Der Einfluss der Inhibition von Faktor Xa auf die myokardiale Inflammation und die linksventrikuläre Pumpfunktion im Rahmen einer Coxsackievirus B3-induzierten Kardiomyopathie

Abstract

Im Rahmen der ersten Studie wurde am Modell der Coxsackie Virus B3 (CVB3)-induzierten Myokarditis der Einfluss der Faktor Xa (FXa)-Hemmung auf die myokardiale Inflammation und die linksventrikuläre Pumpfunktion untersucht. Sowohl infizierte als auch nicht infizierte Mäuse wurden mit dem spezifischen FXa-Hemmer Fondaparinux behandelt und entsprechenden Vergleichsgruppen gegenüber gestellt. 8 Tage p.i. wurde die linksventrikuläre Pumpfunktion mittels Konduktanz-Katheter bestimmt. Das Myokardgewebe wurde immunhistologischen, molekularbiologischen und gelatinolytischen Kriterien unterzogen. Die Herzfunktion war infolge der Behandlung mit Fondaparinux in den infizierten Mäusen durch eine signifikante Verbesserung der globalen und der systolischen Parameter gekennzeichnet. In den Herzen dieser Tiere wurde darüber hinaus eine vermehrte Infiltration von CD68-positiven Makrophagen und insbesondere von CD206-positiven, anti-inflammatorischen M2-Typ Makrophagen gegenüber den unbehandelten CVB3-Tieren beobachtet. Die Anzahl der Viruskopien sowie die Expression der Zytokine IL 1β, IFN β und IFN γ waren hingegen in beiden CVB3-Gruppen vergleichbar. Die MMP 2-Aktivität war nach der Applikation des FXa-Hemmers in den CVB3-infizierten Mäusen relevant reduziert. Die Quantifizierung der mRNA-Expression von TIMP 1 sowie der Kollagen I/III-Ratio und der Gesamtkollagen-Gehalt im Herzgewebe wiesen diesbezüglich keine signifikanten Unterschiede auf. Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass die Hemmung von FXa mit einer verminderten MMP 2-Aktivität im Herzen assoziiert ist. Trotz gesteigerter Immunzellinfiltration resultierte diese nicht in einem vermehrten kardialen Remodeling und führte sogar zu einer signifikanten Verbesserung der linksventrikulären Pumpfunktion. Dies ist möglicherweise mit einem verstärkten Auftreten anti-inflammatorischer M2-Typ-Makrophagen infolge der Behandlung zu erklären. In der zweiten Studie wurde die Rolle des Protease-aktivierten Rezeptors (PAR) 1 im Rahmen der viralen Myokarditis untersucht. Entsprechende Studien an PAR1-/--Mäusen zeigten u. a. eine ausgeprägtere Inflammation und eine Verschlechterung der kardialen Funktion. Dies legt den protektiven Einfluss von PAR1 im Verlauf der Erkrankung dar. Im Rahmen der dritten Studie wurden die Auswirkungen der Überexpression von alternativ-gesplictem Tissue Factor (asTF) in murinen kardiomyozytäre HL 1 Zellen analysiert. Dies ging mit einer erhöhten mRNA-Expression u. a. von FGF2 und Cyr61 sowie mit einer Steigerung der Chemotaxis monozytärer THP 1 Zellen einher. Die Überexpression von asTF steht somit in Verbindung mit pro- angiogenen als auch mit pro-migratorischen Eigenschaften.

In this study we investigated the effects of the inhibition of factor Xa (FXa) on myocardial inflammation and left ventricular function within the murine coxsackievirus B3 (CVB3)-induced myocarditis model. Infected and non-infected mice were treated with the specific FXa inhibitor fondaparinux or with saline respectively. 8 days p.i. left ventricular function was measured using a microconductance pressure catheter. The heart tissue was analyzed for immune histological, biomolecular and gelatinolytical criteria. Due to the treatment with fondaparinux the myocardial function, distinguished by glocal and systolic heart parameters, was significantly improved in the infected animals. More CD68-positive macrophages and, aspecially more CD208-positive anti- inflammatory M2-type macrophages were found in the infected mice treated with fondaparinux compared to those treated with saline. The viral load and the expression levels of IL 1β, IFN β and IFN γ cytokine were equal in both infection groups. The gelatinolytic MMP 2 activity was reduced in infected mice after treatment with the FXa inhibitor. The expression level of TIMP 1, the collagen I/III-ratio and the total collagen content in the myocardial tissue were not altered. Despite an increased immune cell infiltration as a result of fondaparinux treatment, the inhibition of FXa was not associated with more cardiac remodeling and even led to an improvement of left ventricular heart function. Therefore, we assume that both, the reduction of myocardial MMP 2 activity and the increasement of anti-inflammatory M2-type macrophages infiltration contribute to the resolution of myocardial inflammation and myocardial remodeling resulting in a better cardiac outcome. In the second study, we investigated the role of protease-activated receptor (PAR) 1 in the context of CVB3-induced myocarditis. The studies were performed on PAR1-/- mice and revealed massive cardiac inflammation resulting in the deterioration of cardiac function. This demonstrated the protective role of receptor PAR1 within the disease pattern of viral-induced myocarditis. The third study illustrates the impact of alternative spliced tissue factor (asTF) overexpression on murine cardiomyocytic HL 1 cells. This was associated with an upregulated expression of the factors FGF2 and Cyr61 as well as with an inceased chemotaxis of monocytic THP 1 cells. These findings point to both, pro-angiogenic and pro-migratory potential of asTF-overexpression in HL 1 cells.