Long non-coding RNAs im thorakalen Aortenaneurysma – pathophysiologische Untersuchungen und klinische Implikationen

• Antragsteller: Dr. Joscha Büch
• Fachliche Zuordnung: Herz- und Gefäßchirurgie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545858737

Das thorakale Aortenaneurysma ist eine Erkrankung, die mit EINER hoher Mortalität einhergeht. Verantwortlich hierfür sind vor allem Rupturen und Dissektionen. Pathophysiologisch kommt es zu einer Degeneration der glatten Gefäßmuskelzellen (VSMC - vascular smooth muscle cells). Aktuelle Studien legen nahe, dass hierbei long non-coding RNAs (lncRNA) eine regulatorische Rolle spielen können. In Vorarbeiten konnten durch single-cell RNA-Sequenzierungen thorakaler Aortenaneurysmata die lncRNAs TMEM72-AS1 und LINC00632 identifiziert werden, die eine spezifische Expression in VSMC aufweisen. Quantitative Expressionsanalysen zeigten, dass beide lncRNAs signifikant stärker in dilatierten, vergliche zu nicht dilatierten Bereichen exprimiert werden. Ein temporärer siRNA-vermittelter Knock-Out in primären VSMC führt darüber hinaus zu einer Aktivierung der Apoptose sowie einer Reduzierung der Migration und Proliferation. In dem geplanten Forschungsvorhaben soll nun diese beiden lncRNAs im Zusammenhang mit dem thorakalen Aortenaneurysma weiter untersucht werden. Dies erfolgt in drei größeren ArbeitspaketeN: 1. Expression von TMEM72-AS1 und LINC00632 im Blut: Mittels qPCR wird untersucht, ob sich die lncRNAs potenziell als Biomarker eignen. Hierzu wird die Expression in Blutproben von Patienten mit und ohne Aortenaneurysma verglichen. 2. Fluoreszenzbasierte Lokalisationsuntersuchung: Unter Verwendung von In Situ Hybridisierungsverfahren wie RNAscope (R) oder FISH wird die genaue Lokalisation von TMEM72-AS1 und LINC00632 im Zellverband dargestellt. 3. Funktionelle Untersuchung der lncRNA im "Aorta-on-a-chip" (AoOC)-Modell: Der AoOC-Assay ist ein zweischichtiges 3D-Zellkultur-Modell, das eine Gefäßwand simuliert und so das Verhalten des Zellverbandes in vivo nachempfindet. Primäre Endothelzellen und VSMC werden durch eine poröse Membran voneinander getrennt, die die Basalmembran darstellt. So bleibt weiterhin eine Zell-Zell-Kommunikation bestehen. Die Membran wird in einen Chip eingegeben, der an ein Mikropumpensystem, das in einem Inkubator integriert ist, angeschlossen ist. Dadurch erfahren die Zellen einen physiologischen Scherstress. Der Einfluss pathophysiologischer Situationen auf die Expression von TMEM72-AS1 und LNC00632 werden mit Hilfe von qPCR und fluoreszenzbasierten Assays analysiert. Des Weiteren wird die Auswirkungen einer siRNA-vermittelten Inhibierung und einer lentiviralen Überexpression der lncRNAs auf den Zellverband untersucht. Die Ergebnisse des Projekts können zu einem besseren Verständnis der Pathophysiologie des thorakalen Aortenaneurysmas und insbesondere der lncRNAs TMEM72-AS1 und LINC00632 beitragen.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle