Dokument: Interaktion zwischen vaskulären glatten Muskelzellen und der dezellularisierten extrazellulären Matrix aortaler Herzklappen
| Titel: | Interaktion zwischen vaskulären glatten Muskelzellen und der dezellularisierten extrazellulären Matrix aortaler Herzklappen | |||||||
| Weiterer Titel: | Interaction between vascular smooth muscle cells and decellularized extracellular matrix of aortic valves | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=73499 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20260721-134407-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Zouikova, Daniela [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. med. Aubin, Hug [Gutachter] Prof. Dr. med. Sixt, Stephan Urs [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Herzklappen, Dezellularisierung, Tissue Engineering, glatte Muskelzellen | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Herzklappenerkrankungen sind häufig und haben eine hohe klinische Relevanz. Da vor allem bei der Aortenklappenstenose ein Herzklappenersatz die einzige definitive Therapieoption darstellt und die konventionellen biologischen bzw. mechanischen Prothesen erhebliche Nachteile aufweisen, entstand das Konzept von Tissue-engineered Heart Valves (TEHV). Besonders interessant sind hierbei dezellularisierte Herzklappenprothesen (DHP), welche auf dezellularisierter extrazellulärer Matrix (dEZM) basieren. Neben einer geringeren Immunogenität ist eine Rezellularisierung durch empfängereigene Zellen mit EZM-Produktion und somit stetiger Selbst-Regeneration möglich. In zahlreichen klinischen Studien zeigten sich vielversprechende Ergebnisse, wobei es in einigen Fällen dennoch zu einer Degeneration der DHP kam. Deshalb ist deren weitere Erforschung von hoher klinischer Bedeutung. Es ist bekannt, dass vaskuläre glatte Muskelzellen (VSMCs) ihren Phänotyp wechseln und Merkmale von z. B. Makrophagen-, Fibroblasten- und Osteoblasten-ähnlichen Zellen annehmen können. Sie sind auf diese Weise in die Pathogenese der Atherosklerose und der Aortenklappenstenose involviert. Es wird angenommen, dass VSMCs auch eine Rolle bei der Degeneration von DHP spielen könnten. Ziel der vorliegenden Arbeit war somit die Untersuchung, ob und wie VSMCs in vitro auf dEZM reagieren und welchen Phänotyp sie hierbei annehmen. Hierfür wurden aortale VSMCs aus adulten männlichen Wistar-Ratten isoliert und für 48 Stunden in Gegenwart von aus Schafsherzen isolierten, durch Detergenzien (0,5 % SDS, 0,5 % DCA) dezellularisierten Aortenklappenbiopsien kultiviert. Als Polarisierungskontrollen dienten für 24 Stunden mit LPS bzw. IL-4 behandelte VSMCs. Als Baseline-Kontrollen wurden unbehandelte Zellen verwendet. Anschließend erfolgte die Analyse der VSMC-dEZM-Interaktion mittels Fluoreszenzmikroskopie sowie eine Untersuchung phänotypspezifischer Marker mittels quantitativer RT-PCR und eines Multiplex-Immunoassays. In der Fluoreszenzmikroskopie zeigte sich eine Migration von glatten Muskelzellen zu der dEZM-Biopsie. In der RT-PCR konnte nach dEZM-Kontakt eine Herunterregulierung der kontraktilen Gene nachgewiesen werden. Zudem war der osteoblastische Marker BMP2 tendenziell hochreguliert. Während die inflammatorischen Gene in der RT-PCR nicht reguliert waren, zeigte sich im Multiplex-Assay die vermehrte Produktion einiger proinflammatorischer Zytokine. Durch dEZM-Kontakt de-differenzieren glatte Muskelzellen, schütten zu Beginn proinflammatorische Zytokine aus und exprimieren vermehrt BMP2. Sie könnten somit in die in vivo-Degeneration von DHP involviert sein, indem sie eine immunvermittelte Kalzifizierung fördern. Es sind weitere Experimente notwendig, um die Bedeutung dieser Ergebnisse einordnen zu können.Heart valve diseases are very common and therefore very relevant in the clinical field. As a heart valve replacement remains the only definitive therapy option in aortic valve stenosis and conventional prostheses have many disadvantages, the concept of tissue-engineered heart valves (TEHV) has been developed. Especially decellularized heart valves (DHV), a subtype of TEHV, are increasingly used in patients. Due to their lack of cellular components, they are less immunogenic. Also, DHV can be repopulated by patient cells, which facilitates a self-regeneration and remodeling. Although many clinical trials have yielded promising results, there still have been some cases of implant degeneration. Hence, it is important to comprehend the underlying mechanisms. It is known that vascular smooth muscle cells (VSMCs) can change their phenotype towards macrophage-, fibroblast-, osteoblast-like and other cells and are crucial in the pathogenesis of atherosclerosis and aortic valve stenosis. Possibly, they could also play a role in the degeneration of heart valve prostheses. The goal of this work was to investigate if VSMCs interact with decellularized extracellular matrix (dECM) of aortic valves in vitro and if they change their phenotype during this process. Therefore, aortic vascular smooth muscle cells were isolated from adult male Wistar rats and cultivated for 48 hours with detergent decellularized (0,5 % SDS, 0,5 % DCA) ovine aortic valve biopsies. VSMCs stimulated for 24 hours with LPS or IL-4 served as polarization controls while untreated cells were used as baseline controls. Afterwards, fluorescence imaging of the dECM biopsies, RT-PCR, and a multiplex immunoassay have been performed. In fluorescence microscopy, a migration of VSMCs towards the dECM and an interaction between cells and dECM were visible. In the RT-PCR, there has been a downregulation of contractile markers after contact with the dECM. Additionally, there was a tendency to upregulation of the osteoblastic gene BMP2 in the dECM group. While inflammatory genes were not regulated in the RT-PCR, there has been an increased amount of proinflammatory cytokines in the multiplex immunoassay. After contact with dECM, VSMCs de-differentiate and change their phenotype. They lose their contractile markers, secrete proinflammatory cytokines and acquire osteoblastic characteristics. Therefore, they could be involved in the degeneration of decellularized heart valve prostheses and promote an immune-mediated calcification of the implant. Further experiments, e. g. a further analysis of the acquired VSMC phenotype by flow cytometry, will be necessary to confirm these results. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 21.07.2026 | |||||||
| Dateien geändert am: | 21.07.2026 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 15.12.2025 | |||||||
| Datum der Promotion: | 26.05.2026 |
