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5  Diskussion

5.1 Statine und ihre Wirkung auf das Proteasom

5.1.1 Statine waren keine Hemmer des 20S Proteasoms

Die HMG-CoA-Reduktase-Inhibitoren und der bekannte Proteasominhibitor β-clasto Lactacystin haben große Ähnlichkeit im strukturellen Aufbau. Außerdem konnten viele der von der Enzymhemmung der HMG-CoA-Reduktase unabhängigen Effekte auch mit einem spezifischen Proteasomhemmer erreicht werden. Im Einzelnen wurden die pleiotropen Effekte der Statine auf das kardiovaskuläre System wie Regulation der eNOS, Verbesserung der Plaquestabilität und die Verhinderung der Zellproliferation auch bei der Proteasominhibition mit β-clasto Lactacystin beobachtet. Wegen dieser vergleichbaren biologischen Wirkung der beiden Substanzengruppen könnte neben dem Cholesterolstoffwechsel das Proteasom ein weiteres System sein, in das Statine regulatorisch eingreifen. Aus diesem Grund sollten die HMG-CoA-Reduktase-Hemmer hinsichtlich ihrer direkten Wirkung auf das 20S Proteasom untersucht werden.

Die Untersuchungen am aus Vollblut von Kaninchen gereinigten 20S Proteasomen konnten die Hypothese der direkten inhibitorischen Wirkung der Statine auf das Proteasom nicht bestätigen. Die ChTL-Aktivität wurde durch die Zugabe von 100 µM CSE-Hemmer leicht erhöht. Besonders Atorvastatin und Pravastatin steigerten die ChTL-Aktivität um 15 %, während die Aktivitätserhöhung durch Simvastatin (Prodrug) bei 7 % lag. Die anderen beiden Aktivitäten wurden nicht beeinflusst. Somit sind die Statine keine Inhibitoren des 20S Proteasoms im Sinne von β-clasto Lactacystin. Mit 10 µM des bekannten Proteasominhibitors konnte die Funktion der ChTL-Aktivität praktisch vollständig gehemmt werden. Die Aktivität der beiden anderen proteolytischen Untereinheiten wurde ebenfalls signifikant verringert.

In diesem Proteasommodell wurden die CSE-Hemmer in den sehr hohen Konzentrationen als sehr leichte Aktivatoren der ChTL-Aktivität identifiziert. Derartig hohe Konzentrationen an Statinen würden im Zellsystem nicht erreicht. Diese Konzentration lag weit oberhalb der Plasmakonzentration der HMG-CoA-Reduktase-Hemmer und kann daher in vivo keine Rolle spielen. Aus diesen Ergebnissen heraus ergibt sich die Schlussfolgerung, dass die HMG-CoA-Reduktase-Inhibitoren im therapeutischen Bereich keinen Einfluss auf die Aktivität des Proteasoms haben. Hier zeigte sich eine Übereinstimmung mit bereits beschriebenen [Seite 82↓]Untersuchungen in der Literatur [Wojcik 2000]. Auch in der Arbeitsgruppe um Wojcik konnte keine direkte Hemmung der Proteasomaktivität nachgewiesen werden. Die geschlossene Ringform der Statine führte im isolierten Proteasommodell zu einer milden Aktivierung der ChTL und zu einer deutlichen Inhibition der PGPH. Die offene Ringform der Statine konnte die ChTL-Aktivität leicht hemmen. In dieser Arbeit wurde geschlussfolgert, dass Statine Modulatoren der proteasomalen Aktivität waren [Wojcik 2000].

Diesen beiden 20S Proteasommodellen stehen die Untersuchungen am Zellextrakt gegenüber. Hier wurde jeweils eine konzentrationsabhängige Inhibition mit der geschlossenen Laktonringform der Statine erzielt. Sowohl in MDA-MB-157-Zellen [Rao 1999], einer Brustkebszelllinie, sowie in differenzierten Neuroblastomzellen [Kumar 2002] inhibierte die geschlossene Ringform von Lovastatin konzentrationsabhängig die ChTL-Aktivität. In beiden Untersuchungen stellte sich deutlich heraus, dass die offene Ringform diese Hemmung nicht erzeugte. Anhand dieser Ergebnisse wurde bewiesen, dass die Statine mit der offenen Ringform ihr eigentliches Zielenzym, die HMG-CoA-Reduktase, hemmen, aber keinen Einfluss auf die proteolytischen Einheiten des Proteasoms haben [Rao 1999].

In den eigenen Studien haben weder die geschlossene Laktonringform, Simvastatin, noch die offenen Ringformen, Atorvastatin und Pravastatin, einen Einfluss auf die Aktivität des Proteasoms.

Die eigenen Erkenntnisse beruhen ausschließlich auf der Messung der proteasomalen Aktivität mit den fluorogenen Substraten. Aufgrund dieser Untersuchungsergebnisse können die Statine nicht als Modulatoren der proteasomalen Aktivität betrachtet werden. Somit bieten die Statine nicht die strukturellen Voraussetzungen, um wie Lactacystin das aktive Zentrum der proteolytischen Einheiten kovalent zu modifizieren, so dass eine Hemmung der Aktivität entstehen kann. Daraus ergibt sich, dass die pleiotropen Effekte, von denen vermutet wurde, dass sie sich durch eine direkte Hemmung der Proteasomaktivität erklären lassen, nicht über diesen Mechanismus entstehen.


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5.1.2  Mevalonsäure hatte keinen Einfluss auf die Proteasomaktivität

Die proteasomale Aktivität wurde durch die Gabe von Mevalonat nicht verändert. Somit entfaltet Mevalonsäure ihre Wirkung nicht aufgrund einer direkten Einwirkung auf das 20S Proteasom. Deswegen kann sie nicht als Aktivator des Proteasoms, wie in der Arbeit von Rao et al. [Rao 1999] vorgeschlagen wurde, diskutiert werden. Aufgrund dieser Ergebnisse konnte nachgewiesen werden, dass Mevalonat nicht die strukturellen Voraussetzungen hatte, um die Aktivität des Proteasoms zu modulieren. Ähnliche Aussagen wurden auch in den Arbeitsgruppen um Wojcik [Wojcik 2000] und Kumar [Kumar 2002] getroffen.

Es bestanden keine direkten Interaktionen zwischen den CSE-Hemmern, der Mevalonsäure und dem isolierten 20S Proteasom. Im zellulären System zeigten sich nach der Behandlung jedoch vergleichbare Struktureffekte zwischen den einzelnen Wirksubstanzen. Somit könnten zellulär vermittelte Signalwege eine Rolle spielen.

5.1.3 Wirkmechanismus der Statine und des Proteasominhibitors Lactacystin

5.1.3.1 Statine und β-clasto Lactacystin induzierten massive Zellveränderungen

Durch die Behandlung vaskulärer Zelllinien mit Statinen und dem bekannten Proteasominhibitor β-clasto Lactacystin konnten verschiedene phänotypische Veränderungen beobachtet werden. Bereits geringe Konzentrationen der jeweiligen Substanzen führten zu starken zellulären Veränderungen. Mikroskopisch betrachtet zeichneten sich vergleichbare strukturelle Zellveränderungen ab. Diese parallele Wirkung zwischen den Statinen und den Proteasominhibitoren wurde auch in einer Brustkrebszelllinie [Rao 1999] beobachtet.

Zwischen den beiden Strukturformen der Statine, der geschlossenen Laktonringform und der offenen Form, gab es keine ausgeprägten Differenzen. Je höher die CSE-Hemmer konzentriert wurden, desto deutlicher waren degenerative Veränderungen ausgeprägt. Auch in C-26-Zellen [Wojcik 2000] und in murinen Neuroblastomzellen [Kumar 2002] waren diese Effekte nachgewiesen worden.


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5.1.3.1.1  Pravastatin zeigte weniger deutlich ausgeprägte Struktureffekte

Nach einer Behandlung mit Pravastatin waren die Zellen weniger beeinträchtigt. Die degenerativen Veränderungen waren nicht so stark ausgeprägt. Sie waren jedoch sichtbar und nicht völlig abwesend, wie anhand von Versuchen an NB-Zellen von Kumar et al. beschrieben wurde [Kumar 2002]. Da diese Unterschiede ausschließlich bei Pravastatin gesehen wurden, konnte davon ausgegangen werden, dass sie unabhängig von der β-Laktonringform waren. Die Ursache für diese beobachtete Differenz war in der Struktur von Pravastatin zu suchen. Pravastatin ist im Vergleich zu den beiden anderen Statinen sehr hydrophil [Serrajuddin 1991]. Aufgrund seiner hohen Hydrophilie bleibt Pravastatin verglichen mit den beiden anderen Substanzen deutlich geringer zellgängig. Um den Fehler der verminderten Zellgängigkeit [van Vliet 1995] zu reduzieren, wurde Pravastatin in DMSO gelöst. Damit konnte die Wirksamkeit jedoch nicht verbessert werden.

5.1.3.1.2 Die Wirkung der Statine auf die verschiedenen Zelllinien stand in Abhängigkeit der Zelleigenschaften

Die eigenen Untersuchungen verdeutlichten, dass die endothelialen Zelllinien durch die Behandlung mit HMG-CoA-Reduktase-Hemmern deutlich stärker in ihrem Phänotyp verändert waren, als dies bei den glatten Muskelzellen der Fall war. Besonders die CPAE-Zellen waren durch die Inkubation mit Statinen stärker degenerativ verändert.

Die Wirkung der Statine in extrahepatischen Geweben hing davon ab, wie und ob die CSE-Hemmer in das Innere der Zelle gelangen [van Vliet 1995]. Ein unterschiedlicher Rezeptoren- und Transporterbesatz der verschiedenen Zelllinien stellte den limitierenden Faktor dar. Andererseits wäre es denkbar, dass sich die phänotypischen Differenzen durch ein unterschiedliches intrazelluläres Enzym- und Effektormuster erklären ließen. Eine weitere Erklärung wäre, dass die Menge an intrazytoplasmatischer HMG-CoA-Reduktase ebenfalls einen Einfluss hatte.

Statine werden in der Therapie von Hypercholesterolämie sehr wirkungsvoll eingesetzt. Bei der Genese atherosklerotischer Prozesse spielen vor allem endotheliale Vorgänge eine Rolle. Auch die pleiotropen Effekte der Statine beziehen sich vorwiegend auf das Endothel. Dies würde die sichtbaren Veränderungen der verschiedenen Zelllinien unter anderen erklären. Weiterhin könnte [Seite 85↓]die unterschiedliche Stoffwechselrate bei den zellulären Vorgängen von Bedeutung gewesen sein.

5.1.3.2 Mevalonsäure hob die lactacystin-induzierten Strukturveränderungen nicht auf

In allen vaskulären Zelllinien konnte die simultane Gabe von Mevalonat die statin-induzierten Effekte vollständig aufheben. Die Zellen hatten ein vergleichbares Aussehen wie die unbehandelten Kontrollzellen. In den Arbeitsgruppen um Wojcik [Wojcik 2000] und Kumar [Kumar 2002] führte die simultane Inkubation der Zellen mit den Statinen und Mevalonat zu demselben Ergebnis. Durch die Gabe von Mevalonat konnten Effekte der HMG-CoA-Reduktase-Hemmung nachgewiesen werden.

In der Literatur stellte sich die Frage, ob Mevalonat als Aktivator der Proteasomaktivität zu sehen war [Rao 1999]. Die Ergebnisse zeigten, dass Mevalonsäure keinen Einfluss auf die strukturellen Veränderungen, die durch β-clasto Lactacystin verursacht wurden, hatte. Der Phänotyp war derselbe wie nach alleiniger Behandlung mit Lactacystin. Somit wurde nachgewiesen, dass auch auf struktureller Ebene die Statine nicht über eine Inhibition des Proteasoms wirkten. Die durch die CSE-Hemmer hervorgerufenen zellulären Veränderungen waren nicht auf eine Proteasomhemmung zurückzuführen, da durch Mevalonat die lactacystin-induzierten Veränderungen nicht aufgehoben wurden. Außerdem zeigte sich in Versuchen am isolierten 20S Proteasom, dass Mevalonsäure das Proteasom nicht beeinflusste. Dadurch wurde verständlich, dass die Aufhebung der strukturellen Veränderungen mittels gleichzeitiger Gabe von Mevalonat nicht durch eine Aktivitätsänderung des Proteasoms bedingt war. Die zellulären Veränderungen der Statine entstanden durch den Eingriff in den Stoffwechselweg des Cholesterols. So liefen die ähnlichen Strukturveränderungen im Zellsystem über andere Wege ab, dass heißt, es bestand ein Unterschied zwischen den statin-induzierten und den lactacystin-induzierten Effekten.


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5.1.3.3  Durch die Hemmung der HMG-CoA-Reduktase könnten Veränderungen am Aktinzytoskelett auftreten

Das Zielsubstrat des Laktonrings der Statine ist die HMG-CoA-Reduktase. Dieser Ring bietet ein HMG-CoA-ähnliches Motiv, wodurch die Statine kompetitiv an der aktiven Seite des Enzyms binden können [Istvan 2001, Istvan 2003]. Damit wird Einfluss auf die Biosynthese von Isoprenoiden und Cholesterol genommen. Durch die Bindung an die HMG-CoA-Reduktase unterbleibt auch die Bildung der Isoprenylderivate [Goldstein 1990]. Durch die Gabe dieser Stoffwechselmetabolite wurden die Effekte komplett verhindert. Somit spielen die Isoprenoide bei der Regulation zellulärer Veränderungen eine spezifische Rolle.

Abb. 22: Modell über die Entstehung der Zellveränderungen durch die Behandlung mit HMG-CoA-Reduktase-Inhibitoren (verändert nach der Vorgabe von [Laufs und Liao 2000]).

Durch das Aktinzytoskelett werden eine Reihe wichtiger biologischer Funktionen vermittelt. Über diesen Weg werden strukturelle Voraussetzungen wie Zellform, die zelluläre Polarität sowie dynamische Prozesse wie Zellteilung und Wanderung reguliert [Hall 1998]. Vertreter der [Seite 87↓]Rho-GTPasen-Gruppe stellen sich als die Schlüsselregulatoren des Aktinzytoskeletts dar. Durch die Gabe von Statinen wird in die Bildung der kleinen GTP-bindenden Proteine eingegriffen. Auf diese Weise könnten sich die charakteristischen strukturellen Veränderungen im Mikrofilament- und Mikrotubulisystem ausbilden, die durch die Statine induziert werden [Meske 2003].

Die Veränderungen im Zytoskelett der Zelle durch die Wirkung der HMG-CoA-Reduktase-Hemmer hätten so einen direkten antiatherosklerotischen Effekt [Bellosta 1998].

5.1.3.4 Lactacystin führte über einen bisher unbekannten Mechanismus zu den Zellveränderungen

Mittels des geschlossenen Laktonrings konnte β-clasto Lactacystin [Dick 1996] spezifisch an die N-terminalen Threoninreste der aktiven Zentren des Proteasoms binden. Durch die Modifikation der Threoninreste können die katalytischen Untereinheiten ubiquitinierte Proteine nicht mehr abbauen. Somit wurde die proteolytische Funktion des Proteasoms unterbrochen [Fenteany 1995].

Möglicherweise basierten die strukturellen Veränderungen durch β-clasto Lactacystin ebenfalls auf den Eingriff in das Aktinzytoskelett. Diese Strukturänderungen könnten möglicherweise mit den Folgen der Proteasomhemmung im Zusammenhang stehen.

Die Statine konnten weder in Untersuchungen am isolierten 20S Proteasom noch durch die mikroskopisch beobachteten Phänotypveränderungen als Proteasominhibitoren identifiziert werden. Konnte die Messung der zellulären Proteasomaktivität diese Aussage bekräftigen?


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5.1.4  Im Zellmodell hatten die Statine nur einen geringen Einfluss auf das Proteasom

5.1.4.1 Atorvastatin, die offene Ringform, hemmte leicht die TL in den CPAE-Zellen und die ChTL in den VSMC-Zellen

Im Zellsystem konnte Atorvastatin als leichter Inhibitor der proteasomalen Aktivität identifiziert werden. Nach einer 6-Stunden-Behandlung war die TL der CPAE-Zellen um 20 % gehemmt. Nach der 24-stündigen Inkubation mit Atorvastatin war die ChTL-Aktivität der glatten Muskelzellen um 15 % inhibiert. Die Inhibition mit Atorvastatin fiel verglichen mit der durch den bekannten Proteasomhemmer Lactacystin induzierten deutlich geringer aus. Weiterhin war zu bemerken, dass diese inhibitorischen Effekte ausschließlich bei der TL in CPAE-Zellen und der ChTL-Aktivität in VSMC-Zellen auftraten. Daher spielte vermutlich die geringe Hemmung der beiden proteolytischen Untereinheiten durch die offene Ringform Atorvastatin keine physiologische Rolle. In allen anderen untersuchten Zelllinien wurde die proteasomale Aktivität durch Atorvastatin nicht beeinflusst. Auch die unterschiedliche Dauer der Inkubation brachte keine Unterschiede hervor. Aus diesem Grund musste zu dem Ergebnis kritisch bemerkt werden, dass Atorvastatin nicht allgemeingültig als Proteasominhibitor bezeichnet werden konnte. Aufgrund dessen konnte die Schlussfolgerung gezogen werden, dass Atorvastatin kein direkter Proteasominhibitor im Sinne von β-clasto Lactacystin war. Eine vitale Beeinträchtigung der Zellen könnte möglicherweise die Ursache dieser Ergebnisse gewesen sein. Weiterhin ist bekannt, dass die Statine in den Zellzyklus [Laufs, Marra 1999] eingreifen. Dadurch konnten sich intrazellulär verschiedene Signalwege verändern, die möglicherweise zu diesen Resultaten führten.

5.1.4.2 Keine Proteasominhibition durch die Statine

Die untersuchten Statine, Simvastatin (Prodrug), Atorvastatin und Pravastatin, hatten keinen Einfluss auf den Aktivitätszustand des Proteasoms. Da alle Statine denselben Effekt hatten, konnte dementsprechend kein Unterschied zwischen der geschlossenen und der offenen β-Laktonringform gefunden werden. Anhand dieser Ergebnisse konnte nachgewiesen werden, dass die zellulären Strukturveränderungen nicht durch eine Proteasomhemmung erklärbar waren. Da das Proteasom nicht inhibiert war, konnten auch nicht davon ausgegangen werden, dass es zellulär vermittelte Signalwege gab, die eine Proteasomhemmung induzieren konnten.


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In anderen nicht vaskulären Zellsystemen zeigten sich gegensätzliche Ergebnisse. Durch eine 36-Stunden-Behandlung von MDA-MB-157-Zellen konnte eine starke Hemmung der Proteasomaktivität erreicht werden [Rao 1999]. Diese Hemmung wurde mit sehr hohen Konzentrationen erreicht. Die in den eigenen Versuchen verwendeten Zelllinien bereits bei einer Konzentration über 10 µM Statin massiv in ihrer Funktion eingeschränkt waren. Daher war der Einsatz sehr hoher Konzentrationen für die eigenen Versuchen nicht sinnvoll. Mit 10 µM Statin wurden in den Einzelversuchen starke Schwankungen der proteasomalen Aktivität beobachtet. Somit wäre denkbar, dass eine verminderte Viabilität, der Zelltod und die daraus entstehenden Signale für die geringere Aktivität des Proteasoms verantwortlich waren.

Mit den Resultaten von Rao und Mitarbeitern [Rao 1999] übereinstimmend war die Tatsache, dass durch die offene Ringform der Statine keine Inhibition des Proteasoms erreicht wurde. Atorvastatin und Pravastatin hatten keinen Einfluss auf die proteasomale Aktivität in vaskulären Zelllinien. Anhand der untersuchten Zelllinien wurde gezeigt, dass das Proteasom weder durch die Vorstufenform noch durch die metabolische aktive Form der CSE-Hemmer verändert wurde. Diese Resultate fanden Zustimmung mit den Untersuchungen an differenzierten Neuroblastomzellen [Kumar 2002]. Hier wurde die proteasomale Aktivität durch die Vorstufenform von Lovastatin nicht gehemmt. Auch in anderen Versuchen konnte die offene Ringform keine Hemmung der proteasomalen Aktivität erzeugen [Wojcik 2000, Kumar 2002, Murray 2002]. Eine Aktivitätszunahme der ChTL wie sie die Ergebnisse von Wojcik et al. [Wojcik 2000] zeigten, konnte aber nicht beobachtet werden.

Die Resultate begründeten sich auf der Tatsache, dass die Statine sehr spezifische Inhibitoren der HMG-CoA-Reduktase sind [Istvan 2001]. Es genügten bereits geringe Dosen, um die HMG-CoA-Reduktase wirkungsvoll zu inhibieren. Wie anhand der isolierten 20S Partikel bewiesen wurde, bestand keine direkte Affinität zu den Strukturen des zellulären Proteasoms, die dazu geführt hätte, die Proteasomaktivität zu verändern. Im Zellkulturmodell standen die durch die starke Bindung an die HMG-CoA-Reduktase erzeugten Signalwege im Vordergrund.

Insgesamt hatten die Statine keinen einheitlichen Effekt auf die bisher untersuchten Zelllinien, was sich in der Literatur deutlich widerspiegelte. Es wurden vereinzelt Effekte beobachtet, die sich in allen untersuchten Zellmodellen unterschieden. Im zellulären System wurden sowohl inhibitorische als auch aktivitätssteigernde Effekte gesehen. Auf die Proteasomaktivität der vaskulären Zelllinien hatten die Statine keinen Einfluss. Somit kann nicht davon ausgegangen [Seite 90↓]werden, dass Statine als direkte Proteasominhibitoren wie β-clasto Lactacystin auszusehen sind. Die Differenzen der Wirkungen könnten möglicherweise durch die unterschiedliche Aufnahmerate und durch einen unterschiedlichen Metabolismus der Substanzen innerhalb der Zellen hervorgerufen werden [Rao 1999]. Eine andere Erklärung wäre, dass das Medium die geschlossene Ringform der Statine in die offene Form umwandelte [Kumar 2002]. Weiterhin konnte nicht gänzlich ausgeschlossen werden, dass zusätzliche Ziele in den Zellen existierten, die möglicherweise auch Regulatorkomplexe des 26S Proteasoms einbeziehen [Wojcik 2000].

5.1.4.3 Mevalonsäure konnte nicht als Modulator der Proteasomaktivität erkannt werden

Die simultane Gabe von Mevalonat hatte keine Auswirkungen auf die Proteasomaktivität. Ebenfalls in anderen Aktivitätsmessungen im Zellextrakt [Kumar 2002] wurde gezeigt, dass Mevalonsäure keinen Einfluss auf die proteasomale Aktivität in Kombination mit einer Statinbehandlung hatte. So sind diese Messergebnisse konträr zu den Resultaten, die Rao et al. im Zellextrakt durch die Gabe Mevalonsäure erzielt hatte [Rao 1999].

Andere Effekte der Mevalonsäure konnten in Kombination mit den Statinen nicht beobachtet werden. Anhand der Experimente wurde herausgefunden, dass die Statine nicht mit dem Proteasom wechselwirkten, so dass eine Inhibition entsteht konnte. Weiterhin zeigte eine simultane Zugabe von Mevalonat keinen Effekt auf die Proteasomaktivität. Somit stellt sich aus diesen Untersuchungen heraus, dass Mevalonsäure nicht als Modulator des zellulären Proteasoms betrachtet werden kann.

Die Behandlung mit Mevalonsäure hatte keinen Effekt auf die proteasomale Aktivität.


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5.2  Statine und ihr Einfluss auf die Zellen

5.2.1 Statine hatten antiproliferative Eigenschaften

Es ist bekannt, dass Statine durch die Hemmung der HMG-CoA-Reduktase einen antiproliferativen Einfluss auf das Zellwachstum haben. Dies hat seine Ursache in der Tatsache, dass die CSE-Hemmer durch ihren Eingriff in den Syntheseweg des Cholesterols die Bildung der Isoprenoidderivate [Goldstein 1990] verhindern. Dadurch konnten die kleinen GTP-bindenden Proteine nicht isoprenyliert werden, was dazu führte, dass diese inaktiv blieben. Rho spielt bei der Aufrechterhaltung und der Wiederherstellung der Zellmembran eine entscheidende Rolle. Dessen Inaktivierung durch die Statine führte dazu, dass die Zellen apoptotisch wurden [Guijarro 1998]. Dies geschah durch die Herunterregulation der Expression von Bcl-2, einem Inhibitor der Apoptose [Blanco-Colio 2002]. Zusätzlich wurde gezeigt, dass HMG-CoA-Reduktase-Inhibitoren die Aktivität der Caspase 9 [Blanco-Colio 2002] induzierten. Dadurch wurde die Zellmembran der Zelllinien zerstört, was sich wiederum in der Nettowachstumsrate widerspiegelte. Andererseits wurde beschrieben, dass die CSE-Hemmer effektiv in den Zellzyklus eingriffen, indem bestimmte Proteine des Zyklus, wie beispielsweise p27kip1 [Laufs, Marra 1999] und p21, nicht herunterreguliert wurden. Indem die DNA-Synthese verhindert wurde, blieb eine Zellteilung aus.

Dieser antiproliferative Effekt konnte in den eigenen Untersuchungen ebenfalls gesehen werden. Auf diese Weise konnte herausgearbeitet werden, dass die Statinbehandlung unter diesen Bedingungen und in diesen Konzentrationen wirksam war. Bereits in den niedrigen Konzentrationen, die für die Versuche verwendet wurden, zeichnete sich eine deutliche Verringerung des Zellwachstums ab. Durch die Statine wurde das Wachstum vollständig gehemmt oder sogar ein Rückgang der Zelldichte erreicht. Die verschiedenen Wirkformen der CSE-Hemmer unterschieden sich in dieser Eigenschaft kaum.

Durch diese Mechanismen könnten die Statine therapeutisch sehr effektiv in der Behandlung proliferativer Prozesse im Rahmen atherosklerotischer Veränderungen eingesetzt werden.


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5.3  Die Auswirkungen einer Hemmung des Proteasoms

5.3.1 Die geringen Atorvastatineffekte sind physiologisch nicht bedeutsam

Mit Atorvastatin konnte die TL-Aktivität der CPAE-Zellen um 20 % und die ChTL-Aktivität der VSMCs um 15 % gehemmt werden. Diese Hemmung war von der Stärke weit von der entfernt, die durch Lactacystin erzielt wurde. Um physiologisch bedeutsame Effekte der Proteasomhemmung zu erkennen, bedurfte es einer stärkeren Inhibition, als sie durch Atorvastatin erzeugt wurde. Außerdem waren nur einzelne proteolytische Zentren betroffen.

Die ChTL-Aktivität scheint die geschwindigkeitsbestimmende Aktivität für den Abbau der Proteine zu sein [Kisselev 2001]. Somit hätte eine Inhibition dieser Peptidaseaktivität entscheidende Auswirkungen auf zelluläre Vorgänge. In den eigenen Versuchen wurde eine vollständige Hemmung mit Atorvastatin nicht erreicht. Somit spielte die 15 %ige Hemmung der ChTL keine physiologische Rolle. In anderen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass eine Intensivierung der ChTL-Hemmung nicht direkt in Beziehung mit der Reduktion des Proteinabbaus stand. Eine stärkere Hemmung der ChTL regulierte entsprechend die Umsatzrate der beiden anderen Aktivitäten hoch [Kisselev 2001].

Anhand vorheriger Ergebnisse gezeigte sich, dass eine selektive Hemmung der TL-Aktivität praktisch keine Veränderung der Abbaurate zur Folge hatte. Die Größe der Peptidfragmente blieb erhalten. Es änderte sich lediglich das Peptidprodukt [Kisselev 1999].

Hauptsächlich die Hemmung der chymotrypsin-ähnlichen Aktivität führte zu einer starken Veränderung des Proteinabbaus [Rock 1994, Heinemeyer 1997]. Um die therapeutisch günstigen Effekte der Proteasominhibition zu erreichen, wäre es aus diesem Grund sinnvoll, die ChTL-Aktivität effektiv zu hemmen. Somit könnte ein günstiges Profil der Regulation geschaffen werden, um die positiven Einflüsse der Proteasomhemmung auf das kardiovaskuläre System zu nutzen. Zu diesem Zweck der Atheroskleroseregulation können die Statine nicht verwendet werden, da sie kein proteasominhibitorisches Potential besitzen.


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25.11.2005