Clin Res Cardiol 108, Suppl 1, April 2019

Thrombozyten CD40-Ligand induzierte Endothelzellen-Monozyten Interaktion an Prädilektionsstellen für die Atherosklerose

S. A. Lont1, F. Mohr1, U. Pohl2, A. H. Wagner1, M. Hecker1

1Institut für Physiologie und Pathophysiologie, Universitätsklinikum Heidelberg, Heidelberg; 2Kardiovaskuläre Physiologie, Ludwig-Maximilians-Universität München, Planegg-Martinsried;

Atherosklerose ist eine progressive Erkrankung, bei der aufgrund lokaler nicht-laminarer Strömungsbedingungen an Gefäßbiegungen und -verzweigungen Monozyten nach Adhäsion und transendothelialer Migration zur Plaqueenstehung beitragen. Sowohl bei der Monozytenrekrutierung als auch bei der in der Gefäßwand auftretenden Entzündung spielen CD40-Rezeptor- und CD40-Ligand-Interaktionen eine wichtige Rolle. Im Rahmen dieser Studie wurde der Frage nachgegangen, ob eine vermehrte endotheliale CD40-Expression an den vorgenannten Prädilektionsstellen für die Rekrutierung und Aktivierung von Monozyten unter Flußbedingungen in der Frühphase der Atherosklerose verantwortlich ist. Zunächst wurde mit einem in vitro-Zellkultur-Modell einer Gefäßverzweigung das Adhäsionsverhalten von isolierten humanen Monozyten an Thrombozyten-besetzten ultra-langen von-Willebrand-Faktor (ULVWF)-Multimeren auf intakten Nabelschnurendothelzellen (HUVEC) nach Zugabe von löslichem CD40-Ligand (sCD40L) mittels Fluoreszenzmikroskopie unter Flußbedingungen (10 dyn/cm2) untersucht. Danach folgten Untersuchungen mit einem neuartigen murinen ex vivo-Perfusionsmodell der A. carotis-Bifurkation. Hierfür wurden isolierte und fluoreszenzmarkierte murine Monozyten und Thrombozyten durch die freipräparierte und auf Kapillaren aufgezogene Verzweigung der A. carotis communis der Maus nach sCD40L-Stimulation perfundiert (ca. 20-30 dyn/cm2) und im Anschluss mittels Fluoreszenzmikroskopie analysiert. Der Fluss in der Gefäßverzweigung wurde mithilfe des PeriCam PSI High Resolutions Systems und der Laser Speckle Kontrast Bildgebung (LSCI) visualisiert. Die CD40-vermittelte von Willebrand Faktor (vWF)-Freisetzung aus den Endothelzellen wurde mittels Immunfluoreszenzfärbung detektiert. Der Nachweis der CD40-Expression an im Bereich der Bifurkation erfolgte mit Hilfe der Real-Time PCR. In Bezug auf die Lokalisation der freigesetzten ULVWF-Multimere konnte nach sCD40L-Stimulation ein geringfügiger, aber signifikanter prozentualer Anstieg distal der Verzweigung festgestellt werden, die Anzahl adhärierender Monozyten nahm an dieser Stelle um ca. 100 % zu. Diese Ergebnisse konnten in dem murinen ex vivo-Perfusionsmodell der Carotis-Verzweigung reproduziert werden. Zusätzlich zeigte sich, dass in Gefäßen von ApoE-Knockoutmäusen, die spontan Atherosklerose ohne eine zusätzliche lipidreiche Diät entwickeln, nach sCD40L-Stimulation signifikant zehnmal mehr Monozyten adhärieren als in nicht-stimulierten Gefäßen dieser Tiere. Gegenüber stimulierten Gefäßen von Wildtyp, CD40-Knockout und vWF-Knockout-Tieren war die Adhäsion der Monozyten in den A. carotis-Segmenten der ApoE-Knockoutmäuse um den Faktor vier gesteigert. Die CD40 Expression war bei den Gefäßen dieser Tiere im Bereich der Bifurkation im Vergleich zu einem geraden Gefäßabschnitt um 100% gesteigert. Somit konnte sowohl in einem humanen wie auch in einem murinen ex vivo-Perfusionsmodell die CD40-Abhängigkeit der ULVWF-Multimer-Freisetzung und Monozytenadhäsion im Bereich einer klassischen Atherosklerose-Prädilektionsstelle unter niedrigen, pro-atherosklerotischen Schubspannungsbedingungen nachgewiesen werden. Das neuartige ex vivo-Perfusionsmodell der Gefäßverzweigung stellt somit eine interessante Möglichkeit zur Untersuchung des Adhäsionsverhalten von Monozyten dar und könnte helfen die komplexen pathophysiologischen Vorgänge in der Frühphase der Atherosklerose besser zu verstehen.

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