Klinik und Poliklinik für Thorax-, Herz- und Gefäßchirurgie	Tel. (0251) 83-47401 Fax: (0251) 83-48316 e-mail: andreas.hoffmeier@ukmuenster.de www: www.thg.uni-muenster.de/THG%2DChirurgie/
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Forschungsschwerpunkte 2003 - 2004    zurück    weiter

Grundlagen der höheren Re-Stenoseresistenz des arteriellen Bypass   Der Einsatz von Venen für den aortokoronaren Bypass wird durch ihre hohe Inzidenz zur Entwicklung einer Bypass-Atherosklerose stark limitiert. Im Vergleich zu Venen zeigen arterielle Grafts insbesondere der A. mammaria interna aber auch der A. radialis eine deutlich geringere Restenoserate. Die molekularen Mechanismen, die dieser höheren Restenoseresistenz des artiellen Bypass zugrunde liegen, sind bisher nicht geklärt. Bisherig Studien weisen darauf hin, dass Unterschiede in der Regulation der strukturellen Zusammensetzung der Gefäßwand die Grundlage für die unterschiedliche Restenoseresistenz der verschiedenen Gefäßtypen bilden könnte. Die hier dargestellte Studie befasst sich daher mit der Zytokin-vermittelten Regulation der Gefäßwandstruktur. Der Granulozyten-Makrophagen koloniestimulierende Faktor (GM-CSF) ist ein proinflammatorisches Zytokin mit weitreichender Bedeutung für die Gefäßstruktur. Der Effekt von GM-CSF wird über den GM-CSF-Rezeptor vermittelt, dessen beta-Untereinheit auch von IL-3 und IL-5 genutzt wird. Wie Untersuchungen an Mausmodellen zeigen, bestimmt der GM-CSF-Level den Metabolismus der vaskulären kollagenen Matrix und des Elastins. Da Arterien und Venen markante Unterschiede in ihrem strukturellen Aufbau aufweisen, liegt die Annahme einer differentiellen gefäßtypspezifischen Regulation durch GM-CSF und sein Rezeptorsystem nahe. Die folgende Studie befasst sich daher mit der Expression des GM-CSF/GM-CSF-Rezeptorsystems sowie Tropoelastin und Typ VIII Kollagen in Arterien und Venen. Arterien und Venen, die als aortokoronare Bypassgrafts (ACB) eingesetzt werden, dienen als Grundlage für diese Studie. Gewebeproben der A. mammaria, A. radialis, Aorta und der V. saphena werden direkt in flüssigem Stickstoff eingefroren (RT-PCR-Analyse) oder für die Kryohistologie (Immunohistochemie) vorbereitet. Analysiert werden die Expression von GM-CSF (GM) und des Rezeptorsystems [alpha-Rezeptoren (GMRa1, IL3Ra, IL5Ra) und beta-Rezeptor (GMRß)] sowie von Typ VIII Kollagen (CVIII) und Tropoelastin (TE). Unsere bisherigen Studien ergaben das folgende Bild: Der Vergleich von Arterien und Venen zeigte deutliche Unterschiede hinsichtlich der Expression von GM-CSF, der Rezeptoruntereinheiten sowie TE und CVIII. Auffällig sind die Ähnlichkeit der Expressionsmuster bei Vene und A. radialis und die Abgrenzung der Aorta. Im Vergleich zu Venen zeigten Arterien hohe Expressionswerte für TE und CVIII, wobei die Aorta die höchsten Expressionswerte aufwies: Aorta>A.mammaria>A.radialis>Vene. Außerdem unterschieden sich Venen und Arterien im Verhältnis zwischen TE und CVIII (Arterien: 2.2; Venen: 3.8). Die Arterien exprimierten GMRa1 und GMRß ebenfalls stärker als die Vene, während für GM und IL5Ra keine signifikanten Unterschiede nachgewiesen wurden. Auffällig war die niedrige IL3Ra Expression der Aorta gegenüber dem vergleichbar hohen Expressionslevel der anderen Gefäße. Lineare Regressionsanalysen ergaben eine negative Korrelation von TE und CVIII mit GMRß (p<0.026) und mit IL3Ra (p<0.027), eine negative Korrelation von CVIII mit IL5Ra nur in den Arterien (p=0.007) und eine positive Korrelation von Tropoelastin und CVIII untereinander (p=0.007). Die vorliegende Studie zeigt, dass das GM-CSF/GM-CSF-Rezeptorsystem in Arterien und Venen differentiell exprimiert wird und dass diese Unterschiede mit der gefäßtypspezifischen ECM-Ausprägung korrelieren. Die differentielle Expression der alpha-Rezeptoruntereinheiten legt ein Zusammenspiel von GM-CSF mit IL3 und IL5 für die gefäßtypspezifische Expression von Elastin und Typ VIII Kollagen in Arterien und Venen nahe. Die Regulation des GM-CSF-IL3-IL5-Systems könnte somit für die höhere Restenoseresistenz arterieller Bypassgrafts von besonderer Bedeutung sein. Derzeitige Untersuchungen befassen sich mit der Aufklärung des Zusammenspiels von GM-CSF, IL3 und IL5 bei der Regulation von Molekülen der extrazellulären Matrix in vaskulären glatten Muskelzellen der verschiedenen Gefäßtypen. Beteiligte Wissenschaftler: G. Plenz, A. Rokusujew, T.D.T. Tjan, A. Hoffmeier, J. Sindermann, H. Eschert, C. Köbbert Veröffentlichungen: Deng MC, Erren M, Arlt M, Dietl K-H, Baba HA, Kerber S, Plenz G, Scheld HH. Graft dysfunction and immunological alterations early after heart transplantation. Transplantationsmedizin 1997;9:66-67 Plenz G, Koenig C, Severs N, Robenek H. Smooth muscle cells express granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM-CSF) in the undiseased and atherosclerotic human coronary artery. Atheroscler Thromb Vasc Biol 1997;17:2489-2499 Deng MC, Baba HA, Erren M, Plenz G, Kerber S, Breithardt G, Scheld HH. Can molecular techniques be applied to improve the emdomyocardial biopsy diagnoses of acut rejection. 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