Herz-Kreislauf-Funktion und Biomechanik bei HHcy

Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind die häufigste Todesursache weltweit. In den meisten Fällen werden sie durch Atherosklerose verursacht. Aufgrund der Plaqueentwicklung und der Veränderungen in der Gefäßwand kann Atherosklerose zu einer Verengung und Versteifung der Aorta führen, wodurch die Blutversorgung des Körpers beeinträchtigt werden kann. Das Verständnis der Risikofaktoren für Atherosklerose und Herzfunktionsstörungen ist daher wichtig, um Herz-Kreislauf-Erkrankungen besser zu diagnostizieren, zu behandeln oder gar verhindern zu können. Die Ursachen für Atherosklerose sind heutzutage durch etablierte Risikofaktoren wie Hypercholesterinämie (HCL) nicht gänzlich erklärbar. Auch der Einfluss der verschiedenen Risikofaktoren für Herzfunktionsstörungen ist ebenfalls nicht ausreichend geklärt. Hyperhomocysteinämie (HHcy) ist ein verbreiteter pathologischer Zustand, welcher durch eine Erhöhung des Homocystein-Spiegels im Blut gekennzeichnet ist. HHcy ist ein unabhängiger Risikofaktor für Atherosklerose, erhöht das kardiovaskuläre Risiko in Kombination mit HCL, korreliert stark mit der kardiovaskulären Mortalität und wird auch mit Herzfunktionsstörungen, Kardiomyopathie, Herzinsuffizienz und plötzlichem Tod in Verbindung gebracht. HHcy ist in 5-10% der Allgemeinbevölkerung und bei bis zu 30% der älteren Menschen nachweisbar. Während schwere HHcy durch genetische Defekte beim Homocysteinabbau verursacht wird, kommt milde HHcy durch einen Mangel an Vitaminen, die für den Homocysteinabbau erforderlich sind, zustande und macht 2/3 der HHcy-Inzidenz aus. Die Ansammlung von fibrotischem, kollagenreichem Gewebe in der Aorta und im Myokard, die zu eine Beeinträchtigung von biomechanischen Eigenschaften des Gewebes führt, kann ein zentraler Mechanismus sein, durch den HHcy zu Herz-Kreislauf- Erkrankungen beitragen oder diese sogar auslösen kann. Dieser sowie andere durch erhöhtes Homocystein induzierbare pathologische Mechanismen, könnten unabhängig oder zusammen mit HCL zu einer Aorten- und/oder Herzfunktionsstörungen führen oder beitragen. In einem Kooperationsprojekt zwischen der Karl-Franzens-Universität Graz, der Medizinischen Universität Graz und der Technischen Universität Graz wollen wir aufklären, ob und wie HHcy zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen beiträgt oder diese sogar auslöst, sowie die damit verbundenen Mechanismen untersuchen. Dafür sollen verschiedene Ansätze und Spitzentechnologien angewendet werden, darunter Magnetresonanztomographie, biomechanische Tests, Fluoreszenzmikroskopie, kohärente Anti-Stokes-Raman- Streuspektroskopie, massenspektrometrie-basierte Lipidomik und Proteomik, sowie Modellierung und Simulationsrechnungen. Die in diesem Projekt gewonnenen Erkenntnisse werden dazu beitragen, den Zusammenhang zwischen HHcy und Herz-Kreislauf- Erkrankungen besser zu verstehen und die Entwicklung therapeutischer Ansätze zur Behandlung den HHcy- assoziierter kardiovaskulärer Erkrankungen zu ermöglichen.