Enzyme ergab, exprimierten A549 Zellen, welche mit 100 % modifizierter mRNA kodierend für TIMP3 transfiziert wurden, signifikant erhöhte Mengen des entsprechenden Enzyms. Die Verwendung 25 % modifizierter mRNA kodierend für TIMP3 führte aufgrund toxischer Eigenschaften zu keiner signifikanten Erhöhung der Expression der Enzyme. Zudem wurde ein funktioneller Test zur Kontrolle der enzymatischen Eigenschaften der exprimierten TIMP3 nach Transfektion durchgeführt, welcher aber nicht die physiologische metalloproteasehemmende Wirkung nachweisen konnte. Die hier in der Arbeit angewandte Methodik lässt sich somit erfolgreich für die mRNA Transfektion einsetzen; vor therapeutischer Anwendung muss dieses Verfahren jedoch weiter optimiert und somit die Wirksamkeit des transfizierten Enzyms verbessert und das Spektrum möglicher Zielzellen weiter ausgeweitet werden.