Dokument: Der Einfluss von IGF-1 auf die Differenzierung muriner kardialer Fibroblasten

Titel:	Der Einfluss von IGF-1 auf die Differenzierung muriner kardialer Fibroblasten
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=59797
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20220822-111545-0
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Rollersbroich, Nils [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,03 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 03.06.2022 / geändert 03.06.2022
Beitragende:	Prof. Dr. Axel Gödecke [Gutachter] Prof. Dr. Ulrich Flögel [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Ein Myokardinfarkt verursacht häufig Umbauprozesse im Herzen, welche eine Herzinsuffizienz nach sich ziehen können. Es gibt Hinweise darauf, dass der insulinähnliche Wachstumsfaktor 1 (IGF 1) kardioprotektive Eigenschaften besitzt. So konnten wir in einem Mausmodell zeigen, dass eine IGF-1-Behandlung in den ersten Tagen nach einem Myokardinfarkt zu einer verbesserten Pumpfunktion des Herzens im Vergleich zu einer unbehandelten Kontrollgruppe führte. Dieser Effekt wurde durch myeloide Zellen hervorgerufen. Neben der funktionellen Verbesserung war auch die Größe der Infarktnarbe durch IGF-1 signifikant reduziert. Da Fibroblasten maßgeblich an der Narbenbildung beteiligt sind, stellt sich die Frage, ob IGF-1 einen direkten oder indirekten, Makrophagen-vermittelten Effekt auf die Fibroblastendifferenzierung besitzt. Um dies zu untersuchen, wurden zunächst kardiale Fibroblasten aus Mäusen isoliert und anschließend für eine Dauer von 11 Tagen kultiviert. Der Differenzierungsgrad der Fibroblasten wurde mithilfe der Durchflusszytometrie sowie der quantitativen Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion untersucht, wobei α smooth muscle actin (α-SMA) bzw. ACTA2 als Marker differenzierter Fibroblasten verwendet wurden. In einer ersten Serie wurde zunächst das Differenzierungsverhalten von Fibroblasten in Abhängigkeit von unterschiedlichen Kultivierungsmedien untersucht. Als Positivkontrolle zeigte der transforming growth factor beta (TGF-β) eine starke Stimulation der Fibroblastendifferenzierung, indem er die α-SMA-Expression im Vergleich zur Kontrollgruppe um ca. 40% steigerte. Der direkte Effekt von IGF-1 auf die Differenzierung von Fibroblasten wurde in einer zweiten Serie untersucht. Hierbei zeigte sich eine Verringerung der α-SMA-Expression in der mit IGF 1 behandelten Gruppe um 23%, was auf eine Unterdrückung des Differenzierungsprozesses durch IGF-1 hindeutet. Um den indirekten, Makrophagen-vermittelten Effekt von IGF-1 zu untersuchen, wurden Zellkulturüberstände IGF-1-polarisierter M2 Makrophagen zu den isolierten Fibroblasten hinzugegeben. Hierbei gab es keine Hinweise auf eine Beeinflussung der Fibroblastendifferenzierung. Im in-vivo-Modell verursachte die Verabreichung von IGF-1 eine signifikante Abnahme des Myofibroblastenanteils im Infarktherzen. Die Ergebnisse aus den in-vitro-Versuchen konnten daher im in-vivo-Modell bestätigt werden. Immunhistologisch konnten vorerst allerdings keine Rückschlüsse auf die Lokalisierung der Myofibroblastenpopulation geschlossen werden. Schlussfolgernd lässt sich sagen, dass es deutliche Hinweise auf eine Inhibierung der Fibroblastendifferenzierung durch die Behandlung mittels IGF-1 in vitro gibt. Ein indirekter, Makrophagen-vermittelter IGF-1-Effekt auf den Differenzierungsprozess von Fibroblasten konnte nicht festgestellt werden. Im Infarktherzen bewirkt IGF-1 eine signifikante Verringerung des Myofibroblastenanteils. Myocardial infarction often causes various remodeling processes within the heart, which can ultimately lead to heart failure. There is evidence that insulin-like growth factor 1 (IGF-1) has cardioprotective properties. In the past, we were able to show that IGF-1 treatment led to an improved cardiac function of the murine heart in the first days after myocardial infarction. This effect was mediated by myeloid cells. In addition to the functional improvement, IGF-1 significantly reduced the scar size as well. Since fibroblasts are decisively involved in scar formation, the question arises whether IGF-1 has a direct or indirect, macrophage-mediated effect on fibroblast differentiation. To investigate this, cardiac fibroblasts were first isolated from mice and then cultured for 11 days. The degree of differentiation of the fibroblasts was examined using flow cytometry and quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR), using α-smooth muscle actin (α SMA) and ACTA2 as markers of differentiated fibroblasts. In a first series, the differentiation behaviour of fibroblasts was examined in dependence of various culture media. As positive control, the transforming growth factor beta (TGF-β) showed a potent stimulation of fibroblast differentiation by increasing the α-SMA expression by approx. 40% compared to the control group. The direct effect of IGF-1 on the differentiation of fibroblasts was examined in a second series. A pronounced reduction of the α-SMA expression in the IGF-1-treated group by approx. 23% could be shown, indicating a suppression of the differentiation process in fibroblasts. In order to investigate the indirect, macrophage-mediated effect of IGF-1, cell culture supernatants of IGF-1 polarized M2-macrophages were added to the isolated fibroblasts. No signs of any influence on the differentiation of fibroblasts could be found. In the in vivo model, the administration of IGF-1 caused a significant decrease in the proportion of myofibroblasts in the infarcted heart. The results from the in-vitro-model could therefore be confirmed in the in vivo model. For the time being, no conclusions could be drawn about the localization of the myofibroblast population by immunohistological analysis. In conclusion it can be said, that there is strong evidence of the inhibitory properties of IGF-1 concerning the fibroblast differentiation in vitro. An indirect, macrophage-mediated IGF-1 effect on the differentiation process of fibroblasts could not be found. In the infarcted heart, IGF-1 causes a significant reduction in the proportion of myofibroblasts.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	22.08.2022
Dateien geändert am:	22.08.2022
Promotionsantrag am:	21.12.2021
Datum der Promotion:	31.05.2022