Periphere Biomarker in Patienten mit pulmonal-arterieller Hypertonie und hereditärer hämorrhagischer Teleangiektasie

Abstract

Hintergrund: Die pulmonal arterielle Hypertonie (PAH) ist eine seltene und potenziell lebensbedrohliche Erkrankung. Gleiches gilt für die erbliche hereditäre hämorrhagische Teleangiektasie (HHT). Aufgrund gemeinsamer pathogenetischer Mechanismen kann die HHT gemeinsam mit einer PAH auftreten, die aktuell aufgrund unspezifischer Symptome spät diagnostiziert wird und für die es bisher nur eingeschränkte Therapiemöglichkeiten gibt. Die Gemeinsamkeit hierbei ist der transforming growth factor β (TGF-β) -Signalweg, wobei bei erblicher PAH größtenteils der bone morphogenetic protein receptor type 2 (BMPR2) Abschnitt und bei HHT meist der activin A receptor-like type 1 (ALK1) oder der Endoglin (ENG) Anteil dysfunktional ist. Diese Arbeit soll daher potenzielle Unterschiede von nachgeschalteten Signalmolekülen bei Patienten mit HHT oder PAH mit BMPR2-Mutation (hereditäre PAH, HPAH) identifizieren, um die verschiedenen Auswirkungen der Mutationen auf den TGF-β-Signalweg herauszustellen. Des Weiteren sollte das therapeutische Potential von Tacrolimus bzgl. einer Steigerung des BMPR2/ALK1/ENG-Signalweges in mononukleären Zellen des peripheren Blutes (PBMC) von Patienten mit HHT, PAH und beiden Erkrankungen (HHT-PAH) untersucht werden. Die Studie wurde als explorative Machbarkeitsstudie konzipiert, um zu untersuchen, welche Änderungen zu erwarten sind, und wieviele Patienten für zukünftige Studien rekrutiert werden müssen, um diese Faktoren weiter quantitativ zu untersuchen. Methodik: Plasma von Patienten mit HHT, HHT-PAH, HPAH, PAH ohne Mutation (idiopathische PAH, IPAH) und gesunden Kontrollprobanden wurde mittels enzymelinked immunosorbent assay (ELISA) hinsichtlich der Quantität des vascular endothelial growth factor (VEGF) und des TGF-β, als nachgeschaltete Moleküle des BMPR2/ALK1/ENG-Signalweges, untersucht. Darüber hinaus wurde mithilfe eines Proximity Extension Assay (PEA) das Plasma von BMPR2-PAH, HHT und gesunden Kontrollen hinsichtlich 92 Biomarker analysiert. Des Weiteren wurden PBMC aller Gruppen mit unterschiedlichen Tacrolimus-Dosierungen behandelt und hinsichtlich der Veränderung der Parameter VEGF und TGF-β untersucht. Ergebnisse: Der TGF-β-Plasmaspiegel unterschied sich signifikant zwischen BMPR2-PAH und HHT. Im Biomarker-Screening wurden signifikante Unterschiede in den Plasmaspiegeln von zehn Biomarkern gefunden, zum Beispiel ein erhöhter fatty acid binding protein 2 (FABP2) -Spiegel bei Patienten mit BMPR2-PAH im Vergleich zu HHT-Patienten und gesunden Kontrollprobanden. Darüber hinaus zeigten die Plasmaspiegel verschiedener Biomarker signifikante Unterschiede in der Gruppe BMPR2-PAH und HHT im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe. Die Behandlung der PBMC mit unterschiedlichen Tacrolimus-Konzentrationen ergab eine signifikante Senkung von VEGF und TGF-β in den Gruppen. Die Senkung der TGF-β- und VEGFFreisetzung aus PBMC nach Tacrolimus-Gabe unterstützt die bisherigen Untersuchungen, die einen positiven Effekt von Tacrolimus auf den TGF-β-Signalweg bei BMPR2-Mutation zeigten. Schlussfolgerung: Die Unterschiede der Biomarker im Plasma bei verschiedenen Mutationen im TGF-β-Signalweg zeigen dessen Relevanz für zukünftige Studien und sollten in einer größeren Patientenpopulation überprüft werden. Die ex vivo Behandlung von PBMC eignet sich als Untersuchungsmethode für therapeutische Ansätze des BMPR2/ALK1/ENG-Signalweges.