Einfluss der 3-Hydroxy-3-Methylglutaryl-Coenzym A-Reduktase-Inhibitoren auf die Aktivita?t des Proteasoms

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Abstrakt Statine werden in der Therapie von Hypercholesterolämie sehr effektiv eingesetzt. Durch ihren Eingriff in den Cholesterolstoffwechsel über eine Hemmung der HMG-CoA-Reduktase wird die Bildung des Cholesterols verhindert. Aus therapeutischer Sicht wirken sie sich auf diese Weise sehr günstig auf atherosklerotische Veränderungen aus. In zahlreichen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass ?-clasto Lactacystin, ein bekannter Proteasominhibitor, und die CSE-Hemmer gemeinsame biologische Wirkungen aufweisen. Weiterhin ließ sich eine strukturelle Ähnlichkeit, in Form des ?-Laktonrings, zwischen den Statinen und ?-clasto Lactacystin erkennen [Rao 1999]. Aufgrund dieser Parallelitäten wurde vermutet, dass die Statine ihre Wirkung zum Teil über eine Hemmung des Proteasoms entfalten. In Zellkulturexperimenten wurden die Effekte von Simvastatin (Prodrug), Atorvastatin, Pravastatin und dem Proteasomhemmer Lactacystin auf zwei Endothelzelllinien (CPAE und Ea.hy926) und primäre vaskuläre glatte Muskelzellen (VSMCs) bezüglich ihres Verhaltens auf die Morphologie, die Proliferation, die Viabilität und die Proteasomaktivität untersucht. Sowohl die Statine als auch Lactacystin induzierten vergleichbare morphologische Veränderungen und beeinflussten die Proliferation von CPAE-Zellen. In den eigenen Versuchen konnten die durch Statine induzierten Effekte durch Mevalonat revertiert werden. Die durch Lactacystin verursachten Veränderungen wurden durch Mevalonsäure nicht beeinflusst. Wie erwartet hemmte Lactacystin in den untersuchten CPAE-Zellen signifikant die proteasomale Aktivität. Im Gegensatz dazu blieb die Proteasomaktivität nach einer Statinbehandlung unbeeinflusst. Ähnliche Ergebnisse wurden auch in den Ea.hy926 und den VSMCs deutlich. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass sogar hohe Dosen der Statine die Aktivität der gereinigten 20S Proteasomen nicht modulieren. Aus diesen Ergebnissen lässt sich schlussfolgern, dass die ähnlichen biologischen Effekte der Statine und des Lactacystins nicht über einen gemeinsamen Mechanismus der Proteasominhibition funktionieren. Die Statine spielen bei der Regulation des Cholesterolstoffwechsels eine entscheidende Rolle. Diese Substanzen können sehr erfolgreich in der Therapie atherosklerotischer Erkrankungen 6 Abstract eingesetzt werden. Ihre positiven Eigenschaften lassen sich nicht durch eine Modulation der Proteasomaktivität erklären. Schlagwörter: Statine, ?-clasto Lactacystin, Strukturähnlichkeit, Morphologie, Modulation der Proteasomaktivität 7 Abstract Abstract Statins are utilised very efficient in the treatment of hypercholesterolemia. By their direct intervention in the metabolism of cholesterol via an inhibition of HMG-CoA-reductase a formation of cholesterol is prevented. Thus these substances have a beneficial effect on atherosclerotic changes. In a lot of studies ?-clasto lactacystin, a well known inhibitor of the proteasome, and statins were shown to have common biological effects. The statins and ?-clasto lactacystin have a similarity in structure in form of a ?-lactone ring. Because of these parallelisms it was assumed that statins deploy their effects partly though inhibition of the proteasome. The effect of simvastatin, atorvastatin and pravastatin as well as of the proteasome inhibitor ?- clasto lactacystin was studied on morphology, proliferation, viability and on proteasomal activity in two mammalian endothelial cell lines (CPAE and Ea.hy926) and in primary vascular smooth muscle cells (VSMCs). Both statins and lactacystin induced comparable morphological changes and attenuated proliferation of CPAE. Whereas the statin-induced effects were reversed by mevalonic acid, however, the lactacystin-induced alterations were not influenced by mevalonic acid. As expected, lactacystin caused a significant loss of proteasomal activity measured in the extracts of treated cells. The extracts of statin-treated CPAEs exhibited unchanged activities. This result was also confirmed in Ea.hy926 cells and in primary rat VSMCs. It is shown, that even high dosis of statins do not modulate the activity of purified human 20S proteasomes. The conclusion was that similar biological effects of statins and the well known proteasome inhibitor lactacystin in vascular cells are not caused by a common inhibitory mechanism of action on the proteasome. Statins play an important role in the regulation of metabolism of cholesterol. These substances are used successful in the therapy of atherosclerotic lesions. However their positive features cannot be defined by modulation of proteasome activity. 8 Abstract