Die Rolle von microRNAs in der Arteriogenese

• Antragstellerinnen: Dr. Silvia Fischer; Dr. Kerstin Troidl
• Fachliche Zuordnung: Allgemein- und Viszeralchirurgie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 253160555

Arteriogenese ist der Schubspannungs (fluid shear-stress, FSS) -induzierte Umbau von prä-existenten Kollateralarteriolen zu funktionellen Konduktanzarterien. Kürzlich wurde gezeigt, dass FSS an Endothelzellen zu Veränderungen im Expressionsmuster verschiedener microRNAs (miRs) führt, wodurch zum Teil die morphologischen und funktionellen Veränderungen der Endothelzellen unter Flussbedingungen zustande kommen. miRs sind kleine, nicht-kodierende RNAs, die die Genexpression posttranskriptionell entweder durch Hemmung der Translation oder durch Abbau der mRNA regulieren. In Vorversuchen wurden mit Hilfe von Microarray Analysen, quantitativer Real-time PCR und in situ Hybridisierung die differentielle Expression der microRNAs (miRs) miR-24, miR-143, miR-146 und miR-195 in Kollateralarterien identifiziert. In diesem Projekt soll die Bedeutung dieser miRNAs für die Arteriogenese in vitro und im Mausmodell charakterisiert werden. In einer Pilotstudie zur Antagonisierung dieser miRs durch lokale intra-arterielle Injektion von AntimiRs (einzelsträngige komplementäre RNA-Oligonukleotide) nach Ligatur der Femoralarterie zeigten Mäuse, die mit AntimiR-143 behandelt wurden, nicht nur eine signifikant schlechtere Reperfusion, sondern auch eine deutlich erhöhte Letalität sowie ein vermehrtes Auftreten von Nekrosen und Autoamputationen der Hinterläufe. Bei der Aufklärung der Ursachen für diese drastischen Auswirkungen nach AntimiR-143 Applikation wird sowohl der Fall, dass miR-143 ein Schlüsselfaktor der Arteriogenese ist, als auch die Möglichkeit grundsätzlicher unerwünschter Nebeneffekte der therapeutischen miRNA Modulation berücksichtigt. Diese Studie soll dazu beitragen spezifische antimiR-Wirkungen (durch die Blockade der Ziel mRNA) während des Kollateralwachstums und unspezifische systemische antimiR-Wirkungen zu differenzieren. Es werden daher zum Einen Regulation sowie molekulare Interaktionen der miRNAs und ihre Beteiligung an Schlüsselprozessen der Arteriogenese untersucht. Außerdem wird besonderes Augenmerk darauf gelegt, ob die Applikation von AntimiRs die Homöostase des vaskulären Systems verändern kann. DaVorarbeiten gezeigt haben, dass Ribonukleinsäuren keine inerten Verbindungen sind, sondern in vivo und in vitro toxische oder apoptotische, prokoagulatorische und proinflammatorische Aktivitäten zeigen, soll getestet werden, ob dieses auch für AntimiRs gilt. Schließlich wird die Wirkung untersucht, die andere einzelsträngige RNA-Moleküle ähnlicher Struktur und Sequenz auf Arteriogenese haben und wie diese die vaskuläre Homöostase verändern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen