Onderzoekers ontdekken waarom aorta-aneurysma's zich vormen in de boog of het abdominale segment

Verwijde bloedvaten in de aorta kunnen levensbedreigend zijn als ze scheuren. Zogenaamde aorta-aneurysma's ontstaan meestal op dezelfde plaatsen in het grote bloedvat: in de bovenboog of in de buik.

"We wilden begrijpen waarom deze specifieke plekken zijn aangetast. Wat onderscheidt ze van andere?", zegt professor Daniela Wenzel, hoofd van de afdeling Systeemfysiologie aan de Ruhr-Universität Bochum, Duitsland.

Een onderzoek naar genactiviteit in de binnenste laag van bloedvaten toonde aan dat zelfs bij gezonde muizen afwijkingen in deze gebieden voorkomen. Het onderzoeksteam publiceerde hun bevindingen op 4 juli in het tijdschrift Angiogenesis.

De stempeltechniek vergemakkelijkt de analyse van endotheel-RNA

Om erachter te komen wat de herhaaldelijk aangetaste vaatgebieden onderscheidt van andere, ontwikkelden Wenzel en haar team uit Bochum en Bonn, onderdeel van het Collaborative Research Center/Transregio 259 "Aortaziekten", een methode om specifiek het aorta-endotheel te bestuderen, de binnenste laag van het bloedvat.

"We weten van andere vaatziekten, zoals atherosclerose, dat er veranderingen in deze binnenste laag plaatsvinden lang voordat er symptomen optreden", aldus de onderzoeker.

De onderzoekers konden met behulp van een cold-stamping-techniek alleen aorta-endotheelcellen isoleren uit gezonde muizen. Uit deze kleine monsters, die slechts ongeveer 350 individuele cellen bevatten, konden ze het RNA isoleren en bestuderen. Ze analyseerden de genetische activiteit in verschillende delen van de aorta en vergeleken gebieden waar vaak aneurysma's ontstaan met gebieden waar dat niet gebeurt.

Genetische afwijkingen

"We hebben specifieke patronen van geactiveerde genen geïdentificeerd op de plaatsen waar de extensies zich vaak vormen", legt Alexander Bruckner uit, promovendus in de werkgroep van het Instituut voor Fysiologie I van het Universitair Ziekenhuis Bonn en de Universiteit van Bonn, en eerste auteur van de studie. "Deze ongewoon actieve genen beïnvloeden bijvoorbeeld veranderingen in de extracellulaire matrix, de vorming van nieuwe bloedvaten en bepaalde ontstekingsreacties."

Dergelijke genetische afwijkingen zijn ook gevonden in menselijk aneurysmaweefsel. Samen met collega's van het Instituut voor Fysiologie van de Universiteit van Lübeck bepaalden de onderzoekers ook de stijfheid van het endotheel in gezonde aortamonsters. Hoe minder elastisch het endotheel, hoe schadelijker het is voor de vaatgezondheid. Ze toonden aan dat het endotheel stijver was in gebieden waar aneurysma's vaak ontstaan dan in controlegebieden.

In de volgende stap gebruikte het team een bestaand knock-outmuismodel dat vatbaar is voor het vormen van aneurysma's door gerichte genetische modificatie. Wanneer deze muizen bovendien een hoge bloeddruk krijgen, ontstaan aorta-aneurysma's. Ze vergeleken de genetische activiteit in het aorta-endotheel van genetisch gemodificeerde muizen zonder aneurysma's met de activiteit bij muizen die aneurysma's ontwikkelden als gevolg van de extra hoge bloeddruk.

"Bij de muizen met aneurysma's vonden we een veel hogere mate van genveranderingen in dezelfde categorie als de genveranderingen bij gezonde muizen", zegt Brueckner. "De muizen met aneurysma's vertoonden ook veranderingen in de vaatwand."

De onderzoekers concludeerden dat de plekken waar aneurysma's vaak ontstaan, van nature al zwakke plekken zijn. "We weten niet precies waarom dit gebeurt - het kan te maken hebben met de mechanische omstandigheden en de bloedstroom in deze gebieden, of misschien is de veranderde genactiviteit in deze gebieden erfelijk bepaald", legt Wenzel uit.

Dat laatste lijkt aannemelijk, aangezien de aorta zich op verschillende niveaus ontwikkelt vanuit verschillende embryonale voorlopers. "Als daar risicofactoren zoals roken en hoge bloeddruk bijkomen, zijn deze gebieden bijzonder kwetsbaar voor de vorming van een vasculair aneurysma", benadrukt de arts.

Ze hoopt dat fundamenteel onderzoek zal leiden tot een beter begrip van de processen die bijdragen aan het ontstaan van aneurysma's en dat dit uiteindelijk zal leiden tot nieuwe benaderingen van medicamenteuze behandeling.