Warum manche Plaques gefährlich werden

Eine räumliche Analyse von Proteinen in menschlichen Gefäßen zeigt, warum manche Plaques leichter aufreißen als andere. Ein Team vom DZHK-Standort München berichtet darüber in „Nature Cardiovascular Research“.

Plaques gehören zu den häufigsten Ursachen für Schlaganfälle. Besonders gefährlich sind dabei nicht unbedingt die größten Ablagerungen, die Gefäße einengen, sondern solche die leicht aufreißen. Sie können auch dann einen Schlaganfall auslösen, wenn die Gefäßverengung zuvor nicht besonders auffällig war. Ob eine Plaque gefährlich wird, hängt wesentlich von ihrer fibrösen Kappe ab. Warum die Kappe bei manchen Plaques instabil wird, ist bislang nur unvollständig verstanden.

Ein Forschungsteam unter Beteiligung des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK), der Technischen Universität München (TUM) und des TUM Klinikums hat nun erstmals die räumliche Verteilung von Proteinen in verschiedenen Bereichen solcher Plaques untersucht. Die Ergebnisse zeigen, warum manche Plaques instabil werden und leichter aufbrechen können. Gleichzeitig identifizierten die Forschenden mit PCSK9 einen bekannten Regulator des Fettstoffwechsels als möglichen lokalen Marker für besonders gefährliche Plaques.

Die entscheidenden Unterschiede liegen im Inneren der Plaques

Für die Studie analysierten die Forschenden Gewebeproben von 112 Patientinnen und Patienten, bei denen aufgrund einer hochgradigen Verengung der Halsschlagader eine Operation durchgeführt worden war. Mithilfe einer hochauflösenden Methode untersuchten sie getrennt den abgestorbenen Gewebekern, die fibröse Kappe und die Gefäßwand jeder Plaque. Insgesamt identifizierten sie fast 4900 verschiedene Proteine und konnten zeigen, wo diese innerhalb der Plaque vorkommen.

Es zeigte sich, dass sich instabile Plaques vor allem im Bereich des nekrotischen Gewebekerns sowie der fibrösen Kappe von stabileren Plaques unterscheiden. Dort fanden die Forschenden verstärkt Hinweise auf Entzündungen, Veränderungen des Fettstoffwechsels, Umbau des Stützgewebes sowie Verkalkungsprozesse. Die Gefäßwand selbst unterschied sich deutlich weniger.

„Wir wissen seit Langem, dass nicht die Größe einer Plaque allein entscheidend ist, sondern ihre Stabilität. Mit unserer räumlichen Analyse können wir erstmals genau nachvollziehen, welche molekularen Prozesse in den verschiedenen Bereichen einer Plaque ablaufen. Das eröffnet neue Möglichkeiten, gefährliche Plaques besser zu erkennen und langfristig gezielter zu behandeln“, sagt einer der beiden Letztautoren der Studie, Prof. Lars Maegdefessel vom TUM Klinikum München/DZHK-Standort München.

PCSK9 rückt als möglicher Angriffspunkt in den Fokus

Besonders auffällig war das bereits durch den Fettstoffwechsel bekannte Protein PCSK9. Es trat lokal bei instabilen Plaques häufiger auf als bei stabileren. In weiteren Experimenten konnten die Forschenden zeigen, dass Gefäßmuskelzellen unter entzündlichem und oxidativem Stress vermehrt PCSK9 bilden und freisetzen. Das deutet darauf hin, dass PCSK9 nicht nur den Cholesterinstoffwechsel beeinflusst, sondern möglicherweise auch direkt an den Veränderungen beteiligt ist, die Plaques instabil machen.