dc.contributor.author
Walker, Christoph Julian
dc.date.accessioned
2018-06-07T23:53:18Z
dc.date.available
2016-02-26T14:36:12.408Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/11145
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-15343
dc.description.abstract
Einleitung: Die ischämische Herzkrankheit ist weltweit die häufigste
Todesursache. Therapeutische Hypothermie (TH) gilt als anerkannte Intervention
zur Neuroprotektion bei Patienten mit einer durch Herzkreislaufstillstand oder
perinatale Asphyxie bedingten Ischämie des Gehirns. Der Einfluss von TH auf
die myokardiale Ischämie ist bisher nicht ausreichend geklärt. Auch wenn
experimentelle in-vitro und in-vivo Studien auf kardioprotektive Eigenschaften
hinweisen, konnte eine Verkleinerung des Infarktareals durch TH in klinischen
Studien bisher nicht nachgewiesen werden. In dieser Arbeit soll ein auf
HL1-Zellen beruhendes Ischämie-Reperfusions-Modell etabliert werden, um
anschließend das protektive Potential und mögliche Wirkmechanismen von TH
genauer zu untersuchen. Methoden: Die kardiale Ischämie wurde durch
Inkubation von HL1-Zellen unter 0,2 % Sauerstoff und Serum/Glukose-Entzug
simuliert. Nach sechs Stunden wurden die geschädigten Zellen zur Simulation
der Reperfusion (I/R) 21 % Sauerstoff und Nährmedium ausgesetzt. Hypothermie
wurde nach zwei verschiedenen Protokollen induziert. 1.) Post-ischämisch
(PITH) mit 33,5 °C für 24 Stunden initiiert mit Beginn der simulierten
Reperfusion. 2.) Intra-ischämisch (IITH) mit 33,5 °C für 24 Stunden
beginnend während der simulierten Ischämie und aufrechterhaltend bis zum
Ende der I/R. Die Zellviabilität wurde anhand der Freisetzung von LDH und
Troponin untersucht. Die mitochondriale Aktivität wurde mit Hilfe des ATP-
Gehalts und der MMT-Reduktion analysiert. Regulationen der apoptotischen
Faktoren Caspase3 und ERK1/2 sowie des Kälteschockproteins RBM3 wurden durch
Western Blots analysiert und der mRNA-Gehalt von RBM3 und iNOS durch qRT-PCR
gemessen. Ergebnisse: Die Simulation von Ischämie und I/R führte zu einem
vermehrten Zelluntergang, welcher durch einen Anstieg der LDH- und Troponin-
Freisetzung festgestellt wurde. Außerdem wurde eine mitochondriale Dysfunktion
beobachtet, die sich durch einen erniedrigten ATP-Gehalt und erniedrigte MTT-
Reduktion zeigte. IITH, nicht aber PITH, verminderte den durch die simulierte
Ischämie und I/R ausgelösten Zelluntergang und führte zu einem erhöhten
ATP-Gehalt und erhöhter MTT-Reduktion. Die Aktivierung der proapoptotischen
Caspase3 durch I/R wurde mittels IITH abgeschwächt. Weiterhin zeigte sich ein
Trend zur RBM3-Induktion durch IITH. Der iNOS-mRNA-Gehalt wurde durch I/R
erhöht und durch IITH vermindert. Schlussfolgerungen: Es wurde ein Modell aus
ischämischen HL1-Kardiomyozyten zur Untersuchung des Einflusses von TH
etabliert. IITH erwies sich als vielversprechende Intervention zum Schutz vor
ischämischem Zelluntergang. Vermittelt wird der protektive Effekt vermutlich
durch die Abschwächung der mitochondrialen Dysfunktion und der Apoptose. Die
genaue Rolle der RBM3- und iNOS-Regulation sollte weiter erforscht werden. Die
vorliegenden Daten unterstützen die Annahme, dass TH in den klinischen
Studien bisher zu spät induziert wurde, um eine messbare Kardioprotektion zu
bewirken.
de
dc.description.abstract
Introduction: Ischemic heart disease is the most common cause of death
worldwide. Therapeutic hypothermia (TH) is an acknowledged intervention for
neuroprotection for patients suffering from ischemic brain injury due to
cardiac arrest or perinatal asphyxia. However, its effect on myocardial
ischemia remains unclear. Albeit some experimental in-vitro and in-vivo
studies have shown cardioprotective properties, clinical trials failed to show
a decrease in infarct size by moderate hypothermia. The objective of this
study is to introduce a model of ischemia/reperfusion injury in HL1-
cardiomyocytes to further investigate the cardioprotective potential of TH and
elucidate possible mechanisms in action. Methods: Cardiac ischemia was
simulated by exposing HL1-cells to 0.2 {\%} oxygen and serum-glucose- free
medium. After 6 h, the injured cells were re-oxygenated with 21 {\%} oxygen in
complete medium to mimic reperfusion. Hypothermia was induced according to two
different protocols: 1.) Post-ischemic cooling (PITH) to 33.5 °C for 24 h
initiated at the start of simulated reperfusion. 2.) Intra-ischemic cooling
(IITH) to 33.5 °C for 24 h initiated during simulated ischemia and maintained
throughout the I/R-phase. Cell viability was determined by release of LDH and
troponin. Mitochondrial activity was assessed by intracellular ATP-content and
MTT-reduction. Regulation of apoptotic factors caspase3 and ERK1/2 and cold-
shock protein RBM3 was analyzed by Western blot and iNOS- and RBM3-mRNA-levels
were measured by qRT-PCR. Results: Simulation of ischemia and I/R resulted in
increased cell death as seen in higher LDH- and troponin-releases and in
mitochondrial impairment noted by decreased ATP-content and MTT-reduction.
IITH, but not PITH, attenuated ischemia and I/R induced cell death and
maintained higher ATP-contents and higher MTT-reduction levels. The activation
of proapoptotic caspase3 was reduced by IITH. Furthermore, there was a trend
for RBM3-upregulation by IITH. INOS-mRNA content was elevated by I/R and
decreased by TH. Conclusions: A suitable model of ischemic HL1-cells for the
investigation of the impact of hypothermia was established. IITH is a
promising intervention for the salvage of ischemic cardiomyocytes from cell
death, which is apparently mediated by the prevention of mitochondrial
dysfunction and apoptosis. Further research is needed to explore the role of
RBM3- and iNOS-regulations. The presented data support the assumption that TH
was induced to late in clinical trials to convey protection.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
cardioprotection
dc.subject
therapeutic hypothermia
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Kardioprotektion durch therapeutische Hypothermie
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2016-02-26
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000101239-6
dc.title.subtitle
eine Zellkulturstudie mit HL1-Kardiomyozyten
dc.title.translated
Cardioprotection by therapeutic hypothermia
en
dc.title.translatedsubtitle
a cell culture study using HL1-cardiomyocytes
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000101239
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000018607
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access