Dokument: Der Einfluss von anorganischem Nitrit auf die microRNA Expression im akuten myokardialen Ischämie/Reperfusionsschaden

Titel:	Der Einfluss von anorganischem Nitrit auf die microRNA Expression im akuten myokardialen Ischämie/Reperfusionsschaden
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=46636
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20180731-131905-2
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Messiha, Daniel [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 1,15 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 31.07.2018 / geändert 31.07.2018
Beitragende:	Prof. Dr. Rassaf, Tienush [Gutachter] Prof. Dr. Al-Hasani, Hadi [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Der Myokardinfarkt ist weltweit einer der führenden Gründe für Morbidität und Mortalität. Die Revaskularisierung des ischämischen Myokards ist der zentrale Schritt in der Therapie des Myokardinfarktes. Obgleich bei ausbleibender Reperfusion das Myokard irreversibel geschädigt wird, stellt die Reperfusion selbst einen kritischen Schritt dar und führt zum so genannten Ischämie/Reperfusionsschaden (I/R-Schaden). Mechanismen zur Reduzierung des akuten I/R-Schadens sind noch nicht ausreichend verstanden. MicroRNAs (miRNAs) sind kurze Nukleotidsequenzen mit der Eigenschaft, akut die Translation von mRNAs zu inhibieren. Sie sind in zahlreiche kardiovaskuläre Pathologien involviert und nehmen modulierenden Einfluss auf apoptotische und zellenergetische Signalkaskaden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde hypothetisiert, dass miRNAs bereits in der frühen Phase des I/R-Schadens dysreguliert werden. Weiterhin wurde untersucht, ob der kardioprotektive Nitrit-NO-Metabolismus auf diese Dysregulation Einfluss nehmen kann.1, 2 Hierzu wurde ein in vivo Mausmodell mit 30 Minuten Ischämie und 5 Minuten Reperfusion gewählt. Der Interventionsgruppe wurde 5 Minuten vor Beginn der Reperfusion intrakavitär 1,67 μmol Nitrit/kg Körpergewicht injiziert. Der Kontrollgruppe wurde NaCl appliziert. Von den 290 detektierten miRNAs waren nach der Ischämie 6 miRNAs herunter- und nach der Reperfusion weitere 9 miRNAs hochreguliert. Nitrit verhinderte die Hochregulierung von fast 50% der im I/R-Schaden regulierten miRNAs. Genexpressions- und in-silico Analysen zeigten eine miRNA-mRNA Interaktion zwischen zwei dieser regulierten miRNAs (miR 146b und miR 339-3p) und der für IRAK-M kodierenden mRNA. Neben der Kongruenz beider miRNAs zu dem 3’UTR Ende der mRNA, weist auch die inverse Regulierung auf eine wahrscheinliche Interaktion hin. IRAK-M ist als anti-apoptotischer und anti-inflammatorischer Modulator bekannt. Bereits im hepatischen I/R-Schaden wurde IRAK-M als protektiv beschrieben.3 Funktionale Analysen (KEGG- und Panther Signalwege) zeigten nach Nitritapplikation in der frühen Reperfusion weitere 21 signifikant regulierte mRNA Transkripte, welche in apoptotische und zellenergetische Signalkaskaden involviert sind. Unabhängig davon konnten im Rahmen dieser Arbeit mittels Next Generation Sequencing und konsekutiver Verifizierung in Real Time RT qPCR Experimenten 3 kardiale miRNAs in vivo und in vitro erstbeschrieben werden („Chr M“, „Chr 6“, „Chr 10“). Eine Regulation im akuten I/R-Schaden oder nach Nitritapplikation zeigte sich nicht. Zusammenfassend wurde in der vorliegenden Arbeit eine spezifische miRNA Regulation im frühen myokardialen I/R-Schaden im in vivo Mausmodell gezeigt. Diese wurde durch exogene Nitritzufuhr im nanomolaren Bereich im Sinne einer Kardioprotektion beeinflusst. Weitere Arbeiten zur Aufklärung der kausalen und mechanistischen Hintergründe einer solchen Interaktion sind erforderlich. Disruption of blood flow to the myocardium is the underlying cause of myocardial infarction. While the foremost therapeutic goal is to reperfuse the ischemic myocardial areas, it is now known that reperfusion itself can add damage to the myocardium, the so-called ischemia/reperfusion (I/R) injury. Therapeutic means to ameliorate the I/R-injury are incompletely understood. MicroRNAs (miRNAs) are 18-24 long nucleotid sequences that can directly inhibit mRNA translation and thus can influence intracellular proteomics within seconds. MiRNAs are known to be involved in many cardiovascular pathologies by targeting apoptotic and cellular bioenergetic pathways among others. The main goal of this thesis was to examine miRNA regulation patterns within the first few minutes of the early I/R-injury and to elucidate whether application of the cardioprotective nitrite-nitric oxide metabolism can influence these miRNA regulation patterns. To investigate the early phase of I/R-injury a in vivo mouse model with 30 minutes of ischemia and 5 minutes of reperfusion was chosen. In the last 5 minutes of ischemia, mice were treated intracardially with a single dose of either nitrite or saline. MiRNA levels were quantified by Real Time RT qPCR. After 30 minutes of ischemia, out of the 290 detected miRNAs 6 miRNAs were downregulated. After 5 minutes of reperfusion, 9 miRNAs were upregulated. Nitrite treatment prevented the upregulation of almost 50% of the dysregulated miRNAs in the reperfusion control group (e.g. miR 146b, miR 339-3p). In-silico analysis showed IRAK-M to be a putative target of those miRNAs (miR 146b, miR 339-3p) and was correspondingly inversely regulated on mRNA and protein level, which supports the in-silico findings. Further work is necessary to verify a direct interaction between miR 146b, miR 339-3p and IRAK-M. IRAK-M is known to have anti-apoptotic and anti-inflammatory capacities. Functional analysis studies (KEGG- and Panther-pathways) revealed 21 significantly regulated mRNA transcripts in the early I/R-injury after nitrite treatment, which are also involved in apoptotic and cellular bioenergetic pathways. Furthermore, 3 de-novo miRNA sequences were described in this thesis (“Chr M“, “Chr 6“, “Chr 10“). They were detected by “Next Generation Sequencing“ and verified by Real Time RT qPCR in vivo and in vitro. A specific regulation pattern during the course of early I/R-injury was not observed. Further studies are necessary to examine potential targets and to evaluate the functional significance of these 3 miRNAs. In conclusion, with this thesis a specific in vivo miRNA regulation pattern of the early phase of I/R-injury was characterized. Nitrite treatment can acutely interfere with this miRNA regulation pattern within the first minutes of the I/R-injury in a cardioprotective fashion. This provides a new mechanistic understanding of the already known cardioprotective capacities of the nitrite-nitric oxide metabolism and can lead to new therapeutic options.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	31.07.2018
Dateien geändert am:	31.07.2018
Promotionsantrag am:	28.09.2017
Datum der Promotion:	24.07.2018