Wissenschaftler entdecken, wie Blutflussmuster Arterienerkrankungen durch einen Enzymschalter auslösen

Diese bahnbrechende Forschung erklärt, wie Blutflussmuster die Gesundheit der Arterien auf molekularer Ebene direkt beeinflussen, und bietet neue Einblicke in die Prävention von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Das Verständnis dieses Mechanismus könnte zu gezielten Therapien gegen Atherosklerose führen, einer häufigen Ursache von Herzinfarkten und Schlaganfällen.

Die Forscher untersuchten, wie oszillatorischer Scherstress durch gestörten Blutfluss die Endothelzellen in den Arterienwänden beeinflusst. Sie nutzten dabei verschiedene Ansätze, darunter Genomanalyse, Massenspektrometrie und genetisch veränderte Mäuse, um den vollständigen molekularen Signalweg nachzuverfolgen.

Das Team entdeckte, dass gestörter Blutfluss KLF2 reduziert – ein schützendes Protein, das normalerweise DAPK2 unterdrückt. Wenn DAPK2 zunimmt, phosphoryliert es PKM2 an einer bestimmten Stelle, wodurch PKM2 Dimere bildet und in den Zellkern wandert. Nukleäres PKM2 aktiviert anschließend Entzündungsgene wie VCAM-1 und ICAM-1 und fördert so die Atherosklerose. Mäuse ohne endotheliales DAPK2 zeigten eine deutlich reduzierte Plaquebildung.

Dieser Signalweg stellt eine direkte Verbindung zwischen mechanischen Kräften und genetischen Reaktionen in Blutgefäßen dar. Die Erkenntnisse legen nahe, dass eine gezielte Hemmung von DAPK2 oder die Verhinderung der PKM2-Phosphorylierung vor Atherosklerose schützen könnte. Da gestörter Blutfluss natürlicherweise an Arterienverzweigungen und -kurven auftritt, hilft dieser Mechanismus zu erklären, warum sich Plaques an vorhersehbaren Stellen entwickeln. Die Forschung bestätigt zudem die PKM2-Phosphorylierung als potenziellen Biomarker für die kardiovaskuläre Risikobewertung und das therapeutische Monitoring.