Analyse des arteriogenen Potentials desCardiac Ankyrin Repeat Protein (CARP) nach adenoviralem Gentransfer im ischämischen Maushinterlauf

Abstract

Herz-Kreislauferkrankungen stellen die am häufigsten tödlich verlaufendenKrankheiten in Industrienationen dar. Trotz der vielfältigen und kostenintensivenchirurgischen Präventionsmaßnahmen existiert ein hohes postoperativesRezidivrisiko. Außerdem besteht für viele Patienten z. B. aufgrund vorliegendermultipler Gefäßerkrankungen keine Möglichkeit für einen operativen Eingriff. Deshalbsind neue therapeutische Ansätze notwendig. Große Hoffnung wird hier in dieexogene Stimulierung endogener Gefäßanpassungsprozesse durch Wachstumsfaktorengesetzt. Hierdurch soll das Wachstum von Gefäßen induziert werden, diedie Verschlussstelle umgehen. Dieser Vorgang geschieht durch das Wachstum präexistenterarterio-arteriolarer Verbindungen zu großen Kollateralarterien und wird alsArteriogenese bezeichnet.Im Rahmen des Kollateralgefäßwachstums wurde die Notwendigkeit der Hochregulationvon Transkriptionsfaktoren als Stimulus für die Arteriogenese diskutiert. Sokonnte eine deutliche Hochregulation des Transkriptions-Kofaktors CARP als einerder frühen Faktoren im Prozess der Arteriogenese nachgewiesen werden, dermaßgeblich an der Induktion von Egr-1 beteiligt ist ein Transkriptionsfaktor, der dieExpression von verschiedenen Wachstumsfaktoren und Zytokinen initiiert69.In dieser Dissertation wurde der Einfluss der intramuskulären Infektion von Ad.5.1-CARP-GFP auf die Arteriogenese im Modell der ischämischen Hintergliedmaße derMaus untersucht. Zur quantitativen Analyse des Kollateralgefäßwachstums wurde invivo die hämodynamische Entwicklung und der Grad der Sauerstoffsättigung imdistalen Bereich der Hintergliedmaße gemessen und eine postmortalemorphometrische Auswertung der ausgewachsenen Kollateralgefäße durchgeführt.Die Ergebnisse des Experimentes zeigten, dass eine erfolgreiche Infektion derKollateralgefäße per intramuskuläre Injektion möglich ist und sogar im Falle desTranskriptions-Kofaktors CARP die Arteriogenese stimuliert.Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die hier angewandte Methode desintramuskulären viralen Gentransfers mit Ad.5.1-CARP-GFP ein geeignetesInstrument zur Stimulation des Kollateralgefäßwachstums im Modell desischämischen Maushinterlaufs darstellt und damit auch ein gutes therapeutischesPotential bei ischämischen Gefäßerkrankungen auf dem Gebiet der humanenGentherapie beinhaltet. Obstructive vessel diseases are known to be the most frequent cause of early deathin Western societies. Despite the availability of numerous expensive surgicalinterventions post-operative relapses remain high. Furthermore, a marked number ofpatients are excluded from surgical interventions due to suffering from severecoronary and peripheral vascular diseases. Exogenous stimulation of an endogenousvascular adaptation process by specific growth factors has been considered to be aneffective strategy for future treatments. Such therapeutic approaches target onstimulating adaptive vessel growth substituting for occluded arteries. This process iscalled arteriogenesis. It describes the growth of pre-existent arterio-arteriolarconnections to large arteries.Focussing on mechanisms of collateral artery growth has been discussed that an upregulationof transcription factors might be stimuli. In this context it has been shownthat for the transcription-cofactor CARP is up regulated during early phases ofarteriogenesis, which consecutively induces expression of the transcription factorEgr-1. This, in turn, initiates expression of various growth factors and zytocines.In the present study the influence of Ad.5.1-CARP-GFP on arteriogenesis,administered by local, intramuscular injections, was investigated in the ischemicmouse hind limb model. For the in vivo determination of collateral vessel growthhemodynamic development and rate of oxygen saturation were measured. Inaddition, morphometric analyses were conducted post mortem.Data from this study show that intramuscular injections of adenoviral vectors lead tosufficient infection of the tissue. When Ad.5.1-CARP-GFP was used to induce CARPexpressionin muscle tissue surrounding collaterals, a significant increase incollateral growth was detected.In summary data from this study indicate that the applied method of intramuscularviral gene transfer is a qualified tool to stimulate collateral artery growth in theischemic mouse hind limb model. Therefore stimulation of collateral growth viaCARP-gene transfer can be considered as a promising approach treating ischemicvascular diseases in humans.