Heike Oberwittler
Dr. med.
Nachweis und Quantifizierung der Cyclooxygenase-2 in der arteriosklerotischen Läsion
mittels PCR
Geboren am 12.10.1965 in Werther
Reifeprüfung am 21.05.1985 in Bielefeld
Studiengang der Fachrichtung Medizin vom WS 1989 bis WS 1996
Physikum am 02.09.1991 an der Universität Heidelberg
Klinisches Studium in Heidelberg
Praktisches Jahr in Heidelberg
Staatsexamen am 07.11.1996 an der Universität Heidelberg
Promotionsfach: Innere Medizin
Doktorvater: Priv. Doz. Dr. med. E. v. Hodenberg
Prostaglandine, Prostazykline und Thromboxane sind vasoaktive Substanzen deren Funktion
und Bedeutung auch im arteriosklerotischen Prozeß diskutiert wird.
Als Schlüsselenzym in der Modifikation dieser Eicosanoide wird die Cyclooxygenase
angesehen. 1991 wurde eine zweite Form des Enzyms beschrieben, die im Gegensatz zur
ersten Form neben dem konstitutiven auch einem induktiven Expressionsmodus unterliegt.
Bis zur Beschreibung dieser Cyclooxygenase-2 korrelierte ein Anstieg der Produkte nicht
eindeutig mit dem Anstieg des Enzyms. Die Cyclooxygenase-2 ist unter anderem durch
Substanzen, die in der Arteriosklerose eine atherogene Funktion haben, induzierbar.
In dieser Arbeit wurden Proben aus gesunder Aortenwand von Herzspenderaorten und
arteriosklerotische Plaques von Thrombendarteriektomien aus der Arteria carotis auf ihren
Gehalt an Cyclooxygenase-1 und -2 untersucht.
Aufgrund der großen Homologie der beiden Enzyme zueinander und der jeweils geringen
Mengen der einzelnen Proben, wurde der Nachweis auf mRNA-Ebene mittels RT-PCR
durchgeführt.
Für die Quantifizierung der COX-2-mRNA wurde in dieser Arbeit eine kompetitive RT-PCR
Methodik mit einem nicht-homologen Standard etabliert, die zu quantifizierende cDNA und
die Standardsequenz wurden mit den jeweils gleichen Primern amplifiziert. Als
Referenzgröße für die COX-2-Expression diente die GAPDH-mRNA-Expression.
Mit dieser Methode war ein spezifischer und sensitiver Nachweis der COX-2 bis zu einem
Minimum von 2 Molekülen im PCR-Ansatz möglich.
Die kompetitive RT-PCR war mit Variationskoeffizienten <12% hinsichtlich der
Reproduzierbarkeit aussagekräftig. Für cDNA und Standardsequenz konnte die gleiche
Amplifikationseffizienz nachgewiesen werden, so daß die Quantifizierung mit wenig
Ausgangsmaterial unabhängig von der exponentiellen Phase der PCR durchgeführt werden
konnte.
In dieser Arbeit wurde neben der mRNA der Cyclooxygenase-1 auch die der Cycloxygenase-2
in der gesunden Aortenwand und in arteriosklerotischen Plaques nachgewiesen. Als
Positivkontrollen für die COX-2-Expression dienten LPS-stimulierte Makrophagen und
seruminkubierte glatte Gefäßmuskelzellen.
Die Quantifizierung der Cyclooxygenase-2 ergab eine durchschnittlich höhere Expression im
arteriosklerotischen Plaque im Vergleich zur gesunden Aortenwand.
Diese Ergebnisse weisen auf eine mögliche Bedeutung der Cyclooxygenase-2 in der
Atherogenese hin. Die Frage hinsichtlich einer pro- oder antiatherogenen Funktion läßt sich
für das Enzym aufgrund der Verschiedenartigkeit der Endprodukte nicht beantworten. Seit
einigen Jahren wird die Cyclooxygenase in der klinischen Therapie mit ASS blockiert, um die
durch Thromboxane begünstigte Thrombozytenaggregation zu hemmen.
Neuere Untersuchungen heben jedoch auch die protektive Funktion der Prostaglandine und
Prostazykline hervor, die durch ASS ebenfalls unterdrückt werden.
Eine therapeutisch blockierende Intervention auf der Ebene der Cyclooxygenase, deren
Induktion auch die Produktion der protektiven Prostaglandine und Prostazykline hervorruft,
sollte daher weiter untersucht werden.
