Entwicklung der Kontrastmittelechokardiografie am Rattenmodel zur Untersuchung des Einflusses von mesenchymalen Vorläuferzellen auf das Remodeling nach experimentellem Herzinfarkt

Es werden in einer kumulativen Dissertationsschrift zwei wissenschaftliche Arbeiten zusammengefasst. Die erste Arbeit beschreibt die Etablierung der Kontrastmittelechokardiografie zur Charakterisierung des Herzinfarktmodells an der Ratte im zeitlichen Verlauf. Es wird der Ablauf der geometrischen Änderungen am linken Herz nach Herzinfarkt gezeigt. Zusätzlich wird die Methode mit anderen etablierten echokardiografischen Methoden verglichen. Hier wird die Messung der linksventrikulären Querschnittsfläche der Volumenbestimmung nach der modifizierten Simpson-Methode gegenübergestellt. Es wird gezeigt, dass die Flächenmessungen, bei Nichtverfügbarkeit der Kontrastmittelechokardiografie eine valide Methode zur Verlaufsbeobachtung im Modell darstellt. Die zweite Arbeit untersucht im Rattenversuch den Einfluss von mesenchymalen Vorläuferzellen aus Nabelschnurblut auf die Entwicklung des Herzversagens nach Herzinfarkt. Die Injektion der Zellen erfolgt direkt in das Herzmuskelgewebe am Rand des Infarktareals. Zusätzlich zur Phänotypisierung mittels Echokardiografie wurden hämodynamische Messungen, sowie immunhistochemische und molekularbiologische Untersuchungen vorgenommen. Es konnte in einem Multigruppendesign gezeigt werden, dass im vorliegenden Versuch durch die Injektion von Vorläuferzellen kein Einfluss auf die geometrischen und biomechanischen Änderungen nach Herzinfarkt genommen werden konnte. Es konnten jedoch zusätzlich Differenzen zwischen den Versuchsgruppen in der Genexpression von Signalmolekülen der extrazellulären Matrix gezeigt werden, welche Spekulationen über den Einfluss der Zellen auf parakrine Mechanismen im Herzgewebe zulassen

Ribose Treatment Reduced the Infarct Size and Improved Heart Function after Myocardial Infarction in Rats

Objective: In this study the effect of ribose on heart function and infarct-size was analyzed 6 h after myocardial infarction (MI) in rats. Methods: Continuous i.v.-infusion of NaCl or ribose (200 mg/ kg/h) was started one day prior to induction of MI in female Sprague-Dawley rats which was done by ligation of the left coronary artery. Six hours after MI heart function was measured with 3F tip catheter, cardiac output by thermodilution method. Thereafter the ischemic area was delineated by Evans Blue infusion, and the infarct area was visualized by triphenyltetrazolium chloride staining. The mRNA expression of interleukin (IL)-1β, IL-6, matrixmetalloproteinase (MMP)-8, and -9 was measured by ribonuclease protection assay. Results: Heart function was severely depressed 6 hours after coronary artery occlusion, but recovered significantly under the influence of ribose. Left ventricular (LV) systolic pressure (LVSP) and contractility (LVdP/dtmax) were restored to the normal levels of sham-operated animals, while parameters of LV relaxation (LVdP/dtmin and time constant of relaxation τ) were impaired compared to sham-operated animals, but significantly improved by ribose treatment compared to shamtreated MI-rats. Moreover, the infarct size was significantly smaller in the ribose treated animals despite a comparable ischemic area at risk in all MI-rats. The cytokine mRNA expression after MI was significantly reduced after ribose treatment, while there were no differences regarding MMP expression. Conclusion: MI size was significantly reduced and LV function significantly improved by ribose treatment at 6 h after MI. This seemed to be based on slowing the velocity of the necrotic wave front across the LV wall after MI resulting in smaller infarcts.Fil: González, Germán Esteban. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiopatología Cardiovascular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rabald, Steffen. University of Leipzig; AlemaniaFil: Briest, Wilfried. University of Leipzig; AlemaniaFil: Gelpi, Ricardo Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiopatología Cardiovascular; ArgentinaFil: Seropian, Ignacio Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiopatología Cardiovascular; ArgentinaFil: Zimmer, Heinz Gerd. University of Leipzig; AlemaniaFil: Deten, Alexander. University of Leipzig; Alemani

Entwicklung der Kontrastmittelechokardiografie am Rattenmodel zur Untersuchung des Einflusses von mesenchymalen Vorläuferzellen auf das Remodeling nach experimentellem Herzinfarkt

Es werden in einer kumulativen Dissertationsschrift zwei wissenschaftliche Arbeiten zusammengefasst. Die erste Arbeit beschreibt die Etablierung der Kontrastmittelechokardiografie zur Charakterisierung des Herzinfarktmodells an der Ratte im zeitlichen Verlauf. Es wird der Ablauf der geometrischen Änderungen am linken Herz nach Herzinfarkt gezeigt. Zusätzlich wird die Methode mit anderen etablierten echokardiografischen Methoden verglichen. Hier wird die Messung der linksventrikulären Querschnittsfläche der Volumenbestimmung nach der modifizierten Simpson-Methode gegenübergestellt. Es wird gezeigt, dass die Flächenmessungen, bei Nichtverfügbarkeit der Kontrastmittelechokardiografie eine valide Methode zur Verlaufsbeobachtung im Modell darstellt. Die zweite Arbeit untersucht im Rattenversuch den Einfluss von mesenchymalen Vorläuferzellen aus Nabelschnurblut auf die Entwicklung des Herzversagens nach Herzinfarkt. Die Injektion der Zellen erfolgt direkt in das Herzmuskelgewebe am Rand des Infarktareals. Zusätzlich zur Phänotypisierung mittels Echokardiografie wurden hämodynamische Messungen, sowie immunhistochemische und molekularbiologische Untersuchungen vorgenommen. Es konnte in einem Multigruppendesign gezeigt werden, dass im vorliegenden Versuch durch die Injektion von Vorläuferzellen kein Einfluss auf die geometrischen und biomechanischen Änderungen nach Herzinfarkt genommen werden konnte. Es konnten jedoch zusätzlich Differenzen zwischen den Versuchsgruppen in der Genexpression von Signalmolekülen der extrazellulären Matrix gezeigt werden, welche Spekulationen über den Einfluss der Zellen auf parakrine Mechanismen im Herzgewebe zulassen

Entwicklung der Kontrastmittelechokardiografie am Rattenmodel zur Untersuchung des Einflusses von mesenchymalen Vorläuferzellen auf das Remodeling nach experimentellem Herzinfarkt

Es werden in einer kumulativen Dissertationsschrift zwei wissenschaftliche Arbeiten zusammengefasst. Die erste Arbeit beschreibt die Etablierung der Kontrastmittelechokardiografie zur Charakterisierung des Herzinfarktmodells an der Ratte im zeitlichen Verlauf. Es wird der Ablauf der geometrischen Änderungen am linken Herz nach Herzinfarkt gezeigt. Zusätzlich wird die Methode mit anderen etablierten echokardiografischen Methoden verglichen. Hier wird die Messung der linksventrikulären Querschnittsfläche der Volumenbestimmung nach der modifizierten Simpson-Methode gegenübergestellt. Es wird gezeigt, dass die Flächenmessungen, bei Nichtverfügbarkeit der Kontrastmittelechokardiografie eine valide Methode zur Verlaufsbeobachtung im Modell darstellt. Die zweite Arbeit untersucht im Rattenversuch den Einfluss von mesenchymalen Vorläuferzellen aus Nabelschnurblut auf die Entwicklung des Herzversagens nach Herzinfarkt. Die Injektion der Zellen erfolgt direkt in das Herzmuskelgewebe am Rand des Infarktareals. Zusätzlich zur Phänotypisierung mittels Echokardiografie wurden hämodynamische Messungen, sowie immunhistochemische und molekularbiologische Untersuchungen vorgenommen. Es konnte in einem Multigruppendesign gezeigt werden, dass im vorliegenden Versuch durch die Injektion von Vorläuferzellen kein Einfluss auf die geometrischen und biomechanischen Änderungen nach Herzinfarkt genommen werden konnte. Es konnten jedoch zusätzlich Differenzen zwischen den Versuchsgruppen in der Genexpression von Signalmolekülen der extrazellulären Matrix gezeigt werden, welche Spekulationen über den Einfluss der Zellen auf parakrine Mechanismen im Herzgewebe zulassen

Cord blood cell therapy alters LV remodeling and cytokine expression but does not improve heart function after myocardial infarction in rats

OBJECTIVE: In this study the ability of unrestricted somatic stem cells (USSC) and mononuclear cord blood cells (MN-CBC) was tested to improve heart function and left ventricular (LV) remodeling after myocardial infarction (MI). METHODS: The cells were delivered by i.v. or intramyocardial injections in rat models of MI by permanent coronary artery occlusion and by ischemia/reperfusion (I/R) injury. Heart function and remodeling was followed by recurrent echocardiography over 8 or 12 weeks after which catheterization was performed. RESULTS: Although injected labeled cells could be observed within the myocardium for up to 6 d, there was no sign of cardiac regeneration 8 or 12 weeks after MI. However, the mRNA expression of components of the extracellular matrix was attenuated in the infarct scar 12 weeks after MI and cell injection. Additionally, the expression of interleukin (IL)-6 but not of IL-1 beta increased at the site of injury and the adjacent border-zone 12 weeks after I/R and USSC-injection. However, these effects did not translate into improved heart function or attenuated LV dilatation. CONCLUSION: These data indicate that cord blood cell implantation after MI acts through paracrine mechanisms to modify remodeling rather than myocyte regeneration. The role of myofibroblasts and the optimal conditions of cell application need to be determined to translate these mechanisms into functional improvement