Einfluß von Thalidomid auf die Atherogenese im Tiermodell der ApoE-/-/LDL-/--Doppel- Knockout Maus

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde mittels Synchrotron- basierter Mikro-CT und Nano-CT der Einfluß von Thalidomid auf die Atherogenese im Tiermodell von 35 Wochen alten ApoE-/-/LDL-/-- Doppel- Knockout Mäusen untersucht. Die Technologie der Nano-CT ermöglicht eine nicht- destruktive Darstellung von Strukturen im Submikrometerbereich. Nach intravasaler Kontrastmittelperfusion können Gefäßnetzwerke dreidimensional erfasst und volumetrische Analysen vorgenommen werden. Die hohe Ortsauflösung ermöglicht die Quantifizierung stenosierender Gefäßläsionen und ihrer adventitiellen VV anhand eines dreidimensionalen Datensatzes. Die Tiere der Verumgruppe, welche über 29 Wochen Thalidomid verabreicht bekamen, wiesen im Vergleich zur Kontrollgruppe, signifikant kleinere atherosklerotische Läsionen (mm2), weniger adventitielle VV und insgesamt eine reduzierte Gesamtfläche an VV (mm2) entlang der deszendierenden Aorta auf. Die Mäuse der Kontrollgruppe, welche über 29 Wochen eine atherogene Basisdiät ohne Thalidomidzugabe erhielten, entwickelten hingegen eine ausgeprägte adventitielle VV- Neovaskularisation und eine erhöhte Plaquefläche. Bei allen in der Aorta descendens beobachteten atherosklerotischen Läsionen handelte es sich um den fortgeschrittenen fibrotischen Plaquetyp. Die histologische Aufarbeitung (Elastika-, HE-, Masson Trichrome- Färbung) der Segmente verifizierte die Ergebnisse aus dem Mikro - und Nano-CT. Die antiangiogenetische Wirkung von Thalidomid wurde begleitend mit Hilfe eines Proliferations- und eines Migrationsassays in- vitro an humanen Endothelzellen untersucht. Die Auswertung der Assays ergab eine dosisabhängige, signifikante Inhibition der Proliferation und Migration der Endothelzellen durch Thalidomid. In der vorliegenden Arbeit konnte erstmalig unter dem Einsatz der Mikro - und Nano-CT gezeigt werden, dass Thalidomid das Wachstum atherosklerotischer Plaques über die Hemmung der VV- Neovaskularisation im Tiermodell der ApoE-/- /LDL-/-- Doppel- Knockout Maus inhibieren kann. Ob die anti-atherosklerotischen Eigenschaften von Thalidomid auf seine antiinflammatorische, auf seine antiangiogenetische Wirkung oder auf beide zurückzuführen ist, kann man zum jetzigen Zeitpunkt jedoch noch nicht sagen. Using synchrotron- based micro- and nano- CT we analysed the effect of thalidomide on the atherogenesis in apoE-/-/LDL-/-double knockout mice at the age of 35 weeks. The high resolution of the nano- CT images enables a non- destructive and three- dimensional visualization of structures in a submicrometer- size. Images based on nano- CT allow analysis of VV neovascularization and plaque characteristics. At the age of 35 weeks, thalidomide treated apoE-/-/LDL-/-double knockout mice demonstrated a significant decrease of atherosclerotic plaque area and VV neovascularization confirmed by histology. Compared to controls, the adventitial VV lumen cross sectional area of the thalidomide- challenged mice was significantly lower. We identified the observed atherosclerotic lesions in the descending aortas of the apoE-/-/LDL-/-double knockout at the age of 35 weeks as advanced fibrotic plaques. Moreover, we analysed the effect of the anti- angiogenic drug on human artery endothelial cells in vitro by using a BrdU and a migration assay. The results indicate that thalidomide significantly prevented EC proliferation and migration in a dose- dependent manner. In this study we demonstrate that thalidomide, a potent anti-angiogenic drug, inhibits growth of atherosclerotic plaque in the descending aorta of apoE-/-/LDL-/-double knockout mice by using synchrotron- based micro- and nano-CT. VV neovascularization and inflammation are strongly associated with plaque growth. Because of its anti-inflammatory and anti-angiogenic effect Thalidomide leads to a suppression of both, but the anti- atherosclerotic properties of that drug remains to be determined.