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Hintergrund: Neben anderen Faktoren wird Ciclosporin A (CSA) immer wieder mit der Entwicklung der Transplantatvaskulopathie (TVP) in Verbindung gebracht. Das Ziel der vorliegenden Studie war es, den Einfluss verschiedener CSA-Regime auf die TVP in einem heterotopen Herztransplantationsmodell der Ratte zu bestimmen. Methoden:Nach heterotoper Herztransplantation (Lewis auf Fisher 344) wurden die Tiere mit 3mg/kgKG/d bzw. 12mg/kgKG/d, welches subkutan appliziert wurde, behandelt. Die Kontrollgruppe erhielt kein CSA. Die CSA-Blutspiegel wurden alle 10 Tage bestimmt. 20, 40, 60 und 80 Tage post transplantationem wurden die Inzidenz und der Schweregrad, gemessen als MVO (mean vessel occlusion), der TVP bestimmt. Ergebnisse: In der 12mg-Gruppe waren die CSA-Blutspiegel fast zehnmal höher als in der 3mg-Gruppe. Nur in der 12mg-Gruppe war die Inzidenz der TVP signifikant zur Kontrollgruppe reduziert. Kontinuierliche Therapie mit 3mg und 12mg CSA reduzierte die MVO signifikant, verglichen mit der Kontrollgruppe (p<0,05). Der Vergleich beider Dosisgruppen untereinander zeigte keine signifikanten Unterschiede. Das Absetzen der CSA-Therapie führte sowohl bei der Inzidenz als auch bei der MVO nach 80 Tagen zum Erreichen von Werten, die gegenüber der Kontrollgruppe nicht signifikant abwichen. Schlussfolgerung: Trotz der exzessiv höheren CSA-Blutspiegel der Hochdosigruppe im Vergleich zur Niedrigdosisgruppe konnte keine Schweregraderhöhung der TVP im Vergleich zur Niedrigdosigruppe festgestellt werden. Somit war CSA in diesen tierexperimentellen Ansatz nicht für die Entstehung der TVP verantwortlich.
Die Transplantatvaskulopathie als Zeichen der chronischen Transplantatabstoßung befällt sowohl die epikardialen als auch die intramyokardialen Arterien des Transplantats. Die transendotheliale Migration der glatten Gefäßmuskelzellen und die Intimaproliferation mit Formation einer Neointima stellen die wichtigsten Charakteristika der TVP dar. Die NO-Synthetasen und die Plasminogen-Aktivatoren scheinen, eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der TVP zu spielen. e-NOS besitzt eine antiproliferative Wirkung und verhindert die Entwicklung der TVP. Die Rolle von i-NOS wird in der Literatur überwiegend als TVP-begünstigend bezeichnet. t-PA ist an der Migration und u-PA an der Proliferation der glatten Gefäßmuskelzellen beteiligt. Die vorliegende Arbeit konnte den Einfluß von CsA, FK-506 und MMF auf die Expression der obengenannten Faktoren in den arteriellen Gefäßen von Herztransplantaten aufzeichnen. Darüber hinaus sollte durch die Bestimmung von α-Aktin das Verhalten der glatten Gefäßmuskelzellen während der chronischen Abstoßung aufgezeichnet und interpretiert werden. Anhand eines etablierten Rattenmodells der heterotopen Herztransplantation wurden drei Medikamentengruppen (CsA, FK-506 und MMF) und eine Kontrollgruppe aufgestellt und die dazu gehörenden Tiere an bestimmten Zeitpunkten nach Transplantation sakrifiziert. Die gefrierhistologischen Schnitte der Transplantaten wurden immunhistochemisch auf i-NOS, e-NOS, t-PA, u-PA und α-Aktin gefärbt. Die Intensität der Färbung und der Anteil der befallenen Arterien (Prävalenz) jeder Gruppe wurden bei der Auswertung der Schnitte bestimmt und mit Hilfe des nicht parametrischen Tests von Kruskal und Wallis wurden die Gruppen statistisch auf Unterschiede verglichen. Die Versuche der vorliegenden Arbeit konnten die Expression der NO-Synthetasen in der Neointima der epi- und intramyokardialen Gefäße nachweisen. Die i-NOS-Expression wurde durch alle untersuchten Medikamente reduziert. Zusätzlich war MMF bezüglich der Reduktion der i-NOS-Expression effizienter als FK-506 und CsA. Unter CsA-Behandlung wurde die e-NOS-Expression erst nach anfänglich hohen Werten reduziert, während unter MMF-Behandlung diese Reduktion sich von Anfang an bemerkbar machte. Aus diesen Befunden läßt sich schließen, daß alle untersuchten Medikamente eine Endothelschädigung, z.B. bedingt durch NO-Toxizität, durch die Reduktion der i-NOS-Expression verhindern. Bezüglich der Plasminogen-Aktivatoren konnten die Versuche der vorliegenden Arbeit ihre Expression in der Neointima der epi- und intramyokardialen Gefäße nachweisen. u-PA wurde durch alle untersuchten Medikamente in seiner Expression beeinträchtigt, wobei MMF im Vergleich zu CsA und FK-506 eine signifikant höhere Reduktion zeigte. t-PA wurde nur durch MMF und CsA reduziert, wobei unter CsA-Behandlung eine fast kontinuierliche Abnahme der t-PA-Expression während der Versuchsdauer beobachtet wurde. Da t-PA an der Migration und u-PA an der Proliferation der glatten Gefäßmuskelzellen beteiligt sind, lassen sich hier folgende Schlüsse ableiten: Die Proliferation der glatten Gefäßmuskelzellen kann durch alle untersuchten Medikamente verringert werden, während die Migration nur unter CsA- und MMF-Behandlung reduziert wird. MMF reduziert die Proliferation der glatten Gefäßmuskellzellen effizienter als CsA und FK-506, so daß angenommen wird, daß die Reduktion der Plasminogen Aktivatoren einen besonderen Wirkungsmechanismus von MMF darstellt. Die Expression der Plasminogen-Aktivatoren in der Neointima weist das Vorhandensein von glatten Gefäßmuskelzellen nach, so daß sie, da letzteres ein histologisches Zeichen der TVP darstellt, als Indikatoren der TVP-Entwicklung angewendet werden können. α-Aktin, das charakteristisch für die G0-Phase des Zellzyklus der glatten Gefäßmuskelzellen ist, wurde in der Neointima der arteriellen Gefäße identifiziert und seine Expression in der Neointima durch alle untersuchten Medikamente reduziert. Demnach befinden sich viele der glatten Gefäßmuskelzellen der Neointima nicht in der proliferativen Phase, obwohl sie die Migration abgeschlossen haben. Alle untersuchten Medikamente reduzieren die Remodellierung der Neointima durch die glatten Gefäßmuskeltzellen.
In der vorliegenden laborexperimentellen Arbeit wurden verschiedene Methoden zur Isolation von humanen Kardiomyozyten hinsichtlich ihrer Ausbeute und Verwertbarkeit der bei der Isolation gewonnenen Zellen zur Weiterverwendung im Hinblick auf physiologische, pharmakologische und pathologische Untersuchungen miteinander verglichen. Die Isolationsmethoden von Harding et al., Jacobson et al. , Bustamante et al. und Powell et al. wurden exakt nach den Beschreibungen nachgearbeitet und die hierbei gewonnenen Kardiomyozyten auf deren Vitalität und Verwendbarkeit untersucht. Dabei mussten die isolierten Kardiomyozyten eine Reihe von Zellanforderungen, die auch die Autoren der verschiedenen Methoden an deren Herzmuskelzellen stellen, erfiillen. Dies waren im einzelnen: - gerichtete Stimulierbarkeit durch Elektrostimulation - longitudinale Kontraktionen in ausschließlich dieser Achse - keine Spontankontraktionen in I mmolarer Kalziumlösung (Kalziumtoleranz) - Zellstreifung unter dem Mikroskop als Vitalitätskriterium - Minimale Lebensdauer von mehr als zwei Stunden ohne anschließende Abrundung der Zellen unter ungerichteter Kontraktion. In keiner der untersuchten Methoden konnte ein signifikanter Unterschied in Bezug auf Zellausbeute und Morphologie gegenüber den anderen Methoden evaluiert werden. Vor allem zeigte keine der Methoden einen sicheren Vorteil in der Lebensdauer der isolierten Zellen. Die in der Literatur vielfach erfolgreich dargestellten Zellerfolge konnten in den hier durchgeführten Experimenten nicht nachvollzogen werden. Die geriJ;lge Probenmenge und die unterschiedlichen Schädigungsgrade der gewonnenen Gewebeproben mitsamt ihrer hohen Varianz an der Zusammensetzung unterschiedlicher Gewebearten lassen keine der Methoden als konfident für Reihenuntersuchungen hinsichtlich toxischer oder protektiver Substanzen erscheinen. Vor allem die geringe Reproduktionsfähigkeit der Ergebnisse und die geringe Lebensdauer der isolierten Zellen, sowie die mangelnde elektrische Stimulierbarkeit lassen an den beschriebenen Isolationserfolgen zweifeln. Die Isolation humaner Kardiomyozyten stellt somit derzeit noch keine sichere Alternative zu den etablierten Methoden zur Isolationen von Kardiomyozyten tierischer Herkunft als Zellmodell dar.
Das orale Antidiabetikum Glibenclamid ist ein potenter Inhibitor des K ATP Kanals. Die Funktion dieses Kanals ist entscheidend für die Ischämische Präkonditionierung, die Myokardschäden unter Sauerstoffmangel vermindern kann. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluß der Sulfonylharnstoffe Glimepirid und Glibenclamid in Kombination mit Rilmakalim auf die Kontraktilität isolierter Kardiomyozyten des Meerschweinchens mittels digitaler Bildanalyse untersucht. Weiterhin wurde der Einfluß dieser Substanzen auf die Vitalität isolierter Kardiomyozyten des Meerschweinchens unter elektrischer Stimulation durch LDHBestimmungen bestimmt. Rilmakalim verminderte die Kontraktilität der isolierten Kardiomyozyten konzentrations abhängig. Die Sulfonylharnstoffe Glimepirid und Glibenclamid zeigten in den untersuchten Konzentrationen keinen Einfluß auf die kardiomyozytäre Kontraktilität. In Kombination mit Rilmakalim konnte gezeigt werden, daß Glimepirid in den untersuchten Konzentrationen (0,03 µmol -- 9 µmol) den kontraktilitätsmindernden Effekt von Rilmakalim geringer hemmt als Glibenclamid. Ein Einfluß auf die Vitalität der Kardiomyozyten unter elektrischer Stimulation konnte bei keiner Substanz in den untersuchten Konzentration nachgewiesen werden. Die durchgeführten Untersuchungen legen den Schluß nahe, daß der Einfluß der Sulfonylharnstoffe auf kardiale K ATP Kanäle unterschiedlich ausgeprägt ist. Glimepirid scheint im Vergleich zu Glibenclamid in geringerem Ausmaß den sarkolemmalen K ATP Kanal zu blockieren. Dies läßt vermuten, daß auch kardiovaskuläre Nebenwirkungen, die über den Einflußt auf den K ATP Kanal vermittelt werden, unter einer Glimepiridtherapie geringer ausgeprägt sind. Inwieweit diese Annahme zutrifft, muß durch Untersuchungen an humanen Kardiomyozyten und in weiteren klinischen Studien verifiziert werden. Neuere Erkenntnisse über unterschiedliche K ATP Kanaltypen innerhalb des Kardiomyozyten machen es erforderlich, die Wirkung der Sulfonylharnstoffe auf diese Kanalsubtypen näher zu untersuchen.
