Der Einfluss von Toll-like Rezeptor 3 und Melanom-Differenzierungsantigen 5 auf die Pathogenese der kalzifizierenden Aortenklappenstenose

Abstract

Die Aortenklappenstenose ist eine Erkrankung von großer Relevanz für die Weltbevölkerung, da bislang keinerlei präventive oder medikamentös kurative Behandlungsansätze existieren.<br /> Die Pathogenese des Erkrankungsbildes ist Gegenstand aktueller Forschung. Bekannt ist bisher, dass es sich nicht nur um degenerative Abnutzung, sondern vor allem um einen inflammatorischen und zellulär regulierten Prozess handelt. Durch endotheliale Schädigung kommt es über die Einwanderung von Lipoproteinen zu oxidativem Stress und Freisetzung von Damage Associated Molecular Pattern, welche wiederum über Aktivierung von Mustererkennungsrezeptoren zur Rekrutierung verschiedenster Zellen des angeborenen Immunsystems und Freisetzung proinflammatorischer Zytokine führen. Dieser Immunsystemaktivierung folgen fibrotischer Umbau und Kalzifizierung des Klappengewebes.<br /> Der Toll-like Rezeptor 3 und auch das Melanom-Differenzierungsantigen 5 als Bestandteil der Mustererkennungsrezeptoren des angeborenen Immunsystems scheinen Teil dieses Prozesses zu sein, wie sich in verschiedenen Vorarbeiten bereits zeigte. In vitro konnte bei der Stimulation des TLR3 in VICs aus entnommenen Aortenklappen eine Aktivierung der inflammatorischen Signalwege und eine zunehmende Kalzifizierung detektiert werden. Zur Erweiterung dieser Versuche wird in dieser Arbeit ein Mausversuch genutzt, in dem den Tieren operativ eine Aortenklappenstenose induziert wird. In anschließenden echokardiographischen Kontrollen wird anhand von Parametern wie der transaortalen Flussgeschwindigkeit und der Ejektionsfraktion die postoperative Entwicklung der Aortenklappe untersucht. Dabei wird zwischen Mäusen unterschieden, bei denen entweder genetisch die besagten Rezeptoren ausgeschaltet wurden oder Agonisten (Poly(I:C)), bzw. Antagonisten (Compound4a) am TLR3 verabreicht wurden.<br /> Diese Versuche dienten dem Verständnis der Relevanz der beiden Rezeptoren für die Entstehung des Krankheitsbildes.<br /> Durch die postoperative Stimulierung von Wildtyp Tieren mit dem TLR3 Liganden Poly(I:C) konnten wir feststellen, dass eine Aggravierung der Aortenklappenstenose mit dem Rezeptor Liganden im Vergleich zu den nicht stimulierten Tieren unter unseren Gegebenheiten nur geringgradig möglich war. Ein potentieller Grund dafür ist, dass die Endothelschädigung durch die Operation endogen bereits die TLR3 aufsättigt und eine Überstimulation entsprechend nicht erfolgen kann.<br /> Der Versuch mit TLR3 Knockout Mäusen zeigte im Vergleich mit Wildtyp Tieren jedoch signifikante Ergebnisse. Tiere ohne TLR3 Funktion entwickelten trotz drahtinduzierter Induktion keine Aortenklappenstenose, waren also davor geschützt. Auch die potentielle Verfälschung der Ergebnisse durch Entstehung einer Herzinsuffizienz wurde echokardiographisch ausgeschlossen.<br /> Dies bestätigte sich auch bei Inhibition des Rezeptor-Liganden Komplexes (TLR3-dsRNA-Komplex) mit dem Molekül Compound4a. Antagonisierte Tiere entwickelten trotz Operation keine Aortenklappenstenose. Auch histologisch zeigten sich in der H.E. Färbung sowie der CD68 Färbung signifikant geringere Klappenöffnungsflächen und vermehrte Einwanderung von Makrophagen bei den Wildtyp Tieren, welche regulär eine Aortenklappenstenose entwickelten. Es lässt sich also vermuten, dass der TLR3 im Mausmodell an der Entstehung des Krankheitsbildes beteiligt ist.<br /> Auch MDA5 Knockout Tiere entwickelten im Vergleich mit Wildtypen weniger ausgeprägte Aortenklappenstenose, wenn auch die Ergebnisse etwas weniger signifikant waren als bei TLR3 Knockout.<br /> Die Mustererkennungsrezeptoren und insbesondere TLR3 scheinen also im murinen Modell maßgeblich an der Pathogenese der Aortenklappenstenose beteiligt zu sein. Um diese Erkenntnis therapeutisch anwenden zu können, bedarf es noch weiterer Versuche. Untersuchungen im Hinblick auf die Auswirkungen und die vielversprechende therapeutisch bzw. präventiv mögliche Nutzbarkeit von C4a können interessante Erkenntnisse liefern.