Pulmonale Hypertonie – Pathophysiologische Differenzierungen anhand von Microarray-Analysen

RNA-Sequenzierungen und Microarrays können genutzt werden, um Informationen über Gene, Gruppen koregulierender Gene oder Signalwege, die an Umbauprozessen der Gefäße beteiligt sind, zu erhalten. J. Hoffmann et al. haben nun untersucht, welche molekularen Veränderungen dem Remodelling der Lungengefäße bei pulmonaler Hypertonie (PH) zugrunde liegen.
Eur Respir J 2016; 48: 229–241

Dafür analysierten die Wissenschaftler Daten aus Microarray-basierten Hochdurchsatz-Transkriptomeanalysen für iodiopathische pulmonalarterielle Hypertonie (PAH), familiäre PAH und PH in Zusammenhang mit chronischer Lungenerkrankung (COPD, idiopathische Lungenfibrose). Das Probenmaterial bestand entweder aus humanen Lungenhomogenaten, lasermikrodissektierten Pulmonalarterien bzw. aus isolierten oder zirkulierenden Zellen.

Bei humanen Lungenhomogenaten aus idiopathischer und familiärer PAH zeigte sich im Vergleich zu den Kontrollen eine verminderte Expression von Genen, die für Kinasen und Phosphatasen kodieren. Dagegen werden die Onkogene und für Ionenkanalproteine kodierende Gene hochreguliert. Für PAH und Lungenfibrose mit PH existiert eine gemeinsam Gen-expressionssignatur. Die betreffenden Gene sind an der Zellproliferation, Inflammation, Immunität und dem Umbau extrazellulärer Matrix beteiligt.

Genetische Hinweise

Ergebnisse der Laser Capture Microdis-section (LCM) mit Proben aus pulmonalen Widerstandsgefäßen bei idiopathischer PAH (IPAH) deuten daraufhin, dass beim Remodelling intrapulmonaler Gefäße der Wnt-Signalweg aktiviert wird. Bei Patienten mit idiopathischer Lungenfibrose mit bzw. ohne PH legen die Genexpressionsprofile vergleichbare Gefäßveränderungen nahe. Viele der mit LCM identifizierten Gene betreffen den Wnt-Signalweg, Proliferation oder Umbau der extrazellulären Matrix.

Untersuchungen mit isolierten Zellen widmeten sich vor allem den pulmonalarteriellen glatten Muskelzellen (PASMC). Bei der IPAH scheint die PASMC-Proliferation beteiligt zu sein, die zu Verdickung der Media und Gefäßumbau und folglich zur Beschleunigung und Verschlechterung der Erkrankung führt.

Die Expression kodierender mRNA und nicht kodierender microRNA in zirkulierenden Zellen wurde bisher vor allen an mononukleären Zellen aus dem peripheren Blut (PBMCs) untersucht. Insgesamt bieten zirkulierende Marker wie micro-RNA die Möglichkeit, sie als prognostisches Instrument für idiopathische PAH oder PH, assoziiert mit Lungenerkrankung, einzusetzen, sowie den Krankheitsprogress zu bestimmen und die Therapie zu bewerten.

Matthias Manych, Berlin