Annexin-A1 peptide down-regulates the leukocyte recruitment and up-regulates interleukin-10 release into lung after intestinal ischemia-reperfusion in mice

Abstract Background Intestinal ischemia/reperfusion (IR) injury is a serious and triggering event in the development of remote organ dysfunction, from which the lung is the main target. This condition is characterized by intense neutrophil recruitment, increased microvascular permeability. Intestinal IR is also responsible for induction of adult respiratory distress syndrome, the most serious and life-threatening form of acute lung injury. The purpose of this study was to investigate the effect of annexin-A1 protein as an endogenous regulator of the organ remote injury induced by intestinal ischemia/reperfusion. Male C57bl/6 mice were subjected to intestinal ischemia, induced by 45 min occlusion of the superior mesenteric artery, followed by reperfusion. Results The intestinal ischemia/reperfusion evoked a high intensity lung inflammation as indicated by the number of neutrophils as compared to control group. Treatment with annexin-A1 peptidomimetic Ac2-26, reduced the number of neutrophils in the lung tissue and increased its number in the blood vessels, which suggests a regulatory effect of the peptide Ac2-26 in the neutrophil migration. Moreover, the peptide Ac2-26 treatment was associated with higher levels of plasma IL-10. Conclusion Our data suggest that the annexin-A1 peptidomimetic Ac2-26 treatment has a regulatory and protective effect in the intestinal ischemia/reperfusion by attenuation of the leukocyte migration to the lung and induction of the anti-inflammatory cytokine IL-10 release into the plasma. The anti-inflammatory action of annexin-A1 and its peptidomimetic described here may serve as a basis for future therapeutic approach in mitigating inflammatory processes due to intestinal ischemia/reperfusion.

Utilidade clínica da angiografia coronariana em pacientes com disfunção ventricular esquerda

FUNDAMENTO: A realização da angiografia coronariana na insuficiência cardíaca sem etiologia definida é frequentemente justificada para avaliação diagnóstica de cardiopatia isquêmica. Porém, o benefício clínico dessa estratégia não é conhecido. OBJETIVO: Avaliar a prevalência de cardiopatia isquêmica mediante critérios angiográficos em pacientes com insuficiência cardíaca e fração de ejeção reduzida sem etiologia, assim como o seu impacto na decisão terapêutica. MÉTODOS: Foram avaliados pacientes ambulatoriais consecutivos com insuficiência cardíaca e disfunção sistólica, que tiveram a angiografia coronariana indicada para esclarecimento etiológico da cardiopatia, no período de 1º de janeiro de 2009 a 31 de dezembro de 2010. Os pacientes com diagnóstico de doença arterial coronariana, sorologia positiva para doença de Chagas, cardiopatia congênita, valvopatia grave ou pacientes submetidos a transplante cardíaco foram excluídos da análise. A amostra foi dividida em dois grupos conforme a indicação do cateterismo. Grupo-1: Sintomáticos em razão de angina ou insuficiência cardíaca refratária. Grupo-2: Presença de > 2 fatores de risco para doença arterial coronariana RESULTADOS: Cento e sete pacientes foram incluídos para análise, sendo 51 (47,7%) pacientes pertencentes ao Grupo-1 e 56 (52,3%), ao Grupo-2. A prevalência de cardiopatia isquêmica foi de 9,3% (10 pacientes), e todos pertenciam ao Grupo-1 (p = 0,0001). Durante o seguimento, apenas 4 (3,7%) tiveram indicação de revascularização miocárdica; 3 (2,8%) pacientes apresentaram complicações relacionadas ao procedimento. CONCLUSÃO: Em nosso trabalho, a realização da angiografia coronariana em pacientes com insuficiência cardíaca e disfunção sistólica sem etiologia, apesar de embasada pelas atuais diretrizes, não evidenciou benefício quando indicada apenas pela presença de fatores de risco para doença arterial coronariana.

Intervenção Coronariana Percutânea prévia como fator de risco para Revascularização Miocárdica

FUNDAMENTO: A Intervenção Coronariana Percutânea (ICP) vem aumentando na doença arterial coronariana crônica. Consequentemente, cada vez mais pacientes submetidos a Cirurgia de Revascularização Miocárdica (CRM) apresentam stent coronariano. OBJETIVO: Avaliar a influência do antecedente de stent coronariano na mortalidade hospitalar após CRM. MÉTODOS: Análise prospectiva com 1.099 pacientes consecutivos submetidos a CRM com circulação extracorpórea, entre maio/2007 e junho/2009. Pacientes sem ICP prévia (n = 938; 85,3%) foram comparados com pacientes com ICP prévia (n = 161; 14,6%), utilizando modelos de regressão logística e análise de pareamento de amostras. RESULTADOS: Ambos os grupos apresentavam semelhança em relação aos fatores de risco, exceto pela maior presença de pacientes com angina instável no grupo com ICP prévia (16,1% vs. 9,9%; p = 0,019). A mortalidade hospitalar após CRM foi maior entre os pacientes com ICP prévia (9,3% vs. 5,1%, p = 0,034), e foi semelhante à esperada em relação ao EuroSCORE e ao 2000 Bernstein-Parsonnet score. Na análise com regressão logística multivariada a ICP prévia emergiu como fator de risco independente para mortalidade hospitalar pós-operatória (odds ratio 1,94; IC 95% 1,02-3,68; p = 0,044) tão forte quanto diabetes (odds ratio 1,86; IC 95% 1,07-3,24; p = 0,028). Após o pareamento dos grupos, a mortalidade hospitalar continuou sendo maior entre os pacientes com ICP prévia, com odds ratio 3,46 ; IC 95% 1,10-10,93; p = 0,034. CONCLUSÃO: A ICP prévia em pacientes com doença coronariana multiarterial é fator de risco independente para mortalidade hospitalar após CRM. Tal fato deve ser considerado quando a ICP for indicada como alternativa inicial em pacientes com doença arterial coronariana mais avançada. (Arq Bras Cardiol. 2012; [online].ahead print, PP.0-0)

Clinical evolution of patients hospitalized due to the first episode of Acute Coronary Syndrome

AIM: to assess the clinical evolution of patients hospitalized due to the first episode of Acute Coronary Syndrome (ACS) according to its clinical manifestation. METHODS: data were collected from 234 patients, hospitalized between May 2006 and July 2009 due to the first episode of an ACS, by consulting their medical records. RESULTS: 234 patients were hospitalized, 140 (59.8%) due to Acute Myocardial Infarction (AMI). In the group with AMI, 19.3% presented complications, against 12.8% in the group with Unstable Angina (UA) (p=0.19). Angioplasty levels were higher among patients with AMI than with UA (p=0.02) and coronary artery bypass graft surgery was more frequent among UA patients (p=0.03). The majority (227; 97%) survived after the coronary event. Among the seven patients who died during the hospitalization, four had AMI (2.9%) and three UA (3.2%). CONCLUSIONS: A larger number of complications were found among infarction victims and the accomplishment of coronary artery bypass graft surgery differed between the groups.

O treinamento físico aeróbio inibe a sinalização apoptótica muscular esquelética mediada por VEGF-VEGR2 em ratos espontaneamente hipertensos

O treinamento físico aeróbio (TF) tem sido utilizado como um importante tratamento não farmacológico da hipertensão arterial (HA), uma vez que ele corrige a rarefação microvascular e reduz a pressão arterial. Estudos mostram que as anormalidades microvasculares estão diretamente associadas às alterações do fator de crescimento vascular endotelial (VEGF) e do VEGF receptor 2 (VEGFR2), bem como a um desequilíbrio da sinalização apoptótica na HA. Entretanto, pouco se conhece sobre os efeitos do TF sobre estes parâmetros na HA. Nós hipotetizamos que o TF recupere os fatores angiogênicos e promova um equilíbrio entre as proteínas anti e pró-apoptóticas da família Bcl-2 potencialmente, contribuindo para a revascularização e regressão da doença. Ratos espontaneamente hipertensos (SHR, n = 14) e Wistar Kyoto (WKY, n = 14) com 12 semanas de vida e divididos em quatro grupos: SHR, SHR treinado (SHR-T), WKY e WKY treinado (WKY-T) foram estudados. Como esperado, 10 semanas de TF foram efetivas em reduzir a pressão arterial em SHR-T. Além disso, o TF promoveu bradicardia de repouso nos grupos de animais treinados (WKY-T e SHR-T), sendo considerado como um importante marcador de TF aeróbio. O TF também corrigiu a rarefação capilar em SHR-T e esta resposta se deve em grande parte por uma recuperação dos níveis periféricos de VEGF e um aumento na expressão de VEGFR2. Em paralelo, foi observada uma normalização das vias apoptóticas, com aumento da expressão de proteínas antiapoptóticas (Bcl-2 e Bcl-x) e redução das pró-apoptóticas (Bad) acompanhada pela fosforilação de Bad. Estes resultados sugerem que o TF promove revascularização periférica na HA dependente de um fino balanço de reguladores positivos e negativos de angiogênese.

Adaptive immunity is related to coronary artery disease severity after acute coronary syndrome in subjects with metabolic syndrome

Metabolic syndrome (MetS) is an inflammatory state associated with high coronary disease risk. Inflammation and adaptive immunity modulate atherosclerosis and plaque instability. We examined early changes in anti-oxidized lowdensity lipoprotein (LDL) (anti-oxLDL) autoantibodies (Abs) in patients with MetS after an acute coronary syndrome (ACS). Patients of both genders (n=116) with MetS were prospectively included after an acute yocardial infarction (MI) or hospitalization due to unstable angina. Anti-oxLDL Abs (IgG class) were assayed at baseline, three and six weeks after ACS. The severity of coronary disease was evaluated by the Gensini score. We observed a decrease in anti-oxLDL Abs titers (p<0.002 vs. baseline), mainly in males (p=0.01), in those under 65 y (p=0.03), and in subjects with Gensini score above median (p=0.04). In conclusion, early decrease in circulating anti-oxLDL Abs is associated with coronary disease severity among subjects with MetS.

Mesenchymal stem cells (MSC) prevented the progression of renovascular hypertension, improved renal function and architecture

Renovascular hypertension induced by 2 Kidney-1 Clip (2K-1C) is a renin-angiotensin-system (RAS)-dependent model, leading to renal vascular rarefaction and renal failure. RAS inhibitors are not able to reduce arterial pressure (AP) and/or preserve the renal function, and thus, alternative therapies are needed. Three weeks after left renal artery occlusion, fluorescently tagged mesenchymal stem cells (MSC) (2×10(5) cells/animal) were injected weekly into the tail vein in 2K-1C hypertensive rats. Flow cytometry showed labeled MSC in the cortex and medulla of the clipped kidney. MSC prevented a further increase in the AP, significantly reduced proteinuria and decreased sympathetic hyperactivity in 2K-1C rats. Renal function parameters were unchanged, except for an increase in urinary volume observed in 2K-1C rats, which was not corrected by MSC. The treatment improved the morphology and decreased the fibrotic areas in the clipped kidney and also significantly reduced renal vascular rarefaction typical of 2K-1C model. Expression levels of IL-1β, TNF-α angiotensinogen, ACE, and Ang II receptor AT1 were elevated, whereas AT2 levels were decreased in the medulla of the clipped kidney. MSC normalized these expression levels. In conclusion, MSC therapy in the 2K-1C model (i) prevented the progressive increase of AP, (ii) improved renal morphology and microvascular rarefaction, (iii) reduced fibrosis, proteinuria and inflammatory cytokines, (iv) suppressed the intrarenal RAS, iv) decreased sympathetic hyperactivity in anesthetized animals and v) MSC were detected at the CNS suggesting that the cells crossed the blood-brain barrier. This therapy may be a promising strategy to treat renovascular hypertension and its renal consequences in the near future.

Annexin-A1 peptide down-regulates the leukocyte recruitment and up-regulates interleukin-10 release into lung after intestinal ischemia-reperfusion in mice

BACKGROUND: Intestinal ischemia/reperfusion (IR) injury is a serious and triggering event in the development of remote organ dysfunction, from which the lung is the main target. This condition is characterized by intense neutrophil recruitment, increased microvascular permeability. Intestinal IR is also responsible for induction of adult respiratory distress syndrome, the most serious and life-threatening form of acute lung injury. The purpose of this study was to investigate the effect of annexin-A1 protein as an endogenous regulator of the organ remote injury induced by intestinal ischemia/reperfusion. Male C57bl/6 mice were subjected to intestinal ischemia, induced by 45 min occlusion of the superior mesenteric artery, followed by reperfusion. RESULTS: The intestinal ischemia/reperfusion evoked a high intensity lung inflammation as indicated by the number of neutrophils as compared to control group. Treatment with annexin-A1 peptidomimetic Ac2-26, reduced the number of neutrophils in the lung tissue and increased its number in the blood vessels, which suggests a regulatory effect of the peptide Ac2-26 in the neutrophil migration. Moreover, the peptide Ac2-26 treatment was associated with higher levels of plasma IL-10. CONCLUSION: Our data suggest that the annexin-A1 peptidomimetic Ac2-26 treatment has a regulatory and protective effect in the intestinal ischemia/reperfusion by attenuation of the leukocyte migration to the lung and induction of the anti-inflammatory cytokine IL-10 release into the plasma. The anti-inflammatory action of annexin-A1 and its peptidomimetic described here may serve as a basis for future therapeutic approach in mitigating inflammatory processes due to intestinal

Efficacia del trattamento con concentrati piastrinici (P.R.P.) nelle lesioni condrali e tendinopatie

Purpose: Recent knowledge regarding tissue biology highlights a complex regulation of growth factors in reaction to tissue damage. Platelet Rich Plasma (P.R.P.), containing a natural pool of growth factors, can be obtained in a simple and minimally invasive way and be applied to the lesion site. The aim of this study is to explore this novel approach to treat cartilage degenerative lesions of the knee and tendon chronic lesions( patellar tendon, and achilles tendon). In this study we evaluated if the treatment with PRP injections can reduce pain and increase function in cases of patellar tendinosis (Jumper’s Knee), in chronic achilles tendinopathy and in patients with cartilage injuries of the knee. Materials and Methods: 40 patients with cartilage lesion of the knee, 28 male and 12 female with mean age 47 y. (min 18- max 52 years), were treated and prospectively evaluated at a minimum 6 months follow-up; in the same way, 12 patients with achilles tendon lesion (8 male and 4 female) with mean age 44,5 y. (min 32-max 58 years) and 10 patients with “Jumper’s Knee” (8 male and 2 female) with mean age 23,2 y. (min 18-max 37 years), were evaluated at 6 months follow up. The procedure involved 3 multiple injections , performed every two weeks. All patients were clinically evaluated at the end of the treatment and at 6 months follow up. IKDC, SF36, EQ-VAS, scores were used for clinical evaluation and patient satisfaction and functional status were also recorded. Results: Statistical analysis showed a significant improvement in the SF36 questionnaire in all parameters evaluated at the end of the therapy and 6 months follow-up in both group(tendinopathies and chondral lesions), and in the EQ VAS and IKDC score (paired T-test, p<0.0005) from basal evaluation to the end of the therapy, and a further improvement was present at 6 months follow-up. Whereas a higher improvement of the sport activity level was achieved in the “Jumper’s Knee” group. No complications related to the injections or severe adverse events were observed during the treatment and follow up period. Conclusion: PRP inhibits excess inflammation, apoptosis, and metalloproteinase activity. These interactive pathways may result in the restoration of tendon or cartilage, which can with stand loading with work or sports activity, thereby diminishing pain. PRP may also modulate the microvascular environment or alter efferent or afferent neural receptors. The clinical results are encouraging, indicating that PRP injections may have the potential to increase the tendon and cartilage healing capacity in cases with chronic tendinosis and chondropathy of the knee.

Genetic and environmental factors associated with the risk of cognitive decline and dementia

AD is the most common age related neurodegenerative disease in the industrialized world. Clinically AD is defined as a progressing decline of cognitive functions. Neuropathologically, AD is characterized by the aggregation of b-amyloid (Ab) peptide in the form of extracellular senile plaques, and hyperphosphorlylated tau protein in the form of intracellular neurofibrillary tangles. These neuropathological hallmarks are often accompanied by abundant microvascular damage and pronounced inflammation of the affected brain regions. In this thesis we investigated several aspects of AD focusing on the genetic aspect. We confirmed that Alpha 1 antichymotrypsin (ACT), an acute phase protein, was associated to AD subjects, being plasma levels higher in AD cases than controls. In addition, in a GWA study we demonstrated that two different gene, Clusterin and CR1 were strongly associated to AD. A single gene association not explain such a complex disease like AD. The goal should be to created a network of genetic, phenotypic and clinical data associated to AD. We used a new algorithm, the ANNs, aimed to map variables and search for connectivity among variables. We found specific variables associated to AD like cholesterol levels, the presence of variation in HMGCR enzyme and the age. Other factors such as the BMI, the amount of HDL and blood folate levels were also associated with AD. Pathogen infections, above all viral infections, have been previously associated to AD. The hypothesis suggests that virus and in particular herpes virus could enter the brain when an individual becomes older, perhaps because of a decline in the immune system. Our new hypothesis is that the presence of SNPs in our GWA gene study results in a genetic signature that might affect individual brain susceptibility to infection by herpes virus family during aging.

Etablierung einer Ko-Kultur von Alveolarepithel und mikrovaskulärem Endothel als in-vitro-Modell einer humanen respiratorischen Einheit

Ziel der Promotionsarbeit war die Etablierung einer humanen respiratorischen Einheit in vitro zur Untersuchung von Wirkmechanismen einer akuten Lungenschädigung. Als Ko-Kulturmodell wurde eine Kultur humaner Alveoloarepithelzellen vom Typ II (A549, NCI H441, primäre hATII Zellen) mit mikrovaskulären Endothelzellen (ISO-HAS-1, primäre HPMEC) auf den beiden Seiten einer mikroporösen Filtermembran (Bilayer) gewählt. Ein differenzierter Monolayer von NCI H441 konnte in Bilayer-Ko-Kultur mit ISO-HAS-1 oder HPMEC durch die Zugabe von Dexamethason (1 µM) unter Verwendung eines serumhaltigen Mediums induziert werden. Dabei wurde eine von Tag 10 bis Tag 12 phänotypisch stabile Ko-Kultur mit TER-Werten um 500 Ohm x cm2 erhalten. Im Hinblick auf die Freisetzung von IL-8 und MCP-1 und die fehlende Freisetzung von RANTES nach Stimulation waren NCI H441 den hATII Zellen ähnlicher als die häufig als hATII-analog eingesetzte Zell-Linie A549, die RANTES freisetzte. Außerdem bildeten A549 trotz zahlreicher Variatione

Koronarintervention bei Hauptstammstenosen

In dieser Dissertation wurden die Daten von Patienten ausgewertet, die im Zeitraum vom 01. April 2004 bis zum 31. Mai 2005 an der Universitätsklinik Mainz eine Koronarintervention am Hauptstamm erhielten. Insgesamt wurde in dieser Zeit bei 73 Patienten (53 Männer und 20 Frauen) eine Hauptstammintervention durchgeführt. Das sind 6 % aller in diesem Zeitraum durchgeführten Interventionen. Es wurden sowohl Akutinterventionen als auch elektive Interventionen untersucht. Das Altersspektrum der Patienten reichte von 39- 87 Jahren. Die linksventrikuläre Ejektionsfraktion betrug im Mittel 55%. Es lag bei zwei Patienten eine 1- Gefäß-, bei 16 Patienten eine 2-Gefäß- und bei 55 Patienten eine 3-Gefäßerkrankung vor. Zehn Patienten hatten einen geschützten Hauptstamm. Bei 38 Patienten (52%) lag eine Hauptstammbifurkationsstenose vor. In der Regel bekamen alle Patienten ASS und Clopidogrel zu Weiterführung der Antikoagulation nach dem Krankenhausaufenthalt verordnet. Nur bei drei Patienten wurde von diesem Schema abgewichen, da sie aufgrund von mechanischen Herzklappenprothesen Marcumar erhielten. Bei 72 von 73 behandelten Patienten konnte die LCA-Stenose mittels der Hauptstammintervention auf einen Stenosegrad unter 30% reduziert werden. Die Intervention war also in 99% der Patienten primär erfolgreich. Ein Follow-up liegt von 69 der 73 Patienten vor. Bei 52 Patienten liegt eine Kontrollangiographie vor und bei 21 Patienten liegt keine vor (zehn verstorbene Patienten, sieben Patienten mit nicht invasiver Kontrolle, vier Patienten ohne Follow-up). Im Kontrollzeitraum wurde bei 38 Patienten (52% des Gesamtkollektivs) keine erneute Intervention notwendig, sie erlitten keine Komplikationen und zeigten ein gutes Langzeitergebnis. Bei 29 der 66 Patienten, die das Krankenhaus lebend verließen, traten Spätkomplikationen auf und/oder es wurde eine Reintervention am Zielgefäß oder Nichtzielgefäß notwendig. Der durchschnittliche Restenosegrad des Zielgefäßes bei den Patienten, die eine invasive Kontrolle hatten, belief sich auf 24%. Eine Rezidivstenose, definitionsgemäß eine Restenose >50%, lag bei elf Patienten vor. Zu den frühen Komplikationen, die während der Intervention oder des Krankenhausaufenthaltes auftraten, zählten sieben Todesfälle, eine SAT und zehn Blutungsereignisse. Zu den Komplikationen, die während der Langzeitbeobachtung auftraten, gehörten fünf weitere Todesfälle (vier nicht kardial bedingt, einer kardial bedingt), ein Apoplex, eine SAT, vier Bypass-Operationen, drei NSTEMI und vier instabile AP. Insgesamt traten an Komplikationen Tod (12 Patienten), Apoplex (1 Patient), SAT (2 Patienten), Bypass-Operationen (4 Patienten), NSTEMI (3 Patienten), Blutungen (10 Patienten) und instabile Angina pectoris (4 Patienten) auf. Eine Reintervention des Zielgefäßes wurde bei 19 % und eine des Nichtzielgefäßes bei 18 % der Patienten durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Primärerfolg der Hauptstammstentimplantation insbesondere bei elektiven Patienten, die eine gute Intermediärprognose haben, groß ist und die Intervention mit geringen Komplikationen verbunden ist.

Interactions of inhaled nanoparticles with the alveolar-capillary barrier of the human respiratory tract

In dieser Arbeit wurden zytotoxische Effekte sowie die inflammatorische Reaktionen des distalen respiratorischen Traktes nach Nanopartikelexposition untersucht. Besondere Aufmerksamkeit lag auch auf der Untersuchung unterschiedlicher zellulärer Aufnahmewege von Nanopartikeln wie z.B. Clathrin- oder Caveolae-vermittelte Endozytose oder auch Clathrin- und Caveolae-unabhängige Endozytose (mit möglicher Beteiligung von Flotillinen). Drei unterschiedliche Nanopartikel wurden hierbei gewählt: amorphes Silica (aSNP), Organosiloxan (AmorSil) und Poly(ethyleneimin) (PEI). Alle unterschiedlichen Materialien gewinnen zunehmend an Interesse für biomedizinische Forschungsrichtungen (drug and gene delivery). Insbesondere finden aSNPs auch in der Industrie vermehrt Anwendung, und stellen somit ein ernstzunehmendes Gesundheitsrisiko dar. Dieser wird dadurch zu einem begehrten Angriffsziel für pharmazeutische Verabreichungen von Medikamenten über Nanopartikel als Vehikel aber bietet zugleich auch eine Angriffsfläche für gesundheitsschädliche Nanomaterialien. Aus diesem Grund sollten die gesundheitsschädigenden Risiken, sowie das Schicksal von zellulär aufgenommenen NPs sorgfältig untersucht werden. In vivo Studien an der alveolaren-kapillaren Barriere sind recht umständlich. Aus diesem Grund wurde in dieser Arbeit ein Kokulturmodel benutzt, dass die Alveolar-Kapillare Barrier in vivo nachstellt. Das Model besteht aus dem humanen Lungenepithelzelltyp (z.B. NCI H441) und einem humanen microvasculären Endothelzelltyp (z.B. ISO-HAS-1), die auf entgegengesetzten Seiten eines Transwell-Filters ausgesät werden und eine dichte Barriere ausbilden. Die NP Interaktion mit Zellen in Kokultur wurde mit denen in konventioneller Monokultur verglichen, in der Zellen 24h vor dem Experiment ausgesät werden. Diese Studie zeigt, dass nicht nur die polarisierte Eigenschaft der Zellen in Kokultur sondern auch die unmittelbare Nähe von Epithel und Endothelzelle ausschlaggebend für durch aSNPs verursachte Effekte ist. Im Hinblick auf inflammatorische Marker (sICAM, IL-6, IL8-Ausschüttung), reagiert die Kokultur auf aSNPs empfindlicher als die konventionelle Monokultur, wohingegen die Epithelzellen in der Kokultur auf zytotoxikologischer Ebene (LDH-Ausschüttung) unempfindlicher auf aSNPs reagierten als die Zellen in Monokultur. Aufnahmestudien haben gezeigt, dass die Epithelzellen in Kokultur entschieden weniger NPs aufnehmen. Somit zeigen die H441 in der Kokultur ähnliche epitheliale Eigenschaften einer schützenden Barriere, wie sie auch in vivo zu finden sind. Obwohl eine ausreichende Aufnahme von NPs in H441 in Kokultur erreicht werden konnte, konnte ein Transport von NPs durch die epitheliale Schicht und eine Aufnahme in die endotheliale Schicht mit den gewählten Inkubationszeiten nicht gezeigt werden. Eine Clathrin- oder Caveolae-vermittelte Endozytose von NPs konnte mittels Immunfluoreszenz weder in der Mono- noch in der Kokultur nachgewiesen werden. Jedoch zeigte sich eine Akkumulation von NPs in Flotillin-1 und-2 enthaltende Vesikel in Epithelzellen aus beiden Kultursystemen. Ergebnisse mit Flotillin-inhibierten (siRNA) Epithelzellen, zeigten eine deutlich geringere Aufnahme von aSNPs. Zudem zeigte sich eine eine reduzierte Viabilität (MTS) von aSNP-behandelten Zellen. Dies deutet auf eine Beteiligung von Flotillinen an unbekannten (Clathrin oder Caveolae -unabhängig) Endozytosemechanismen und (oder) endosomaler Speicherung. Zusammenfassend waren die Aufnahmemechanismen für alle untesuchten NPs in konventioneller Monokultur und Kokultur vergleichbar, obwohl sich die Barriereeigenschaften deutlich unterscheiden. Diese Arbeit zeigt deutlich, dass sich die Zellen in Kokultur anders verhalten. Die Zellen erreichen hierbei einen höheren Differenzierungsgrad und eine Zellkommunikation mit anderen relevanten Zelltypen wird ermöglicht. Durch das Einbringen eines dritten relevanten Zelltyps in die Kokultur, des Alveolarmakrophagen (Zelllinie THP-1), welcher die erste Verteidigungsfront im Alveolus bildet, wird diese Aussage weiter bekräftigt. Erste Versuche haben gezeigt, dass die Triplekultur bezüglich ihrer Barriereeigenschaften und IL-8-Ausschüttung sensitiver auf z.B. TNF- oder LPS-Stimulation reagiert als die Kokultur. Verglichen mit konventionellen Monokulturen imitieren gut ausgebildete, multizelluräre Kokulturmodelle viel präziser das zelluläre Zusammenspiel im Körper. Darum liefern Nanopartikelinteraktionen mit dem in vitro-Triplekulturmodel aufschlussreichere Ergebnisse bezüglich umweltbedingter oder pharmazeutischer NP-Exposition in der distalen Lung als es uns bisher möglich war.

Vergleich der retinalen und dermalen mikrovaskulären endothelialen Funktion bei Gesunden, Insulinresistenten und Typ-2-Diabetikern

Die vorliegende klinische Studie hatte zum Ziel, die mikrovaskuläre Endothelfunktion retinaler und dermaler Gefäße von Insulinresistenten und Typ 2- Diabetikern ohne Zeichen einer diabetischen Retinopathie mit einer gesunden insulinsensitiven nicht-diabetischen Kontrollgruppe hinsichtlich früher morphologischer und funktioneller Veränderungen zu vergleichen.rnrnMethode:rnEs wurden 54 Patienten ohne Nachweis einer diabetischen Retinopathie eingeschlossen und in 3 Gruppen entsprechend ihren metabolischen Ergebnissen eingeteilt: 1.) Gruppe K (Kontrollgruppe) setzte sich aus gesunden, nicht-diabetischen, insulin-sensitiven rn(HOMA ≤ 2) Probanden mit einem BMI ≤ 28 kg/m2 zusammen; 2.) Gruppe IR bestand aus den nicht-diabetischen, insulin-resistenten (HOMAs > 2), übergewichtigen Patienten mit einem BMI > 28 kg/m2 und 3.) Gruppe DM war definiert als Patienten mit einem manifesten Typ 2-Diabetes mellitus.rnrnDie mikrovaskuläre Funktion der Retina wurde mittels eines Laserdoppler-Verfahrens (Heidelberg Retina Flowmeter) untersucht und hierbei der retinale Blutfluss und das Verhältnis der Gefäßwand zum Lumen (WLR, wall-to-lumen-ratio) basal und nach Flickerlicht-Stimulation (10 Hz, Photo Stimulator 750) gemessen. Letzterer gilt als Marker für vaskuläre Schädigung. rnZusätzlich wurde die dermale Mikrozirkulation (Blutfluss, O2-Sättigung) als weiterer Faktor der mikrovaskulären Endothelfunktion in den 3 Studiengruppen untersucht und miteinander verglichen.rnErgebnisse:rnEs zeigte sich kein signifikanter Unterschied des retinalen Blutflusses zwischen den 3 Gruppen weder basal noch nach Flickerlicht-Stimulation. Es zeigte sich keine Korrelation zwischen der mikrovaskulären Funktion der Haut und der Retina. rnDie arterielle WLR zeigte nur geringe Unterscheide zwischen den 3 Gruppen.rnrnMit zunehmendem Grad der Insulinresistenz wurde jedoch eine Reduktion des basalen als auch des flickerlicht-stimulierten retinalen Blutflusses deutlich, dabei zeigte sich unerwarteter Weise eine Abnahme der WLR.rnrnDer (prä-ischämische) muskuläre Blutfluss war in der IR-Gruppe signifikant geringer als in der K-Gruppe. Auch war die postischämische dermale O2-Sättigung in der DM und IR-Gruppe signifikant niedriger im Vergleich zur K-Gruppe. Jedoch war die postischämische hyperämische dermale Reaktion in der IR und DM-Gruppe nur geringgradig weniger als in der K-Gruppe. rnrnSchlussfolgerung:rnEine Korrelation zwischen der Entwicklung der Insulinresistenz und retinaler sowie dermaler mikrovaskulärer endothelialer Funktion wurde bei der Studie deutlich. Mithilfe des neuen Verfahrens der Laser Scanner Flowmeter zur Messung der retinalen Endothelfunktion lassen sich sehr frühe morphologische Veränderungen des mikrovaskulären Blutflusses erfassen. rnDie fehlende Korrelation zwischen retinaler und dermaler mikrovaskulärer Funktion als auch die geringen Unterschiede der WLR sollte Gegenstand weiterer Studien seinrn

Effects of maternal PETN treatment of spontaneously hypertensive rats on blood pressure in the offspring

Pentaerithrityltetranitrat (PETN) ist ein organisches Nitrat und wird in der Klinik zur Behandlung der Angina Pectoris eingesetzt. PETN hat, wenn direkt verabreicht, kaum Wirkung auf den Blutdruck. Diese Arbeit wurde konzipiert, um einen potentiellen „perinatalen Programmierung“-Effekt von PETN in spontan-hypertensiven Ratten (SHR), einem Rattenmodel der genetischen Hypertonie, zu testen. Die F0-Elterntiere wurden mit PETN (50 mg/kg/Tag) während der Schwangerschaft und der Laktation behandelt; die F1-Nachkommen bekamen nach der Ablaktation normales Haltungsfutter. Der Blutdruck wurde an den Nachkommen vom 3. Monat bis zum 8. Monat nach der Geburt gemessen. Maternale PETN-Behandlung hatte kaum Wirkung auf den Blutdruck in den männlichen SHR-Nachkommen. Dagegen zeigten die weiblichen Nachkommen der PETN-Behandlungsgruppe eine persistente Reduktion des Blutdrucks. Der systolische Blutdruck war in den weiblichen Nachkommen in der PETN-Gruppe etwa 13 mmHg niedriger im 4. Monat und etwa 10 mmHg niedriger im 8. Monat als in den Kontrolltieren. Dieser lang-anhaltende Effekt ging mit einer substanziellen Änderung der Genexpression einher, die auch beim 8. Monat noch nachzuweisen war. In den Aorten der weiblichen F1-Nachkommen wurde Veränderungen an Genexpression der α-adrenergen Rezeptoren sowie Endothelin-Rezeptoren festgestellt, die aber funktionell von minimaler Bedeutung für die PETN-Wirkung waren. Hingegen war eine klare Rolle des StickstoffmoNOXid (NO) zu sehen. Maternale PETN-Behandlung führte zur Heraufregulation der endothelialen NO-Synthase (eNOS) und der GTP-Cyclohydrolase I (GCH-1). GCH-1 ist für die Biosynthese des Tetrahydrobiopterins, eines essentiellen eNOS-Kofaktors, entscheidend, und dadurch auch für die eNOS-Funktionalität. Zusätzlich wurden auch anti-oxidative Enzyme wie die mitochondriale Superoxid-Dismutase (SOD2), die Glutathion-Peroxidase 1 (GPx1) und die Hem-Oxygenase 1 (HO-1) heraufreguliert, und die Superoxid-produzierende NADPH-Oxidase NOX1 herunterreguliert. Dies kann zur Verminderung vom oxidativen Stress und Erhöhung der NO-Bioverfügbarkeit führen. Letztlich wurde auch ~ 74 ~ die Sirtuin 1 (SIRT1) durch maternale PETN-Behandlung heraufreguliert, die auch zur Heraufregulation der SOD2, GPx1 und eNOS beitragen kann. Im Organbad-Experiment wurde die Acetylcholin-induzierte, Endothel-abhängige Vasodilatation in der Aorta der weiblichen Nachkommen der PETN-Gruppe verstärkt. Diese verbesserte Endothelfunktion, was vermutlich aus der Genexpressionsänderung resultiert, stellt sehr wahrscheinlich einen Schlüsselmechanismus der Blutdrucksenkung in den Nachkommen der PETN-behandelten F0-Tiere dar.