Dokument: Die Rolle der eNOS im Prozess des flussabhängigen Kollateralenwachstums im Alter

Titel:	Die Rolle der eNOS im Prozess des flussabhängigen Kollateralenwachstums im Alter
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=59841
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20220614-105909-2
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Nicolaus, Christopher [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 35,02 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.06.2022 / geändert 09.06.2022
Beitragende:	PD Dr. med. Amin Polzin [Gutachter] Prof. Dr. Lanzman, Rotem [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Fragestellung: Kardiovaskuläre Erkrankungen bedingt durch Atherosklerose stellen die häufigste Todesursache in den westlichen Industrieländern dar und zeigen weltweit eine steigende Inzidenz. Teil dieses Erkrankungskreises ist die periphere arterielle Verschlusskrankheit. Entscheidendes therapeutisches Ziel in der Behandlung stellt die Aufrechterhaltung der Extremitätenperfusion dar, wobei die Ausbildung von Kollateralen durch Arteriogenese hierbei von zentraler Bedeutung ist. Den Stimulus der Arteriogenese stellt die Erhöhung der Wandscherspannung durch eine Steigerung des Blutflusses dar. Dies kann beispielsweise über ein Gehstreckentraining erreicht werden. Ziel dieser Arbeit war es unter experimentellen Bedingungen eine Intervention zur Steigerung der Arteriogenese zu entwickeln, die Relevanz der zugrundeliegenden Enzymkaskaden zu erörtern und die Effekte im Alter zu erforschen. Methodik: Zur Überprüfung der Fragestellungen erfolgte im Mausmodell eine Hinterlaufischämie-Induktion über die operative Ligatur arterieller Zielgefäße. Die Versuchstiere wurden anschließend entweder einer sham-Intervention oder einer repetitiv remote occlusion über eine Stauungsmanschette am kontralateralen nicht-ischämischen Hinterlauf zugeführt. Perfusionsparameter wurden mittels laser doppler imaging, in vivo Blutflussdaten mittels farbkodierter Duplexsonographie und die enotheliale Funktion durch die flussabhängige Vasodilatation Messungen erhoben. Weiter wurde die Lumenexpansion der Kollateralgefäße am ischämischen Hinterlauf über ein Microfil vascular cast dargestellt und quantifiziert. Es erfolgte die Applikation von L-NAME, ODQ und Cinaciguat zur Betrachtung der Relevanz der beteiligten Enzymkaskaden. Verwendet wurden Mäuse vom C57/B6 Hintergrund im Alter von 8-12 Wochen, sowie im Alter von 24 Monaten (Methusalem Mäuse). Gruppendifferenzen wurden mittels univariater Frequenzanalyse und Post-hoc-Tests herausgestellt und auf ihr Signifikanzniveau untersucht. Beim alleinigen Vergleich zweier Gruppen wurden t-Tests verwendet. Als signifikant wurden p-Werte < 0.05 gewertet. Ergebnisse: Unter der repetitiv remote occlusion zeigte sich eine signifikante Zunahme der Lumenexpansion der Kollateralgefäße und Verbesserung der FMD-Kapazität, sowie der Perfusion des ischämischen Hinterlaufes im Vergleich zu Kontrollgruppen ohne Beeinflussung der zentralen Hämodynamik. Unter Hemmung der endothelialen Stickstoffmonoxidsynthase (eNOS) durch L-NAME oder Ausschaltung in NOS3-/- Linien zeigte sich dieser Effekt signifikant reduziert, ebenfalls unter Hemmung der löslichen Guanylatzyklase (sGC) durch ODQ. Eine Aktivierung der sGC durch Cinaciguat zeigte ebenfalls eine signifikante Zunahme der Kollateralgröße. In gealterten Mäusen zeigten sich die Ergebnisse gleichermaßen. Im Unterschied zu Jungmäusen, zeigte sich allerdings unter der Kombination aus repetitiv remote occlusion und Cinaciguat eine signifikante Steigerung der Lumenexpansion. Diskussion: Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die repetitiv remote occlusion die Lumenexpansion von Kollateralgefäßen durch Stimulation der Arteriogenese nach Induktion einer Hinterlaufischämie signifikant steigern kann. Dieser Prozess zeigt sich abhängig von der funktionellen Integrität der eNOS und sGC. Eine gezielte Aktivitätssteigerung der sGC durch die Applikation von Cinaciguat steigert diesen Prozess ebenfalls. Die signifikanten Effekte sind auch in Versuchsgruppen fortgeschrittenen Alters darzustellen. Hierbei scheint die Kombination aus repetitiv remote occlusion und Cinaciguat eine signifikant stärkere Stimulation der Arteriogenese zu bewirken. Somit scheint die repetitiv remote occlusion das Potential einer neuartigen therapeutischen Option zur Behandlung der peripheren arteriellen Verschlusskrankheit zu haben. Background: Cardiovascular diseases caused by atherosclerosis are the most common cause of death in western industrialised countries and show an increasing incidence worldwide. Peripheral arterial occlusive disease is part of this disease group. The decisive therapeutic goal in treatment is to maintain the perfusion of the extremities, whereby the formation of collaterals through arteriogenesis is of central importance. The stimulus for arteriogenesis is the increase in wall shear stress through an increase in blood flow. This can be achieved, for example, through walk training. The aim of this work was to develop an intervention to increase arteriogenesis under experimental conditions, to discuss the relevance of the underlying enzyme cascades and to investigate the effects in old age. Methods: To test the questions, hindlimb ischaemia was induced in the mouse model via surgical ligation of arterial target vessels. The experimental animals were then subjected to either sham intervention or repetitive remote occlusion via a tourniquet cuff on the contralateral non-ischaemic hindlimb. Perfusion parameters were assessed by laser Doppler imaging, in vivo blood flow data by colour-coded duplex sonography and endothelial function by flow mediated dilation measurements. Furthermore, the lumen expansion of the collateral vessels in the ischaemic hindlimb was visualised and quantified using a microfil vascular cast. L-NAME, ODQ and cinaciguat were applied to examine the relevance of the enzyme cascades involved. Mice from the C57/B6 background were used at 8-12 weeks of age and at 24 months of age (Methusalem mice). Group differences were highlighted using univariate frequency analysis and post-hoc tests and examined for their level of significance. When comparing two groups alone, t-tests were used. P-values < 0.05 were evaluated as significant. Results: Under repetitive remote occlusion, there was a significant increase in collateral vessel lumen expansion and improvement in FMD capacity, as well as perfusion of the ischaemic hindlimb compared to control groups with no effect on central haemodynamics. Inhibition of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) by L-NAME or silencing in NOS3-/- lines significantly reduced this effect, as did inhibition of soluble guanylate cyclase (sGC) by ODQ. Activation of sGC by cinaciguat also showed a significant increase in collateral size. The results were the same in aged mice. However, in contrast to young mice, the combination of repetitive remote occlusion and cinaciguat showed a significant increase in lumen expansion. Discussion: The results suggest that repetitive remote occlusion can significantly increase lumen expansion of collateral vessels by stimulating arteriogenesis after induction of hindlimb ischaemia. This process is shown to be dependent on the functional integrity of eNOS and sGC. Targeted enhancement of sGC activity by cinaciguat application also increases this process. The significant effects can also be seen in experimental groups of advanced age. Here, the combination of repetitive remote occlusion and cinaciguat seems to cause a significantly stronger stimulation of arteriogenesis. Thus, repetitive remote occlusion seems to have the potential of a novel therapeutic option for the treatment of peripheral arterial occlusive disease.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	14.06.2022
Dateien geändert am:	14.06.2022
Promotionsantrag am:	29.10.2021
Datum der Promotion:	02.06.2022