Dokument: Charakterisierung eines Langendorff basierten Zelltransfer Modells des kardialen Ischämie-Reperfusionsschadens
| Titel: | Charakterisierung eines Langendorff basierten Zelltransfer Modells des kardialen Ischämie-Reperfusionsschadens | |||||||
| Weiterer Titel: | Characterization of a Langendorff-based cell transfer model of cardiac ischemia-reperfusion injury | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=52025 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20200129-095057-0 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Kaya, Sema [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Jung, Christian [Gutachter] Priv.-Doz. Dr. Dr. med. Huhn-Wientgen, Ragnar [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Langendorff/ cell transfer model/ cardiac ischemia reperfusion injury/ RBC/PRP/Plasma/ kardiales Ischämie-Reperfusionsschaden | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Der akute Myokardinfarkt und seine Folgen zählen zu den häufigsten Todesursachen in der westlichen Gesellschaft. Die gängige Behandlungsmethode des akuten Myokardinfarktes zielt darauf hin durch frühzeitige Revaskularisation die myokardialen Schäden zu reduzieren. Die angestrebte Reperfusion der ischämischen Areale wiederum führt zusätzlich zur Ausbildung von sogenannten Reperfusionsschäden. Es gibt Hinweise darauf, dass Interaktionen zwischen den verschiedenen Blutzellpopulationen einerseits sowie Endothelzellen und Kardiomyozyten andererseits einen wichtigen Einfluss auf das Infarktgeschehen haben. Nun stellt sich die Frage, welchen Stellenwert die einzelnen Blutbestandteile bei der Entstehung von Ischämie-/Reperfusionsschäden (I/R-Schäden) haben.
Ziel der vorliegenden Arbeit war die Modellcharakterisierung eines ex vivo transfer- Modells an der Langendorff (LD) Anlage, mittels dessen der Einfluss von Erythrozyten junger gesunder Spender und muriner Blutbestandteile (Plasma, plättchenreiches Plasma (PRP), Erythrozyten RBCs)) auf den kardialen I/R-Schaden charakterisiert werden sollte. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass 0,4ml murines Vollblut kurz vor Einleitung einer 40-minütigen Globalischämie ausreichend ist, um die koronaren Gefäße des isoliert perfundierten Herzen zu füllen. Die ermittelten histologischen Aufnahmen sowie die Blutzellanzahl konnten beweisen, dass während der 40-minütigen Globalischämie die eingebrachten RBCs in den Koronargefäßen verbleiben. Nach Einsetzen der Reperfusion mit Krebs-Henseleit Puffer (KHB) konnten die RBCs nach einer Dauer von 60min nicht mehr nachgewiesen werden. Nach Bestätigung, des möglichen Ladevorganges, erfolgte das Einbringen muriner Blutbestandteile. Hierbei zeigten die Ergebnisse mit murinem Vollblut, Plasma, PRP und RBCs eindeutig einen positiven Effekt auf die linksventrikuläre Funktion nach 60-minütiger Reperfusion. Außerdem konnten die Versuche mit murinen Blutbestandteilen die Infarktgröße nach 120-minütiger Reperfusion, im Vergleich zur Perfusion mit KHB, signifikant reduzieren. Der Transferversuch mit humanen RBCs erzielte vergleichbare kardio-protektive Effekte wie die Perfusion mit murine RBCs. Durch Variierung des Hämatokrits konnte verdeutlicht werden, dass der positive Effekt auf die Infarktgröße auch in geringeren Konzentrationen nachweisbar ist. Die linksventrikuläre Funktion nach 60-minütiger Reperfusion zeigte nur bei physiologischen Hämatokrit-Werten (30 und 40%) eine Verbesserung auf. Die Blutgasanalysen konnten eine bessere Sauerstoffversorgung der LD-Herzen mittels RBC-KHB Suspensionen nachweisen als mit einfacher KHB- Lösung. Durch Charakterisierung des ex vivo Modells an der Langendorff-Apparatur konnte eine kostengünstige und zeiteffektive Methode zur Erforschung von Zell-Zell Interaktionen im kardialen I/R-Schaden etabliert werden. Diese Methode ermöglicht die Durchführung von Transferexperimenten mit Blut und Blutbestandteilen verschiedener Patientenkollektive oder genetisch veränderter Mauslinien in WT oder genetisch veränderten Mäuseherzen. Hiermit soll der Einfluss auf den I/R Schaden untersucht und gezielte pharmakologische Behandlungsansätze erforscht werden.Acute myocardial infarction is one of the most common causes of mortality and morbidity in western society. The main aim of the well-established treatment regarding acute myocardial infarction is the reduction of the myocardial damage by means of percutaneous coronary intervention. The targeted reperfusion of the ischemic areas initiates an additional myocardial damage, a phenomenon called reperfusion injury. There is evidence suggesting that the interaction between different blood cell components along with the interaction between endothelial cells and cardiomyocytes plays a major role in cardiac ischemia reperfusion injury (I/R-injury). However, the question arises to what extent individual blood components contribute to I/R injury. The main objective of the present dissertation is to refine a Langendorff-based ex vivo transfer model to appraise the impact of erythrocytes from young and healthy human volunteers as well as murine whole blood and blood components (plasma, platelet rich plasma (PRP), erythrocytes (RBCs)) on cardiac I/R injury. Furthermore, it is important to investigate the precise meaning of the isolated blood components referring to I/R injury and to examine the consequences on left ventricular function including the ultimate infarct size. The major results of this dissertation show that 0,4 ml of murine whole blood is sufficient to fill the coronary vessels of isolated perfused hearts before the initiation of 40 minutes of global ischemia. Histological analyses and blood counts confirmed that loaded blood components stayed stable in the coronary system during 40 minutes of global ischemia. Following 60 minutes of reperfusion with Krebs-Henseleit buffer (KHB) there were no detectable red blood cells in the coronary system. After loading with isolated murine blood components and murine whole blood, hemodynamic parameters and infarct size were measured to evaluate the effects on left ventricular function and infarct size. Loading with murine whole blood or murine blood components improves left ventricular function measured after 60 minutes of reperfusion. Concerning infarct size, after 120 minutes of reperfusion a reduction has been observed compared to buffer-treated controls. Moreover, the temporary reperfusion with human RBCs illustrate a comparable cardio-protective impact as murine RBCs. Variation of hematocrit showed a dose dependent effect of RBCs on left ventricular function but not on infarct size. Only physiological hematocrits (30 % and 40 %) could improve postischemic left ventricular function after 60 minutes of reperfusion. In comparison to left ventricular function all applied concentrations of RBCs significantly reduced infarct size after 120 minutes of reperfusion. Moreover, the blood gas analysis showed a higher oxygen supply delivered by RBC-KHB suspension with a hematocrit of 40% than with KHB alone. This Langendorff-based ex vivo transfer model represent a cost- and time-effective method to investigate cell-to-cell interactions regarding cardiac I/R injury. Though using this model, it is feasible to realize various transfer experiments with blood and blood components of different patient collectives, genetically modified mouse strains or with genetically- modified mouse hearts. Accordingly, the impact on I/R injury should be examined and further targeted pharmacological treatment approaches should be developed. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 29.01.2020 | |||||||
| Dateien geändert am: | 29.01.2020 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 16.09.2019 | |||||||
| Datum der Promotion: | 16.01.2020 |
