Selbstregeneratives Potential bei hypertensiven Herzerkrankungen - Sonntag, Charlotte; Justus Liebig University Giessen (My University, 2015)
In Studien zum Herzinfarkt konnte gezeigt werden, dass Stammzellen über das SDF-1alpha CXCR-4 System an kardialen Reparaturmechanismen beteiligt sind. In der vorgelegten Arbeit wurde untersucht, ob diese Faktoren auch bei hypertensiven Herzerkrankungen ein selbstregeneratives Potenzial unterstützen.Dazu wurden Gewebeproben des linken Ventrikels von 81 spontan hypertensiven Ratten im Vergleich zu 55 normotensiven Wistar Ratten mittels quantitativer Real-time PCR, Immunoblots und ELISA untersucht. Neben der Expression kardialer Marker druckinduzierter Umbauprozesse wurde die Expression ausgewählter Stammzell- und Differenzierungsmarker analysiert. Weiterhin wurden Auswirkungen aktueller Therapieansätze (körperliche Aktivität, medikamentöse ACE-Hemmung mittels Captopril) auf die Expression dieser Faktoren untersucht. Zur Abklärung der Gewebespezifität der sezernierten Stammzell- und Differenzierungsmarker wurden Plasma- und Nierengewebeproben herangezogen. An isolierten Kardiomyozyten bzw. kardialen Nicht-Myozyten wurde die Expression von SDF-1alpha genauer betrachtet. Bei männlichen spontan hypertensiven Ratten zeigte sich ein biphasischer Verlauf der Expression von SDF-1alpha und CXCR-4. Körperliche Aktivität führte zu einer verstärkten Induktion dieser Parameter. Bei Tieren, die schon prähypertensiv einer erhöhten körperlichen Aktivität ausgesetzt wurden, konnte dies nicht beobachtet werden. Captopril führte zu einer funktionellen Verbesserung der Herzleistung, zeigte aber keine Induktion der Expression von SDF-1alpha und CXCR-4. SDF-1alpha konnte im Plasma nachgewiesen werden und wurde überwiegend von kardialen Nicht-Myozyten sezerniert. Eine Induktion von SDF-1alpha konnte an der Niere nicht beobachtet werden.Auf Grund einer fehlenden Induktion von Nkx.2a und einer sehr starken Expression von MMP-12 kann die Hypothese aufgestellt werden, dass es sich bei den eingewanderten Zellen um Makrophagen handelt. Diese können einen Inflammationsprozess hervorrufen bzw. verstärken. Sie verschieben das Gleichgewicht von Collagen und Elastin zugunsten des Collagens. Daraus resultiert eine erhöhte Steifigkeit des linken Ventrikels, die Füllungsprobleme am Herzen bis hin zu einer diastolischen Herzinsuffizienz nach sich ziehen kann.In dem hier verwendeten Modell zur Untersuchung der Hypertonie ist das SDF-1alpha CXCR-4 System ein Indikator für die Rekrutierung von Makrophagen. Ein regeneratives Potenzial bei hypertensiven Herzerkrankungen wurde nicht gefunden.

Recent studies concerning ischaemic heart disease have illustrated that circulating stem cells can be involved in cardiac repair mechanisms via the SDF-1alpha CXCR4 axis. In the presented study we examined if those factors also contain a regenerative potential in hypertensive cardiac diseases.In addition to markers indicating pressure-induced remodelling, the expression of stem cell and differentiation markers in samples of the left ventricle of 81 spontaneous hypertensive rats and 55 normotensive Wistar rats were investigated using quantitative real-time PCR, immunoblots and ELISA. Furthermore, the effect of standard therapy approaches (physical activity, pharmaceutical inhibition of RAAS with Captopril) on the before mentioned markers were monitored. To detect tissue specificity of the secreted factors, samples of plasma and the kidney were analysed, as well as expression of SDF-1a in myocytes and non-myocytes was investigated in particular.Male spontaneous hypertensive rats showed a bi-physic behaviour for expression of SDF-1a ad CXCR-4. With increased physical activity, expression of SDF-1a and CXCR-4 increased in animals with continuous hypertension. This could not be detected for animals that had been treated with physical activity before development of hypertension. Captopril leaded to functional improvement and decreased of blood pressure but had no effect on expression levels of SDF-1alpha and CXCR-4. SDF-1alpha could be detected in plasma samples, and was secreted predominantly by non-myocytes. Increased expression of SDF-1alpha due to running could not be found in the kidney. Because the expression of Nkx.2a was significantly decreased and the expression of MMP-12 significantly increased for rats, the hypothesis seems plausible, that the non-myocytes are indeed macrophages, which invade and facilitate the inflammation process in the hypertensive heart. Additionally, the balance of collagen and elastin fibres shifts in favour of collagen, which causes increased stiffness of the left ventricle leading to problems with filling the heart and diastolic heart failure. The SDF-1alpha CXCR4 system seems to be an indicator for the recruitment of macrophages in this used model of essential hypertension. It does not indicate a regenerative potential in hypertensive cardiac diseases.
Keywords: ddc:610