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Spitzenmedizin mit Herz

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Overview

AG Danger Signals in Cardiovascular Disease

Under physiological conditions, the concentration of extracellular nucleotides like ATP, ADP, UTP, and UDP is low. Nevertheless, under pathophysiological conditions like cellular death, the concentration of extracellular nucleotides rapidly increase by releasing the intracellular nucleotide reservoir. Abundant extracellular nucleotides act as damage signals for surrounding cells which interpret this increase as damage to the organism. In order to recognize extracellular nucleotides, cells express several so-called purinergic receptors. The P2X7 receptor activates the NLRP3 inflammasome.
During the cause of the metabolic syndrome, atherosclerosis, and myocardial infarction, endogenous cells underwent cell death and release nucleotides into the extracellular space in order to orchestrate further immunological processes. Nevertheless, in some cases, immunological processes seem to overshoot, producing a chronical low-grade inflammation harmful for the whole organism. Purinergic receptors seem to play a fundamental role in this pathological immune response.
Due to this, our laboratory investigates the role of specific purinergic receptors and the inflammasome in the pathogenesis of metabolic syndrome, atherosclerosis, and myocardial infarction. Interfering with purinergic receptor signaling in these diseases may prevent immune response overshoot reactions, thereby providing a promising anti-inflammatory therapeutical target to treat cardiovascular diseases.

Unter physiologischen Bedingungen ist die Konzentration extrazellulärer Nuklteotide wie ATP, ADP, UTP und UDP gering. Nach Zelltod oder inflammatorischer Aktivierung von Zellen können die Konzentration dieser Nuktleotide im Extrazellularraum durch ein Freisetzen aus dem intrazellulärem Reservoir rasch zunehmen.  Hier wirken sie als Warnsignale für umliegende Zellen und binden an verschiedene, so genannte purinerge Rezeptoren. Die Bindung extrazellulärer Nukleotide an purinerge Rezeptoren löst eine Entzündungsanwort aus. So ist zum Beispiel der P2X7 Rezeptor ist ein wichtiger Aktivator des NLRP3-Inflammasoms.
Während der Entstehung des metabolischen Syndroms, der Atherosklerose und beim akuten Myokardinfarkt spielen Entzündungsprozesse und Zelltod eine wichtige Rolle. Daher ist anzunehmen, dass es in allen Erkrankungsbildern zu einer relrevanten Ausschüttung von Nukleotiden in den Extrazellularraum kommt, die über purinerge Rezeptoren Entzündungsprozesse vermitteln. Bleibt der inflammatorische Reiz über längere Zeit erhalten, entsteht eine chronische Entzündung, die dem Organismus auf verschiedene Weise schadet. Dabei können purinerge Rezeptoren und das Inflammasom einen entscheidenden Anteil haben.
Unsere Arbeitsgruppe untersucht die Rolle spezifischer purinerger Rezeptoren und des Inflammasoms in der Pathogenese des metabolischen Syndroms, der Atherosklerose undd des akuten Herzinfarktes. Diese Interaktion könnte ein interessanter Ansatzpunkt zukünftiger Therapiestrategien gegen diese wichtigen Erkrankrungsbilder darstellen.

PD Dr. med. Peter Stachon