Verkalkung von menschlichen Endothelzellen: Die Rolle der BMP-Signalgebung bei mechanischem Stress und Hypoxie

Wie verlieren Endothelzellen ihre Identität – und warum beginnt die Verkalkung? Die Gefäßverkalkung ist ein stiller, aber gefährlicher Prozess, der die Arterien versteift und Herz-Kreislauf-Erkrankungen beschleunigt. Diese experimentelle Studie zeigt, dass die Verkalkung keine passive Folge des Alterns ist, sondern eine aktiv regulierte Reaktion, die durch die Plastizität der Endothelzellen und die sie umgebende Mikroumgebung gesteuert wird. Anhand von menschlichen Endothelzellkulturen untersucht diese Arbeit, wie Endothelzellen eine Endothel-Mesenchym-Transition durchlaufen, osteogene Eigenschaften annehmen und die Kalziumablagerung initiieren. Es wurden fortschrittliche zwei- und dreidimensionale In-vitro-Modelle – darunter Co-Kultursysteme und selbst entwickelte mechanische Stimulationsplattformen – entwickelt, um wichtige Gefäßbedingungen ohne Tier- oder Patientenstudien nachzuahmen. Durch die kontrollierte Manipulation von Entzündungssignalen, BMP-Signalen, Sauerstoffkonzentrationen und mechanischen Kräften zeigt diese Arbeit, wie bestimmte molekulare und physikalische Signale die Verkalkung fördern oder unterdrücken. Quantitative bildgebungsbasierte Analysen zeigen, dass die Zell-Zell-Kommunikation, die dreidimensionale Organisation und biomechanische Reize das Schicksal der Endothelzellen entscheidend beeinflussen.