Verlust der Ceramidsynthase 5 Funktion verringert die Entwicklung von Aortenklappenstenosen bei Mäusen mit fett- und cholesterinreicher Diät

Abstract

<strong>Einleitung:</strong> Die Aortenklappenstenose ist die häufigste Herzklappenerkrankung beim Menschen. Bis heute ist die Pathophysiologie der Erkrankung nicht ausreichend verstanden und es ist keine medikamentöse Therapie verfügbar. Hauptmechanismen der Entstehung sind Inflammation und Kalzifikation. Ceramide regulieren diese beiden Faktoren und erhöhte Serumceramidwerte sind mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko verbunden. In unserer Studie untersuchen wir erstmals den Einfluss von Ceramiden bei der Entwicklung von Aortenklappenstenosen. Da die Ceramidsynthase 5 (CerS5) in früheren Studien mit Übergewicht und Insulinresistenz in Verbindung gebracht wurde und Übergewicht ein Risikofaktor der AKS ist, wurde der Einfluss einer fett- und cholesterinreichen Diät (Westliche Diät, WD) untersucht. <br/> <strong>Methoden und Ergebnisse:</strong> Um die Entwicklung einer AKS in Mäusen zu stimulieren verwendeten wir ein Drahtverletzungsmodell, bei dem ein Draht über der Aortenklappe rotiert wird um eine Verletzung der Aortenklappe hervorzurufen. Unsere Experimente umfassten vier Gruppen: CerS5^-/- Mäuse und WT Mäuse jeweils mit normaler Diät oder WD. Die Entwicklung einer AKS wurde mittels Echokardiographie quantifiziert. Ein CerS5 Knockout (KO) konnte dabei nur in Kombination mit einer WD die Entwicklung einer AKS vermindern. Ohne WD hatte der CerS5 KO keinen Effekt. Damit einhergehend zeigte eine CD68 Färbung eine deutlich reduzierte Immunzellinfiltration und eine <em>von Kossa</em> Färbung eine signifikant reduzierte Verkalkung der Aortenklappen der CerS5^-/- Mäuse mit WD im Vergleich zu WT Mäusen. In den Gruppen mit normaler Diät konnten diese Unterschiede nicht festgestellt werden. <em>In vitro</em> Versuche mit humanen aortalen valvulären interstitiellen Zellen (VICs) zeigten, dass CerS5 und CerS6 nach einer Behandlung mit pro-kalzifizierendem Medium (PCM) hochreguliert waren. Eine Alizarinrot-Färbung für Verkalkung zeigte, dass VICs mit CerS5- oder CerS6-KD unter PCM-Behandlung weniger verkalkten. In monozytenähnlichen THP-1-Zellen führte ein CerS5 KD zu einer deutlich geringeren Ausschüttung von TNF-α und IL-1β nach LPS-Stimulation. <br/> <strong>Schlussfolgerung:</strong> Unsere Studie zeigt erstmals den Einfluss von Ceramiden auf die Entwicklung von Aortenklappenstenosen. Die Ausschaltung von Cers5 in Kombination mit einer WD verringerte die Entwicklung einer AKS, indem Inflammation und Verkalkung reduziert wurden. Ceramide sind damit ein Ansatzpunkt in der Entwicklung von medikamentösen Therapien und sollten auch im klinischen Bereich weiter untersucht werden.