INTERZELLULÄRE KOMMUNIKATION DURCH ENDOTHELIALE MIKROVESIKEL MICRORNAS IN VITRO UND IN VIVO

Innerhalb der letzten Jahre wurde gezeigt, dass interzelluläre Kommunikation nicht nur über direkten Zell Zell Kontakt, sondern auch über lösliche Trägerstoffe, wie beispielsweise extrazelluläre Vesikel erfolgen kann. Eine ihrer Untergruppen, die 100 1000 nm großen, durch Abschnürung der Plasmamembran entstehenden Mikro-vesikel standen im Fokus dieser Arbeit. Da bereits demonstriert wurde, dass Mikro-vesikel von Endothelzellen microRNAs (miRs) zu anderen Zellarten transportieren können, war das Ziel dieser Studie zu untersuchen, ob dabei ein spezifisch gerichteter Transfer an bestimmte Zielzellen bzw. Zielgewebe vorliegt.
Es ist bekannt, dass Endothelzellen, die laminarer Strömung und damit einhergehend erhöhter Schubspannung ausgesetzt sind, erhöhte Level des Transkriptionsfaktors Krüppel like factor 2 (KLF2) exprimieren, was zu einer Veränderung der Zusammen-setzung des Inhalts der produzierten Mikrovesikel führen kann. Im Verlauf dieser Ar-beit sollte daher ebenfalls die Frage beantwortet werden, ob die KLF2 Expression der Mikrovesikel produzierenden Endothelzellen Auswirkungen auf deren Aufnahme durch Empfängerzellen (in vitro) oder Empfängergewebe (in vivo) hat.
In in vitro Versuchen wurde die vesikuläre miR (cel miR 39) erfolgreich, aber durch-aus in unterschiedlichem Maße in alle untersuchten Empfängerzellarten transfe¬riert. Nach Behandlung mit Mikrovesikeln konnten dabei in Kardiomyozyten, gefolgt von vaskulären glatten Muskelzellen höhere miR Level gemessen werden als in Endo-thel¬zellen. Dabei transferierten die Mikrovesikel von KLF2 Spenderzellen zwar insgesamt mehr der miR, was in diesem Fall allerdings nicht an einer verstärkten Aufnahme, sondern lediglich an bereits in den Mikrovesikel Spenderzellen erhöhten miR Leveln lag. Zusätzlich dazu wurden Immunzellen, genauer Monozyten und von diesen zu Makrophagen differenzierte Zellen untersucht. Es stellte sich heraus, dass die weitest¬gehend undifferenzierten Monozyten gefolgt von pro inflammatorischen M1 Makrophagen die höchste Aufnahmerate der Mikrovesikel aufwiesen. Innerhalb aller untersuchten Immunzellen lag im Vergleich zur Kontrolle eine höhere Transfer-effektivität nach Inkubation mit KLF2 Mikrovesikeln vor.
Aus diesen Ergebnissen lässt sich schließen, dass es quantitative Unterschiede und somit einen gerichteten Transfer der Mikrovesikel von Endothelzellen zu diversen anderen Zellarten gibt, und dass eine vorangegangene KLF2 Transduktion der Spen-der Endothelzellen die Aufnahme der Mikrovesikel in Immunzellen verstärkt.
In vivo konnte eine erfolgreiche Aufnahme der miR beladenen Mikrovesikel in der Milz von atherosklerotisch aktivierten ApoE / Mäusen gezeigt werden, wohingegen in den übrigen untersuchten Organen (Herz, Media & Adventitia der Aorta, aortale Intima, Leber, Niere) nur geringe miR Spiegel gemessen wurden, die vermutlich nicht als biologisch relevant einzuordnen sind. Des Weiteren waren in durchfluss-zytometrischen Analysen der Splenozyten keine deutlichen Veränderungen nach Mikrovesikel Injektion zu erkennen. Lediglich ein leichter Trend zur Reduktion an M1 Makrophagen, sowie zur Reduktion der neutrophilen Granulozyten innerhalb der Milz der ApoE / Mäuse nach Injektion von KLF2 Vesikeln konnte beobachtet werden.
Aus diesen Ergebnissen kann geschlussfolgert werden, dass Mikrovesikel von sowohl untransduzierten, als auch KLF2 transduzierten Endothelzellen die in ihnen verpackte miR hauptsächlich in die Milz von atherosklerotisch aktivierten Mäusen transportie¬ren. Die hier verwendeten und injizierten Vesikel hatten dabei geringe Auswirkungen auf die Zusammensetzung der mononukleären Zellen der Milz. Prinzipiell könnten endotheliale Mikrovesikel eine Möglichkeit darstellen ausgewählte miRs zur Milz von atherosklerotisch aktivierten ApoE / Mäusen zu transferieren.