Dokument: Rolle der Prostanoide bei der Entstehung Bradykinin-induzierter Angioödeme
| Titel: | Rolle der Prostanoide bei der Entstehung Bradykinin-induzierter Angioödeme | |||||||
| Weiterer Titel: | Role of prostanoids in the development bradykinin-induced angioedema | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=61503 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20230109-101528-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Krybus, Michael Thomas [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Kojda, Georg [Betreuer/Doktorvater] Prof. Dr. Kalscheuer, Rainer [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Bradykinin, Angioödem, Prostaglandin, Cyclooxygenase | |||||||
| Beschreibungen: | Das nicht-allergische Angioödem ist durch eine erhöhte Endothelpermeabilität charakterisiert und geht mit Schwellungen der Schleimhaut und/oder Submukosa der Haut einher. Eine Ausprägung im Kopf- und Halsbereich, insbesondere Rachen und Kehlkopf, kann durch Beeinträchtigung der Atmung lebensbedrohlich sein und eine schnelle notfallmedizinische Behandlung notwendig machen. Auslöser dafür ist die Akkumulation des vasoaktiven Peptids Bradykinin, die zu einer Überaktivierung des Bradykinin-B2-Rezeptors (B2) führt und als Nebenwirkung häufig verschriebener kardiovaskulärer Medikamente wie Angiotensin I-konvertierendes Enzym (ACE)-Inhibitoren oder Angiotensin-II-Rezeptor Subtyp 1 (AT1)-Antagonisten auftreten kann. Ein besseres Verständnis der Pathogenese und der damit verbunden Signalwege könnte den Weg für neue Optionen in der Therapie und Prävention Bradykinin-induzierter Angioödeme ebnen.
Bisherige Untersuchungen deuteten bereits darauf hin, dass die Cyclooxygenase (COX) und die von ihr abhängigen Prostanoide eine wichtige Rolle bei der B2-vermittelten dermalen Extravasation in sowohl Mäusen als auch Menschen spielen. Daher wurden die COX-vermittelten Signalwege und darüber hinaus auch die Beteiligung weiterer Arachidonsäure-Metabolite wie Leukotriene und Epoxyeicosatriensäuren (EETs) näher untersucht. Mithilfe des Miles Assay wurde in C57BL/6 und COX-1-defizienten Mäusen der Einfluss von Inhibitoren der COX, 5-Lipoxygenase (5-LOX) und Cytochrom P450 (CYP)-Isoenzyme sowie Antagonisten vasodilatierend wirksamer Prostaglandin (PG)-Rezeptoren auf die B2-vermittelte dermale Extravasation analysiert. Zusätzlich wurde der Prostacyclin (PGI2)-Metabolit 6-Keto-PGF1α in Subkutangewebe von C57BL/6 und humanen dermalen mikrovaskulären Endothelzellen (HDMEC) nach Stimulation mit Bradykinin mittels Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) und Flüssigkeitschromatographie mit gekoppelter Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS) identifiziert und quantifiziert. Weitere Miles Assays um-fassten die Hemmung der Arachidonsäuresynthese durch den cytosolische Phospholipase A2α (cPLA2α)-Inhibitor SB296 und das Glucocorticoid Dexamethason. Genexpressionsanalysen im Subkutangewebe von C57BL/6 nach Vorbehandlung mit Dexamethason sollten zudem weitere Ansätze zur Hemmung der B2-vermittelten dermalen Extravasation liefern. Es konnte gezeigt werden, dass in der Haut von Mäusen in Reaktion auf die B2-Aktivierung COX-1-abhängiges PGI2 entscheidend an der Vermittlung der dermalen Extravasation beteiligt ist. Dahingegen spielen 5-LOX-abhängige Leukotriene und EETs, die durch CYP-gebildet werden, wahrscheinlich eine untergeordnete Rolle. Zudem konnte die B2-abhängige PGI2-Produktion auch in humanen Endothelzellen nachgewiesen werden und so erste Ansätze mit Blick auf die humane Pathophysiologie bei der Entstehung Bradykinin-induzierter Angioödeme schaffen. Darüber hinaus erwies sich Dexamethason im Miles Assay als ähnlich effektiv bei der Hemmung der B2-vermittelten dermalen Extravasation in Mäusen wie der B2-Antagonist Icatibant. Die Genexpressionsanalysen zur Bestimmung von dabei möglicherweise involvierten genomischen Effekten von Dexamethason deuteten auf eine Beteiligung von cPLA2α und womöglich auch vaskulärem endothelialen (VE)-Cadherin hin, wobei der experimentelle Ansatz der Analyse hauptsächlich wegen der im subkutanen Gewebe vorkommenden verschiedenen Zelltypen mit Limitationen behaftet ist und weiterer Nachweise bedarf. Die neuen Erkenntnisse könnten eine Tür für neue Behandlungsstrategien bei akuten, medikamenteninduzierten, nicht-allergischen Angioödemen wie ACE-Inhibitor-induzierten Angioödemen öffnen. Die klinische Entwicklung von Hemmstoffen der PGI2-Synthase oder PGI2-Rezeptor (IP)-Antagonisten könnte ganz neue Ansätze für die Therapie schaffen. Darüber hinaus könnte sich der Einsatz von Glucocorticoiden, anders als bislang angenommen, auch bei Bradykinin-vermittelten Angioödemen als wirksam erweisen und so eine kostengünstige und effektive Therapieoption darstellen. Auch wenn noch weitere Forschung insbesondere mit Blick auf die Mechanismen im Menschen von Nöten sind, lässt sich zusammenfassend sagen, dass die Ergebnisse dieser Arbeit den derzeitigen Wissensstand in Bezug auf die Signalwege nach der Aktivierung von B2 in kleinen dermalen Blutgefäßen erweitern. Die neuen Befunde weisen auf einen wesentlichen Beitrag von COX-1-abhängigem PGI2 zur B2-vermittelten dermalen Extravasation hin und schaffen Evidenz für den Einsatz von Glucocorticoiden als Akuttherapie bei Bradykinin-induzierten Angioödemen.Non-allergic angioedema is a condition characterized by increased endothelial permeability associated with swelling of the mucosa and/or submucosa of the skin. An expression in the head and neck region, especially the pharynx and larynx, can be life-threatening due to im-paired breathing and require rapid emergency medical treatment. This is triggered by accumulation of the vasoactive peptide bradykinin, which leads to overactivation of the bradykinin B2 receptor (B2) and can occur as a side effect of commonly prescribed cardiovascular medications such as angiotensin I-converting enzyme (ACE) inhibitors or angiotensin II receptor subtype 1 (AT1) antagonists. A better understanding of the pathogenesis and associated signaling pathways may pave the way for new options in the therapy and preven-tion of bradykinin-induced angioedema. Previous studies already indicated that cyclooxygenase (COX) activity resulting in prostanoid synthesis may play an important role in B2-mediated dermal extravasation in both mice and humans. Therefore, COX-mediated signaling pathways and, in addition, the involvement of other arachidonic acid metabolites such as leukotrienes and epoxyeicosatrienoic acids (EETs) were further investigated. Using the Miles assay, the influence of inhibitors of COX, 5-lipoxygenase (5-LOX) and cytochrome P450 (CYP) isozymes, and antagonists of vasodilating prostaglandin (PG) receptors on B2-mediated dermal extravasation was analyzed in C57BL/6 and COX-1-deficient mice. In addition, the prostacyclin (PGI2) metabolite 6-keto-PGF1α was identified and quantified in subcutaneous tissue of C57BL/6 and human dermal microvascular endothelial cells (HDMEC) after stimulation with bradykinin by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Other Miles assays included inhibition of arachidonic acid synthesis by the cytosolic phospholipase A2α (cPLA2α) inhibitor SB296 and the glucocorticoid dexamethasone. Gene expression analyses in subcutaneous tissue of C57BL/6 after pretreatment with dexamethasone should also provide further approaches to inhibit B2-mediated dermal extravasation. It has been shown that in mouse skin, in response to B2 activation, COX-1-dependent PGI2 is critically involved in mediating dermal extravasation. In contrast, 5-LOX-dependent leukotrienes and EETs produced by CYP isoenzymes probably play a minor role. Moreover, B2-dependent PGI2 production was also detected in human endothelial cells, thus providing the first approaches with regard to human pathophysiology in the development of bradykinin-induced angioedema. In addition, dexamethasone proved to be similarly effective in inhibiting B2-mediated dermal extravasation in mice as the B2 antagonist Icatibant in the Miles assay. Gene expression analyses to determine genomic effects of dexamethasone possibly involved in this process indicated involvement of cPLA2α and possibly vascular endothelial (VE)-cadherin, although the experimental approach to the analysis has strong limitations and requires further evidence. The new findings may open a door for new treatment strategies for acute drug-induced non-allergic angioedema such as ACE inhibitor-induced angioedema. The clinical development of inhibitors of PGI2 synthase or PGI2 receptor (IP) antagonists could create entirely new approaches to therapy. In addition, the use of glucocorticoids, in contrast to what has been assumed so far, may also prove effective in bradykinin-mediated angioedema, thus providing an inexpensive and effective therapeutic option. Although further research is needed, particularly with regard to mechanisms in humans, in summary the results of this work add to the current knowledge of signaling pathways following B2 activation in small dermal blood vessels. The new findings indicate a substantial contribution of COX-1-dependent PGI2 to B2-mediated dermal extravasation and establish evidence for the use of glucocorticoids as a causal therapy for bradykinin-induced angioedema. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 09.01.2023 | |||||||
| Dateien geändert am: | 09.01.2023 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 21.07.2022 | |||||||
| Datum der Promotion: | 12.12.2022 |
