Promoterhaplotyp abhängige Angiotensinogen Expression

Mikroangiopathie-assoziierte Gehirnschädigung ist ein häufiger MRI Befund bei älteren Personen. Die klinische Manifestation umfaßt kognitive Beeinträchtigungen, Depressionen und Gangstörungen. Die Hauptrisikofaktoren sind zunehmendes Lebensalter und Hypertonus. Ein Heretibiltätsindex von 73% weist darauf hin, daß genetische Faktoren in der Ätiologie eine wichtige Rolle spielen. Unsere Forschungsgruppe ist an der Erforschung von Genen interessiert, die an dieser überraschend hohen Vererbbarkeit beteiligt sind. Das Angiotensinogen (AGT) Gen ist eines der wichtigsten Regulatoren des Blutdrucks und stellt daher ein gutes Kandidatengen für zerebrale Mikroangiopathie dar. Im Rahmen der Austrian Stroke Prevention Study haben wir die Promoterregion des AGT Gens für Sequenzveränderungen untersucht und konnten 4 häufige Mutationen (-6:g/a, -20:a/c, -153:g/a, -218:g/a) nachweisen. Die Mutationen wurden nur in 5 Kombinationen, sog. Haplotypen, beobachtet, die wir mit A, B, C, D, und E gekennzeichnet haben. Der B Haplotyp (-6:a, -20:c, -153:g, -218:g) war signifikant mit zerebraler Mikroangio-pathie assoziiert (p=0.0003). Interessanterweise war die Assoziation unabhängig vom Hypertonus. Dies weist darauf hin, daß der Effekt des B Haplotyps über das lokale und nicht über das systemische Renin- Angiotensin System (RAS) vermittelt wird. Der B Haplotyp beinhaltet sowohl die -6:a als auch die -20:c Mutationen; 2 Varianten, die in der Lage sind die AGT Expression in vitro zu verändern. Entsprechend unserer Ergebnisse ist keine dieser einzelnen Mutationen so stark mit Mikroangiopathie assoziiert, wie wir dies für den B- Haplotyp gesehen haben. Unsere Vorversuche zeigten, daß die Promoteraktivität des B Haplotyps - verglichen mit jener des Wildtyp A Haplotyp - in Astrozyten 6fach erhöht ist. Astrozyten stellen die Hauptquelle von AGT im Gehirn dar. Ziel des vorgelegten Projektes ist es, die Kausalität der Assoziation zwischen dem B Haplotyp und der Mikroangiopathie weiter abzuklären. Um die funktionelle Kombination von Mutationen identifizieren zu können, werden wir auch die Promoteraktivitäten des C, D und E Haplotyps bestimmen bzw. in den A Haplotyp künstliche Mutationen einfügen. Die Sequenz-elemente über welche die Mutationen ihre Wirkung ausüben, werden durch deletionelle und substitionelle Mutanten des A und B Haplotyp Promoters lokalisiert. Ein kausaler Zusammen-hang zwischen zerebraler Mikroangiopathie und AGT Gen Varianten, unabhängig von Hypertonus, würde nicht nur unser ätiologisches Verständnis dieser Gehirnläsionen erweitern, sondern könnte auch auf eine zusätzliche günstige Wirkung über die Blutdrucksenkung hinaus von ACE Inhibitoren und Angiotensin Rezeptor Blocker hinweisen.

Kleingefäßerkrankung des Gehirns in unterschiedlicher Ausprägung tritt nahezu endemisch bei Personen höheren Alters auf. Marklagerhyperintensitäten und Lakunen sind die wichtigsten Auswirkungen der zerebralen Mikroangiopathie auf das Gehirn. In populations-basierenden MR-Studien beobachtet man solche Läsionen des Marklagers - oft auch Leuko-Araiose genannt - bei bis zu 88% der 55-jährigen und 92% der 65-jährigen. Lakunen werden bei bis zu 20% aller über 60-jährigen gesehen. Die zerebrale Kleingefäßerkrankung ist eine wichtige Ursache für Schlaganfälle, intellektuellen Abbau, Gangstörungen und Stürze im höheren Lebensalter und gilt als wesentlicher Faktor für die Entwicklung von Behinderung und Hilfsbedürftigkeit betagter Personen. Der resultierende sozioökonomische Bedeutung ist eminent. Trotz intensiver Forschung auf diesem ist es bisher nicht gelungen Therapien zu entwickeln die es erlauben die zerebrale Kleingefäßerkrankung zu verhindern oder zumindestens in ihrer Progression zu verzögern. Die einzig gesicherten Risikofaktoren sind höheres Lebensalter und Hypertonie, wobei aber nur etwa die Hälfte aller Patienten mit ausgedehnten Läsionen auch tatsächlich erhöhte Blutdruckwerte aufweisen. Rezente Zwillingsstudien unterstreichen die Bedeutung genetischer Faktoren und genetische Assoziationsstudien, nicht zuletzt auch aus unserer eigenen Arbeitsgruppe, haben erste Erfolge in der Identifizierung weiterer Risikofaktoren gebracht. Hervorzuheben sind genetische Varianten im Renin-Angiotensin System (RAS), die wahrscheinlich über direkte hochdruckfördernde Wirkung hinausgehende Effekte auf die Entstehung und Progression zerebraler Mikroangiopathie ausüben. Wir haben ein signifikant höheres Risiko für zerebrale Mikroangiopathie in Personen gefunden, die einen genetischen Varianten des Angiotensinogen Promoters tragen. Im vorliegenden Projekt haben wir einen weiteren Schritt in der Aufklärung dieser Promotervarianten unternommen. Wir haben in Zellversuchen gezeigt, dass der Promotervariant eine erhöhte Transkriptionsaktivität in Astrozyten hat. Es könnte dadurch zu einer erhöhten RAS-Aktivität im Gehirn führen. Erhöhte RAS Aktivität hat vielseitige Effekte auf den Gefäßwand, wie zb. Vasokontraktion, Gefäßwandverdickung oder Veränderung der Permeabilität des Blut-Gehirnschrankes. Unsere genetisch-epidemiologische Untersuchung, zeigte dass dieser Variant eine evolutionsgeschichtlich frühzeitige AGT-Promoter darstellt. Wir erwarten, dass aus den Ergebnissen dieses Projektes neue Ansätze zur Therapie der Kleingefäßerkrankung des Gehirns erwachsen. Unsere Ergebnisse lassen vermuten, dass RAS-Inhibitoren, welche schon jetzt als sichere und effektive Antihypertensiva ihre Verwendung finden, den Ablauf von zerebraler Mikroangiopathie günstig beeinflussen könnten.