Dokument: Einfluss von extrazellulärem ATP und Adenosin auf die Proliferation, Migration und Zytokinexpression epikardialer Progenitorzellen nach Myokardinfarkt

Titel:	Einfluss von extrazellulärem ATP und Adenosin auf die Proliferation, Migration und Zytokinexpression epikardialer Progenitorzellen nach Myokardinfarkt
Weiterer Titel:	Effect of extracellular ATP and adenosine on proliferation, migration, and cytokine expression in epicardial progenitor cells after myocardial infarction.
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=63141
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20230724-113005-0
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Boden, Elisabeth Sophia Marie [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 1,23 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 12.07.2023 / geändert 12.07.2023
Beitragende:	Prof. Dr. med. Schrader, Jürgen [Gutachter] PD Dr. Dr. med Heinen, André [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	In Deutschland erleiden jährlich über 300.000 Menschen einen Myokardinfarkt (MI), der mit Fibrose und Narbenbildung einhergeht. Hieraus resultieren Folgeerkrankungen, wie Herzinsuffizienz und Herzrhythmusstörungen. Infarkt-bedingt kommt es zu einer Aktivierung von epikardialen Zellen, die eine sogenannte epitheliale-mesenchymale Transition durchlaufen und dabei ein embryonales Programm rekapitulieren. Diese epicardium-derived-cells (EPDCs) bilden eine subepikardiale Zellschicht aus, wandern in das infarzierte Myokard ein und können als multipotente Progenitorzellen in Fibroblasten, glatte Muskelzellen, Endothelzellen und in geringen Umfang auch in Kardiomyozyten differenzieren. Gleichzeitig stellen EPDCs eine wichtige Quelle parakriner Faktoren, z.B. inflammatorischer Zytokine, dar, die die Gewebsumbildung und -heilung nach Infarkt regulieren. Wie die biologische Aktivität von EPDCs im Einzelnen kontrolliert wird und welche Rolle purinerge Signalmoleküle dabei spielen, ist bislang nicht erforscht. Nach MI kommt es Ischämie-bedingt zu einer vermehrten Freisetzung von ATP und Adenosin, die über spezifische Rezeptoren die Entzündungsreaktion und damit die Heilung des Herzens nach Infarkt beeinflussen können. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, welchen Einfluss extrazelluläres ATP- und Adenosin auf die Proliferation, Migration und Expression von Zytokinen in kultivierten EPDCs haben. Zu diesem Zweck wurden EPDCs der Ratte 5 Tage nach MI (60 min Ischämie/Reperfusion) durch selektiven enzymatischen Verdau der Herzoberfläche gewonnen. Die Effekte von ATP-Rezeptor-Agonisten sowie von Adenosin-Rezeptor-Agonisten auf die Proliferation von EPDCs wurden mit Hilfe eines BrdU-Proliferations-Assays untersucht. Die Migration der EPDCs wurde mit einem Transwellmigrationsassay analysiert. Des Weiteren wurde die Expression der Zytokine IL-6, IL-11, sowie IL-12A in EPDCs mittels quantitativer Echtzeit-PCR untersucht. Nach der Aktivierung von ATP- und Adenosin-Rezeptoren mittels Agonisten waren weder die Proliferationsrate noch die Migrationsrate von EPDCs signifikant verändert. Auch zeigte sich keine chemotaktische Wirkung von ATP- und Adenosin-Rezeptor-Agonisten auf EPDCs. Im Gegensatz dazu war ein deutlicher Einfluss von ATP- und Adenosin-Rezeptor-Agonisten auf die Zytokin-Expression von EPDCs feststellbar. Eine Aktivierung von ATP-Rezeptoren mit dem ATP-Analog BzATP führte zu einer signifikanten Steigerung der IL-6-Expression. Auch ein Trend zu einer erhöhten IL-11-Expression war nach Aktivierung von ATP-Rezeptoren zu beobachten. Hingegen verminderte die Aktivierung von ATP-Rezeptoren die Expression von IL-12A. Hieran schien der ATP-Rezeptor P2Y2 beteiligt zu sein, denn auch seine selektive Aktivierung mittels 2-Thio-UTP führte zu einer Reduktion der IL-12A-Expression, wenn auch in einem etwas geringerem Ausmaß. Die Aktivierung des Adenosin-Rezeptors A2B führte zu einer signifikanten Steigerung der Expression von IL-6 und IL-11, während die Aktivierung des Adenosin-Rezeptors A2A die Expression beider Zytokine unbeeinflusst ließ. Eine Aktivierung des Rezeptors A2B bewirkte darüber hinaus eine signifikante Hemmung der Expression von IL-12A, während auch hier eine Aktivierung des Rezeptors A2A keinen signifikanten Effekt zeigte. Zusammenfassend deuten die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit darauf hin, dass die Aktivierung von ATP- und Adenosin-Rezeptoren keinen Einfluss auf die Proliferation und die Migration von EPDCs hat. Vielmehr scheint die Aktivierung von ATP- und Adenosin-Rezeptoren die Expression parakriner Faktoren durch EPDCs zu modulieren, die an der Regulation der Inflammationsreaktion und des kardialen Heilungsprozesses beteiligt sind. In Germany, every year more than 300,000 people have a myocardial infarction, which is associated with cardiac fibrosis and scarring. This leads to functional loss and secondary diseases such as heart failure and cardiac arrhythmias. Myocardial infarction activates epicardial cells to undergo a so-called epithelial-mesenchymal transition, thereby recapitulating an embryonic program. These epicardium-derived cells (EPDCs) are multipotent progenitor cells that form a subepicardial cell layer, migrate into the infarcted myocardium and can differentiate into fibroblasts, smooth muscle cells, endothelial cells, and to a small extent, into cardiomyocytes. Moreover, EPDCs are an important source of paracrine factors such as inflammatory cytokines that regulate tissue remodelling and healing after infarction. The regulation of the biological activity of EPDCs and the role of purinergic signaling herein has not been investigated yet. After myocardial infarction an ischemia-induced release of ATP and adenosine occurs, which via specific receptors may affect the inflammatory response and thus the healing of the infarcted heart. The aim of this work was to investigate the effect of extracellular ATP and adenosine on proliferation, migration, and cytokine expression in cultured EPDCs. For this, EPDCs were isolated from rat hearts 5 days after infarction (60 min ischemia/reperfusion) by selective enzymatic digestion. The effects of ATP and adenosine receptor agonists on the proliferation of EPDCs was investigated using a BrdU proliferation assay. The migration of EPDCs was analyzed using a transwell migration assay. The expression of cytokines IL-6, IL-11, and IL-12A in EPDCs was investigated by quantitative Real-Time PCR. Activation of ATP and adenosine receptors had no significant effect on proliferation and migration of cultured EPDCs. Neither did ATP and adenosine receptor agonists show chemotactic effects on EPDCs. In contrast, a profound effect of ATP and adenosine receptor agonists on cytokine expression was observed. Activation of ATP receptors with the ATP analog BzATP resulted in a significant increase in IL-6. Also, a trend for an increase of IL-11 expression was observed, while the expression of IL12A was significantly decreased after ATP receptor activation. Here the ATP receptor P2Y2 seemed to be involved, since a selective P2Y2 activation with 2-Thio-UTP also reduced the IL-12A expression, although to lesser extent. The activation of the adenosine receptor A2B significantly increased the expression of IL-6 and IL-11, whereas the activation of the adenosine receptor A2A did not alter their expression. Furthermore, A2B receptor activation resulted in a significant inhibition of IL-12A expression, while A2A receptor activation again showed no significant effect. In summary, the results of the present work indicate, that activation of ATP and adenosine receptors does not affect proliferation and migration of EPDCs. However, activation of ATP and adenosine receptors seems to modulate the expression of paracrine factors by EPDCs, which are involved in the fine-tuning of the inflammatory response and the cardiac healing process.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	24.07.2023
Dateien geändert am:	24.07.2023
Promotionsantrag am:	16.02.2023
Datum der Promotion:	29.06.2023