Angiotensin Converting Enzyme 2

1 Definition

Angiotensin Converting Enzyme 2, kurz ACE2, ist eine Exopeptidase, die vor allem von Gefäßendothelzellen im Herz und in den Nieren, aber auch in Atemwegsepithelien^[1] und im Gastrointestinaltrakt exprimiert wird. Sie ist die Zielstruktur verschiedener Coronaviren, u.a. von SARS-CoV und SARS-CoV-2.

2 Biochemie

ACE2 ist eine transmembranäre Metallocarboxypeptidase aus 805 Aminosäuren. Zink- und Chlorid-Ionen fungieren als Kofaktoren. Die extrazelluläre Region besteht aus zwei Domänen, eine Zink-Metallopeptidase-Domäne und eine C-terminale Collectrin-Homologie-Domäne. Das Enzym weist eine Homologie zum Angiotensin Converting Enzyme (ACE) auf.

ACE2 wird durch das ACE2-Gen auf dem X-Chromosom (Genlokus Xp22.2) kodiert. Neben der Expression als Transmembranprotein existiert auch eine lösliche Form, die im Serum vorkommt.

3 Funktion

ACE2 spaltet Angiotensin II in Angiotensin (1-7), das über MAS- und AT2-Rezeptoren antiinflammatorische und lungenprotektive Effekte besitzt.

4 Klinik

4.1 Infektiologie

ACE2 dient als Haupteintrittspunkt für einige Coronaviren. Die Erreger binden mit ihren Spike-Proteinen an das Enzym und gelangen durch anschließende Fusion in die Wirtszelle.^[2] Die ACE2-Expression nimmt vom Pharynx bis zu den Alveolen hin zu. Außerdem wird vermutet, dass SARS-CoV-2 eine höhere Affinität zu ACE2 besitzt als SARS-CoV. Dies würde eine schnellere und effektivere Virusübertragung im Rahmen der COVID-19-Pandemie erklären.

Patienten, die Arzneistoffe einnehmen, welche die Expression von ACE2 verstärken - zum Beispiel ACE-Hemmer oder Sartane, haben möglicherweise ein höheres Infektionsrisiko und sollten nach Meinung einiger Autoren auf Calciumantagonisten umgestellt werden.^[3][4] Die betreffenden Fachgesellschaften sehen hingegen zur Zeit (4/2020) noch keinen Handlungsbedarf.^[5][6]

4.2 Pharmakologie

Humanes rekombinantes ACE2 (APN01) ist ein experimenteller Therapieansatz, der bei akutem Lungenversagen (ARDS) und pulmonaler Hypertonie geprüft wird.^[7] Des Weiteren wird es derzeit (2020) zur Therapie von COVID-19 getestet.^[8][9]

5 Quellen

1. ↑ Hong Peng Jia et al. ACE2 Receptor Expression and Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus Infection Depend on Differentiation of Human Airway Epithelia, J Virol. 2005 Dec; 79(23): 14614–14621, abgerufen am 27.03.2020
2. ↑ Kuba K et al. A crucial role of angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) in SARS coronavirus-induced lung injury, Nat Med. 2005 Aug;11(8):875-9. Epub 2005 Jul 10, abgerufen am 30.03.2020
3. ↑ Zheng Y et al. COVID-19 and the cardiovascular system, Nat Rev Cardiol (2020), abgerufen am 30.03.2020
4. ↑ Fang, L. et al. Are patients with hypertension and diabetes mellitus at increased risk for COVID-19 infection?, The Lancet, März 2020, abgerufen am 27.03.2020
5. ↑ ESC Position Statement of the ESC Council on Hypertension on ACE-Inhibitors and Angiotensin Receptor Blockers, abgerufen am 27.03.2020
6. ↑ The Renal Association, UK position statement for patients: novel corona virus infection and the use of blood pressure medications. abgerufen am 27.03.2020
7. ↑ Zhang H, Baker A Recombinant human ACE2: acing out angiotensin II in ARDS therapy, Crit Care. 2017 Dec 13;21(1):305, abgerufen am 30.03.2020
8. ↑ Zhang H et al. Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) as a SARS-CoV-2 receptor: molecular mechanisms and potential therapeutic target, Intensive Care Med. 2020 Apr;46(4):586-590, abgerufen am 30.03.2020
9. ↑ clinicaltrials.gov APN01, abgerufen am 30.03.2020