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Einleitung: Eine molekularpathologische Ursache für akute kardiovaskuläre Ereignisse liegt in der Plaqueerosion, an der die Endothelzellapoptose kausal beteiligt ist. Wir konnten in früheren Arbeiten an rupturgefährdeten Plaques zeigen, dass zum Einen Elastase in humanen atherosklerotischen Läsionen vorhanden ist und zum Anderen dort der intrazelluläre Signalweg der proapoptotischen „unfolded protein response“ (UPR) aktiviert wird. Das Ziel dieser Studie war die Untersuchung, ob Elastase in der Lage ist, spezifisch Apoptose in Endothelzellen zu induzieren.

Material und Methoden: Eine humane primäre Endothelzellinie wurde in Monokultur unter in vitro-Bedingungen dosis- und zeitabhängig mit Elastase inkubiert. Die verschiedenen Formen des Zelltodes (Apoptose, Nekrose) sowie die diversen Signaltransduktoren der UPR wurden mittels Immunhistochemie, mRNA-Analyse, TUNEL-Assay, Flow Zytometrie und Western-Blot untersucht.

Ergebnisse: Mittels TUNEL-Assay sowie Analyse der Caspase-3/-7 Aktivierung (Chemolumineszenz-Assay) konnte gezeigt werden, dass Elastase dosis- und zeitabhängig zur Endothelzellapoptose führt. Dieser Effekt war spezifisch für Endothelzellen im Gegensatz zu glatten Muskelzellen oder Makrophagen. Andere Formen des Zelltodes wie Nekrose oder Autophagie spielten nur eine untergeordnete Rolle. Die zentralen Signaltransduktoren der UPR wie GRP78 und CHOP zeigten eine signifikante Aktivierung sowohl auf Genexpressions- alsauch Proteinebene. Durch gezielten Knockdown des proapoptotischen Transskriptionsfaktores CHOP konnte die Elastase-induzierte Apoptose bei Endothelzellen signifikant inhibiert werden.

Schlussfolgerung: In dieser Arbeit konnten wir erstmalig zeigen, dass Elastase in der Lage ist, spezifisch Endothelzellapoptose über den Signalweg der UPR zu induzieren. Dieser Befund zeigt, dass Elastase ein deutlich höheres plaquedestabilisierendes Potential besitzt, als bisher aufgrund ihrer Rolle als matrixdegradierendes Enzym angenommen werden konnte. Damit ergeben sich Ansatzpunkte für eine Evaluation von Proteaseninhibitoren sowie Inhibitoren der UPR im Rahmen kardiovaskulärer Ereignisse.