Das Einwandern von Makrophagen in die Intima und Subintima von Arterien trägt zur Bildung instabiler atherosklerotischer Plaques bei, die das Risiko für einen Herzinfarkt oder Schlaganfall stark erhöhen. In einer unserer letzten Studien konnten wir acht microRNAs (miRs) charakterisieren, die in fortgeschrittenen atherosklerotischen Plaques oder in zirkulierenden Monozyten bei Patienten mit akutem Myokardinfarkt differentiell exprimiert werden. Da die Differenzierung von Monozyten zu Makrophagen eine Voraussetzung für das Einwandern von Makrophagen in den atherosklerotischen Plaque ist, wollten wir in dieser Studie untersuchen, ob die acht differentiell exprimierten miRs einen Beitrag zur Makrophagendifferenzierung leisten.

Die Untersuchungen erfolgten an THP-1-Zellen, einer Zelllinie humaner Monozyten, die allgemein als in-vitro-Modell zur Untersuchung von Immunreaktionen verwendet wird. Zur Differenzierung in Makrophagen wurden die THP-1-Zellen mit 5 ng/ml PMA (Phorbol-12-Myristat-13-Acetat) über drei Tage stimuliert. Als Marker für die Makrophagendifferenzierung wurde die mRNA-Expression von CD14 (cluster of differentiation 14) - ein Protein, das hauptsächlich von Makrophagen gebildet wird - mittels Real-Time RT-PCR bestimmt. Bereits einen Tag nach der Stimulation begann die CD14-mRNA Expression zu steigen und war nach 3 Tagen im Vergleich zu nicht-stimulierten THP-1-Zellen um das 31-fache erhöht (n=4, p<0,05). Gleichzeitig veränderte sich der Phänotyp der runden, nicht adhärenten Monozyten zu adhärenten, flach ausgebreiteten, Pseudopodien-bildendenden Makrophagen. Von den acht zu untersuchenden miRs zeigten miR21, -22, -99a und -223 keine differentielle Expression in THP-1-Zellen unter PMA-Stimulation.

let-7f und miR92a waren drei Tage nach PMA-Stimulation reduziert (0,4 und 0,5-fach vs. Kontrolle, n=10, p<0,5). Durch Transformation der Zellen mit let-7f- oder miR-92a-AgomiRen konnte der Abfall der Expression von let-7f bzw. miR92a unter PMA verhindert werden. miR92a-AgomiRe reduzierten die CD14-mRNA Expression unter PMA, wogegen let-7f-AgomiRe die CD14-mRNA Expression nach PMA-Gabe auf das 442-fache erhöhten (n=5, p<0,05 vs. unstimulierter Kontrolle und vs. PMA-Stimulation). Dahingegen war die Expression von miR1 und miR143 350-fach bzw. 4-fach unter PMA-Stimulation erhöht (n=5, p<0,05 vs. unstimulierter Kontrolle). Transformation der Zellen mit miR143-AntagomiRen konnte den Anstieg von miR143 unter PMA nicht reduzieren. Im Gegensatz dazu war die miR1-Expression durch miR1-AntagomiRe unter PMA stark reduziert (n=5, p<0,05 vs. PMA-stimulierten Zellen). Unter diesen Bedingungen erhöhte sich die CD14-mRNA-Expression 39-fach und lag signifikant über der CD14-mRNA-Expression unter PMA alleine (n=5, p<0,05).

Schlussfolgerung: Von den acht in atherosklerotischen Plaques differentiell exprimierten miRs beeinflussen miR1, miR92a und let-7f die Differenzierung von Monozyten zu Makrophagen. Verhindert man den Abfall von miR92a, so kann man die Differenzierung zu Makrophagen reduzieren, wohingegen eine Reduktion von let-7f oder miR1 die Differenzierung zu Makrophagen verstärkt. Somit könnte eine Modulation der miR1, miR92a oder let-7f Expression therapeutisch genutzt werden, um atherosklerotische Vorgänge zu reduzieren.