Ein Protein, von dem kürzlich herausgefunden wurde, dass es das Wachstum von Blutgefäßen fördert, scheint nun auch Gefäße vor Undichtigkeiten zu schützen, ein potenzieller Segen für die Behandlung chronischer Entzündungskrankheiten
und für neue Therapien, die gesunde Blutgefäße in beschädigten Herzen und Gliedmaßen wachsen lassen.

Das Protein, bekannt als Angiopoietin-1 oder Ang1, kann undichte Gefäße wieder normalisieren, die Wirkung von Substanzen blockieren, die Gefäße undicht machen, und die Wirkung eines anderen natürlichen Stimulans für das Blutgefäßwachstum, bekannt als VEGF, ergänzen, berichten Forscher der UC San Francisco und Regeneron Pharmaceuticals, Inc. in der Ausgabe vom 24. Dezember in Science.

(VEGF steht für vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor, der im Mittelpunkt aktueller klinischer Studien zur Steigerung des Blutgefäßwachstums in Gliedmaßen und Herzen mit unzureichender Blutversorgung steht.)

Die neuen Erkenntnisse, die auf Untersuchungen von Blutgefäßen in der Haut von Mäusen beruhen, „lassen die Möglichkeit aufkommen, dass eine Kombination von VEGF und Ang1 additive Wirkungen bei der Förderung der Angiogenese (Wachstum neuer Blutgefäße) haben könnte, mit dem zusätzlichen positiven Effekt, dass keine undichten Gefäße gebildet werden“, schreiben die Autoren in der Science-Veröffentlichung. Bei einigen Patienten kommt es nach der VEGF-Behandlung zu Gewebeschwellungen aufgrund von undichten Blutgefäßen, so die Wissenschaftler.

Dabei geht es nicht um Gefäße, aus denen Blut austritt, sondern um Plasma, den Teil des Blutes, in dem die roten Blutkörperchen fehlen. Plasmaaustritt kann bei Entzündungen auftreten, die so leicht sind wie eine Reaktion auf einen Mückenstich oder so schwer wie chronische Arthritis und Asthma. Die Wissenschaftler weisen darauf hin, dass es nur wenige Behandlungsmöglichkeiten für Plasmaverluste gibt und dass die Behandlungen viele Nebenwirkungen haben.

In Bezug auf das Potenzial von Ang1 in der Angiogenesetherapie „scheint die Kombination der beiden Wachstumsfaktoren besser zu funktionieren als einer von ihnen allein“, erklärt Dr. Gavin Thurston, Assistenzprofessor für Anatomie an der UCSF und Hauptautor der Science-Studie. „Bei einigen Patienten, die mit VEGF behandelt werden, schwillt das Gewebe aufgrund von Plasmaleckagen an, was zu einer Kaskade weiterer Probleme führen kann. Unsere Studie zeigt, dass Ang1 diese Leckage wahrscheinlich verhindern kann.“

VEGF und Ang1 sind die einzigen natürlichen wachstumsfördernden Proteine, die nachweislich speziell auf die Zellen wirken, die die Blutgefäße auskleiden – die Endothelzellen. VEGF wurde vor mehr als zehn Jahren identifiziert, Ang1 erst vor drei Jahren.

Thurston und der Hauptautor Donald M. McDonald, MD, PhD, und UCSF-Professor für Anatomie, führten die Experimente, die zu den neuen Erkenntnissen führten, zusammen mit George Yancopoulos, MD, PhD, und anderen Wissenschaftlern von Regeneron Pharmaceuticals, Inc. durch, einem Biotechnologieunternehmen mit Sitz in Tarrytown, NY, wo Ang1 entdeckt wurde.

Die neuen Studien, über die in dem Papier berichtet wird, untersuchten die Auswirkungen von Ang1 und VEGF, sowohl einzeln als auch zusammen, auf die Leistungsfähigkeit der Blutgefäße in der Haut von Mäusen. Die
Mäuse wurden gentechnisch so verändert, dass sie die wachstumsfördernden Proteine in der Haut überproduzieren, wo die Auswirkungen auf die Blutgefäßleckage beobachtet werden konnten.

Die Studien bestätigten, dass jedes Protein das Blutgefäßwachstum anregt. Während jedoch VEGF allein zu neuen, undichten Gefäßen führte, hatte Ang1 allein keine solche Wirkung und verhinderte, was noch auffälliger ist, die undichte Wirkung von VEGF sowie anderer Substanzen, die normalerweise Gefäße undicht machen.

Zusammen scheinen die beiden Proteine das Beste aus beiden Welten zu bieten, so die Schlussfolgerung der Wissenschaftler. VEGF regt das Wachstum neuer, kleiner Gefäße an, und Ang1 unterstützt die Reifung der Gefäße. Als zusätzlicher Bonus scheint Ang1 die durchlässigkeitsfördernde Wirkung von VEGF zu neutralisieren.

Die Undichtigkeit von Blutgefäßen ist ein häufiges und potenziell ernstes Problem in der klinischen Medizin. „Sie tritt bei Augenkrankheiten auf, die zur Erblindung führen können, sowie bei Asthma, chronischer Bronchitis, Arthritis und anderen chronischen Entzündungen“, so McDonald, in dessen UCSF-Labor viele der Experimente der Studie durchgeführt wurden.

„Es wurden viele Substanzen identifiziert, die Gefäßleckagen und anschließende Schwellungen verursachen können, aber nur wenige Dinge bewirken das Gegenteil. Und die Medikamente, die der Schwellung entgegenwirken, wie z. B. Glukokortikoide, haben oft schwere Nebenwirkungen. Ang1 ist ein körpereigener Wachstumsfaktor und scheint nun ein guter Kandidat zu sein, um Schwellungen ohne schädliche Nebenwirkungen zu bekämpfen.“

Die neue Erkenntnis verspricht zwar einen großen therapeutischen Nutzen, doch die Autoren betonen, dass noch untersucht werden muss, ob Ang1 seine Wirkung gegen Leckagen auch bei Krankheiten entfalten kann.

„Wir arbeiten daran, Ang1 an undichte Gefäße in ansonsten normalen Mäusen zu verabreichen“, sagt Thurston. Durch diese Erweiterung der Forschung hoffen die Wissenschaftler, Ang1 als Therapeutikum für undichte Blutgefäße einsetzen zu können und mehr darüber zu erfahren, wie es seine Wirkung auf Endothelzellen ausübt.

Zu den Co-Autoren des Science-Artikels und den Forschungskollegen von Thurston, McDonald und Yancopoulos gehören Chitra Suri, PhD, Wissenschaftlerin, und Joyce McClain, wissenschaftliche Mitarbeiterin, beide bei Regeneron Pharmaceuticals; Kelly Smith, wissenschaftliche Mitarbeiterin
in der Anatomie und am Cardiovascular Research Institute an der UCSF; und Thomas Sato,
PhD, an der University of Texas, Southwestern Medical Center in Dallas.

Neben seiner Professur an der UCSF ist McDonald Forscher am UCSF Cardiovascular Research Institute. Yancopoulos ist Senior Vice President, Forschung, und Chief Scientific Officer bei Regeneron.

Die Forschung wurde teilweise vom National Heart, Lung and Blood Institute der National Institutes of Health finanziert.

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