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Einleitung: Atherosklerotische Veränderungen haben einen signifikanten Einfluss auf die Funktion verschiedener Gene, deren Transkription und Translation. Mit dem Fortschreiten der Atherosklerose können ebenfalls epigenetische Modifizierungen des Chromatins, vor allem betreffend DNA-Methylierung und Histon-Acetylierung, erscheinen. Über solche epigenetischen Veränderungen in Patienten mit fortgeschrittenen Carotisläsionen ist bislang nichts bekannt. Aus diesem Grund war das Ziel der vorliegenden Studie die Untersuchung der Epigenetik in anfänglichen und fortgeschrittenen humanen Carotisläsionen. Weiterhin wurde ebenfalls der Zustand der DNA-Methylierung im Serum zwischen diesen Patienten und gesunden Probanden verglichen.

Material und Methoden: Im Rahmen einer Pilotstudie, um potentielle epigenetischen Veränderungen in fortgeschrittenen Carotisläsionen festzustellen, wurden insgesamt 12 Patienten mit hochgradigen Carotisplaques und einer vollständigen atherosklerotischen Läsion (Stadium I bis VII) ausgesucht und das anfängliche Stadium der Atherosklerose (I-III nach AHA) mit dem fortgeschrittenem Stadium (V-VII nach AHA) verglichen. Carotisläsionen wurden histologisch charakterisiert (Plaquemorphologie und Stabilität) und immunhistochemisch die DNA-Methylierung und Histon-Acetylierung untersucht. DNA-Isolierung aus Formalinpräparaten erfolgte gemäß einem etablierten Protokoll, DNA Bisulfit-Konvertierung mit Qiagen-Kit. Der Zustand der globalen DNA-Methylierung wurde mit Taqman-Sonde und Primern gegen repetitive DNA-Sequenzen LINE1 und SATα bestimmt.

Ergebnisse: Immunhistochemische Analysen zeigten keine signifikanten Unterschiede der globalen DNA-Methylierung zwischen den Studiengruppen. Im Gegensatz dazu wurde in fortgeschrittenen atherosklerotischen Läsionen deutlicher Anstieg der Histon-Acetylierung beobachtet. Im fortgeschrittenen Stadium der Atherosklerose zeigten weiterhin alle Carotisplaques signifikant verringerten Methylierungszustand (LINE1, SATα) verglichen mit anfänglichem Stadium (Reduktion um 40-60%, p < 0,05). Weiterhin wurde eine Verringerung der globalen DNA-Methylierung im Serum der Carotispatienten beobachtet, verglichen mit gesunden Probanden.

Schlussfolgerung: Epigenetische Veränderungen und Modifikationen des Chromatins sind Faktoren, die die Progression der Atherosklerose signifikant beeinflussen können. Unsere Ergebnisse zeigten, dass der Zustand der DNA-Methylierung und Histon-Acetylierung mit dem Fortschreiten der Atherosklerose korrelieren. Die Veränderungen der DNA-Methylierung konnten auch im Blut der Patienten mit hochgradigen Carotisläsionen nachgewiesen werden. Somit könnte der Zustand der DNA-Methylierung auch als ein unabhängiger Marker der Plaqueprogression dienen.