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Analyse der Struktur-Funktions-Beziehung der Wechselwirkung thrombozytärer Chemokine in der Atherogenese

Subject Area Cardiology, Angiology
Term from 2007 to 2015
Project identifier Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 29385330
 
Final Report Year 2015

Final Report Abstract

Das wissenschaftliche Konzept dieses Teilprojektes der FOR 809 beruhte auf dem Befund, dass Thrombozyten die Chemokine CCL5 und CXCL4 exprimieren und bei Aktivierung sezernieren und die Interaktion beider Chemokine einen synergistischen Effekt auf die Monozytenrekrutierung in vitro hatte. Es galt die Frage zu klären, inwieweit diese Plättchenchemokine durch Heteromerbildung tatsächlich eine Rolle für Atherosklerose spielen. Wir konnten überzeugend darstellen und in Nature Medicine publizieren, dass CCL5 und CXCL4 interagieren und ein Modell von der Interaktion vorstellen. CCL5 und CXCL4 interagieren als Heterodimer, das in der Quartärstruktur einem Homodimer von CC-Chemokinen entspricht, also überwiegend durch Anlagerung beider N-termini und Interaktionen im 2. und 3. Betastrang. Diese Information ermöglichte es, ein Peptid zu entwickeln, das an beide Chemokine bindet und um Bindungsplätze mit dem Partnerchemokin konkurriert, so dass es als kompetitiver Inhibitor fungierte. Im Mausmodell schützte das Peptid vor Atherosklerose ohne mit den immunsupressiven Nebenwirkungen einherzugehen, die eine komplette CCL5 Blockade nach sich zog. Im ARDS, spielen Thrombozyten ebenfalls eine wichtige Rolle und auch hier waren CCL5-CXCL4 Heteromere nachweisbar. Darüber hinaus untersuchten wir welche strukturellen Eigenschaften von CCL5 seine Präsentation auf Zelloberflächen ermöglichen und identifizierten den zweiten basischen Aminosäure Cluster in der 50er Region als zweite wichtige Struktur neben dem BBXB Motiv im 40er Loop, die für die in vivo Aktivität relevant ist. Im Menschen exprimieren Thrombozyten CXCL4L1 eine nicht-allele CXCL4 Variante, die ebenfalls eine verschlechterte Oberflächenpräsentation zur Folge hat, weil die Änderungen die Affinität zu Heparin erniedrigt. Wir verglichen CXCL4 und CXCL4L1 und fanden, dass obwohl der angiostatische Effekt erhalten war, die Affinität für CCL5 erniedrigt war und deshalb auch der Monozytenarrest nicht beeinflusst wurde, so dass CXCL4L1 eine möglicherweise atheroprotektive Variante von CXCL4 darstellt. Die Wertigkeit der einzelnen Chemokine im menschlichen System untersuchten wir durch Konzentrationsmessungen aus dem Plasma von Patienten mit akutem Koronarsyndrom verglichen mit dem Plasma von Patienten mit glatten Gefäßen und fanden, dass die Plättchenchemokine CCL5 und CXCL4, nicht aber CXCL4L1 im akuten Koronarsyndrom starken angestiegen waren. Im Verlauf hatten Patienten mit hohen CCL5 Werten auch eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für einen Progress der KHK. Dieser Befund ist möglicherweise eine der Erklärungen warum das akute Koronarsyndrom ein weiterer Risikofaktor für die Entstehung atherosklerotischer Plaques ist.

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