Monozytenheterogenität und subklinische Atherosklerose

Abstract

Einleitung Monozyten und Makrophagen sind die wichtigsten Zellen des Immunsystems in der Atherosklerose. Monozyten, die zirkulierenden Vorläufer der Makrophagen, zeichnen sich durch eine beträchtliche immunphänotypische und funktionelle Heterogenität aus. Bislang wurde die Monozytenheterogenität im Zusammenhang mit subklinischer Atherosklerose in keiner Studie beim Menschen untersucht. Methodik In der vorliegenden Arbeit, welche einen Teilaspekt der I LIKE HOMe Studie (Inflammation, Lipid Metabolism and Kidney Disease in Early Atherogenesis - The Homburg Evaluation) darstellt, wurden im Rahmen einer Querschnittsstudie 622 kardiovaskulär gesunde Mitarbeiter des Universitätsklinikums des Saarlandes rekrutiert. Die Intima-Media-Dicke wurde als Marker der subklinischen Atherosklerose gemessen, das Vorhandensein traditioneller kardiovaskulärer Risikofaktoren überprüft und durchflusszytometrisch die Monozytenheterogenität mittels der Oberflächenmarker CD14 und CD16 untersucht. Differenziert werden konnte zwischen CD16- (=CD14++CD16-) und CD16+ (=CD14++CD16+ und CD14+CD16+) Monozyten. Ergebnisse Die Studienpopulation stellt ein kardiovaskuläres Niedrig-Risikokollektiv dar (63,4% Frauen, Durchschnittsalter 42±8 Jahre). Weder Gesamtmonozytenzahlen, noch CD16- Monozyten korrelieren mit der Intima-Media-Dicke, oder traditionellen kardiovaskulären Risikofaktoren. Allerdings zeigt sich eine signifikante Korrelation zwischen der IMT und CD16+ Monozyten (r=0,137; p=0,001). Weiterhin korrelieren CD16+ Monozyten mit den kardiovaskulären Risikofaktoren Alter (r=0,125; p=0,003), BMI (r=0,220; p<0,001), mittlerer Blutdruck (r=0,182; p<0,001), und invers mit dem HDL-Cholesterin (r=-0,100; p=0,016). Die genaue Unterteilung der CD16+ Monozyten in CD14++CD16+ Monozyten und CD14+CD16+ Monozyten zeigt, dass nur letztere mit der Intima-Media-Dicke und Risikofaktoren korrelieren. Schlussfolgerung Bei der vorliegenden Arbeit, handelt es sich um die ersten Daten, welche eine Assoziation zwischen subklinischer Atherosklerose und einer spezifischen Monozytensubpopulation aufzeigen. CD16+ Monozyten zeichnen sich durch ihre hohe Sekretion proinflammatorischer Zytokine aus. Darüber hinaus kommt es zu einem Anstieg der CD16+ Zellzahlen bei zahlreichen inflammatorischen Erkrankungen. Diese Monozytensubpopulation besitzt weiterhin eine hohe endotheliale Affinität und einen großen Stellenwert in der Immunabwehr. Kürzlich konnte in tierexeperimentellen Arbeiten die Rolle der Monozytenheterogenität in der Atherosklerose aufgezeigt werden. Die vorliegende Arbeit transferiert diese Erkenntnisse über den inflammatorischen Prozess der Atherosklerose vom Tiermodell auf den Menschen. CD16+ Monozyten könnten zukünftig Ziele therapeutischer Intervention werden.

Introduction Monocytes and monocyte-derived macrophages are the cellular hallmark in the initiation and further progression of atherosclerosis. Monocytes display immunophenotypic heterogeneity with functionally distinct subpopulations. So far no study investigated monocyte subpopulations in human early atherogenesis. We initiated the I LIKE HOMe study to examine monocyte heterogeneity in subclinical atherosclerosis. Methods The subsequent work, which is part of the I LIKE HOMe study (Inflammation, Lipid Metabolism and Kidney Disease in Early Atherogenesis - The Homburg Evaluation), recruited 622 healthy employees of the Saarland University Hospital. We measured carotid intima-media-thickness (IMT) and checked for the presence of traditional cardiovascular risk factors. Via flow-cytometry, monocytes were differentiated into CD16- (=CD14++CD16-) and CD16+ cells, which were further subdivided into CD14++CD16+ and CD14+CD16+ cells. Results The I LIKE HOMe study consisted of a low risk population (63.4% female, mean age 42±8 years). Total or CD16- monocytes were neither correlated with IMT, nor with traditional risk factors. However, we found a significant correlation between IMT and CD16+ monocytes (r=0,137; p=0,001). Furthermore, CD16+ monocytes correlated with the cardiovascular risk factors age (r=0,125; p=0,003), BMI (r=0,220; p<0,001), mean blood pressure (r=0,182; p<0,001), and inversely with HDL-cholesterol (r=-0,100; p=0,016). When further differentiating CD16+ monocytes into CD14++CD16+ and CD14+CD16+ cells, only the latter subset was correlated with IMT and traditional risk factors. Conclusion For the first time, we describe an association between subclinical atherosclerosis and a specific monocyte subset. CD16+ monocytes are potent producers of proinflammatory cytokines. Their cell count increases in numerous inflammatory conditions. Furthermore they show high endothelial affinity and are highly commited to immune surveillance. Recent animal studies established the role of monocyte heterogeneity in atherosclerosis. With this study we provide translational evidence for the specific role of CD16+ monocytes in the inflammatory disorder atherosclerosis. CD16+ monocytes might become potential therapeutic targets.