Analyse extrazellulärer Vesikel und zirkulierender microRNAs bei ischämischer Fernkonditionierung koronarkranker Patienten

Klaaßen, Marina GND

Bei der ischämischen Fernkonditionierung (remote ischemic preconditioning, RIPC) werden kardioprotektive Signale aus der Peripherie auf das Myokard übertragen, sodass die Widerstandfähigkeit des Herzens erhöht wird, wenn es danach zu einem operativ bedingten Sauerstoffmangel kommt. Dieses Verfahren ist seit mehr als 30 Jahren Forschungsgegenstand, die zugrundeliegenden Mechanismen konnten bisher jedoch nur unzureichend geklärt werden. Für die Vermittlung dieser Signale werden extrazelluläre Vesikel (EVs) diskutiert, welche unter anderem microRNA (miRNA) transportieren. Vor diesem Hintergrund prüften wir die Thesen, dass RIPC bei anästhesierten Patienten vor aortokoronarer Venen-Bypassoperation gesenkte Troponin-I-Konzentrationen induziert, welche mit EV-Konzentrations- und spezifischen miRNA-Signatur-Änderungen einhergehen. Nach der Randomisierung von 58 Patienten erfolgte das RIPC-Verfahren durch drei fünfminütige Arm- Ischämiezyklen mittels Inflation einer Blutdruckmanschette auf 200 mmHg, gefolgt von fünfminütigen Reperfusionsphasen. Blut wurde arteriell (Arteria radialis) und venös, stromabwärts des RIPC-Areals (Vena subclavia) gewonnen. Die Entnahme erfolgte basal, vor RIPC, sowie je fünf und 60 Minuten nach dem Verfahren. Nach RIPC zeigten sich erniedrigte Troponin-I-Konzentrationen. Die EVs wurden mittels Polymer-basierter Verfahren extrahiert und durch Nanopartikel-Tracking-Analyse quantifiziert. Fünf Minuten nach RIPC zeigte sich ein signifikanter Konzentrationsanstieg im venösen System und 60 Minuten nach dem Manöver stiegen auch die arteriellen Konzentrationen an. Dass der Anstieg venös, direkt stromabwärts der Blutdruckmanschette, eher nachweisbar war als arteriell, weist auf eine vermehrte EV-Sekretion aus dem ischämischen Areal hin. Die miRNA- Signatur der EVs wurde von zunächst sieben Patienten auf 384-Well-Array-Karten analysiert. Die Expression der kardioprotektiven miR-21 war zu beiden Zeitpunkten erhöht, was in Einzelassays aller Patienten bestätigt werden konnte. RIPC führt also durch eine vermehrte EV-Freisetzung, höchstwahrscheinlich aus der dem Manöver ausgesetzten Extremität, zu einem Schutz des Myokards vor Ischämie- und Reperfusionsschäden. Wir zeigten zum ersten Mal eine Änderung der spezifischen miRNA-Signatur von EVs nach RIPC und können durch den Nachweis einer Hochregulation der miR-21 einen Erklärungsansatz für den RIPC-Effekt bieten.

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Klaaßen, M., 2020. Analyse extrazellulärer Vesikel und zirkulierender microRNAs bei ischämischer Fernkonditionierung koronarkranker Patienten. https://doi.org/10.17185/duepublico/72223
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