title: Influence of the prolyl hydroxylase inhibitor ICA on vascularisation in the malignant hypertension model of the rat
title: Einfluss des Prolylhydroxylasehemmers ICA auf die Gefäßneubildung im malignen Hypertonie-Modell der Ratte
Creators: name: Dambietz, Thomas
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 0
Subjects: subject: DDC Classification::6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften :: 61 Medizin und Gesundheit :: 610 Medizin und Gesundheit

description: 2.1 Objectives In a previous study of renovascular hypertensive rats, impaired angiogenesis emerged as a distinguishing feature between a malignant and a nonmalignant course. The HIF signaling pathway is expected to promote angiogenesis via its target genes, and several studies demonstrated an alleviation of renal or cardiac injury due to HIF stabilization. However, adverse effects of HIF stabilization on cardiovascular events are also conceivable. This study aims to investigate whether administration of the HIF PHD inhibitor ICA increases HIF target genes, promotes angiogenesis and prevents the development of a malignant course of renovascular hypertension in rats. 2.2 Design and Methods A total of 43 rats were included in the experiment and were either sham-operated (sham) or received placement of a clip on the left renal artery to induce renovas- cular hypertension. The hypertensive animals were randomly assigned to receive either placebo (2k1c + placebo), or intraperitoneal administration of 12.5mg/kg bo- dy weight ICA, a prolyl hydroxylase inhibitor. Injections were given on days 15, 16, 18, and 19 after clip surgery. After 35 days, the animals were sacrificed to investigate organs and blood parameters. In addition, serial blood pressure determination by the tail-cuff method and weight determinations were performed. Urine was collected in metabolic cages. Malignant (mh) and nonmalignant (nmh) hypertensive groups were distinguished based on bodyweight loss and typical vascular lesions in the un- clipped kidney. Histologically, arterioles in the unclipped kidney were assessed by smooth muscle actin staining, and capillaries in the left ventricle of the heart we- re counted after RECA staining. PCR was used to determine expression levels of genes in the kidney and left ventricle. In a separate experiment, 20 hypertensive animals were treated with ICA (N=10) or placebo (N=10) and sacrificed on day 20 for histological examination of ICA effects on HIF stabilization. 3 2.3 Observations and Results The administration of ICA caused no difference in blood pressure, weight loss, or the criteria of malignant hypertension. There was even a trend towards higher mortality and worse kidney function in the ICA group. There were no significant differences in expression of HIF-dependent genes between placebo and verum groups. A difference in angiogenesis could not be detected. A stabilization of HIF in renal tissue by the administration of ICA was shown in a separate experiment. 2.4 Conclusions Administration of ICA did stabilize HIF in the kidney but afforded no difference in the incidence of malignant hypertension or the extent of angiogenesis. This data does not support the notion that HIF stabilization might alleviate the severity of hypertensive kidney injury. The reason(s) for this lack of a protective effect may include the timing and/or dosage of the PHD inhibitor, non-HIF-dependent effects of ICA, or an unexpected weaker effect of ICA on HIF-2 compared to HIF-1.
description: 1.1 Hintergrund und Ziele In einer früheren Studie zu renovaskulär hypertensiven Ratten erwies sich eine ge- störte Angiogense als Unterscheidungsmerkmal zwischen einem malignen und einem nicht malignen Verlauf. Es wird angenommen, dass der HIF-Signalweg über Zielge- ne die Angiogenese fördert und mehrere Studien zeigten bei HIF Stabilisierung eine Linderung von Nieren- und Herzschäden. Allerdings sind durch HIF Stabilisierung auch nachteilige Effekte wie kardiovaskuläre Ereignisse denkbar. Die vorliegende Arbeit untersucht, ob die Gabe des HIF PHD Inhibitors ICA die entsprechenden Zielgene steigert, die Angiogenese fördert und das Auftreten einer malignen Verlaufsform der renovaskulären Hypertonie bei Ratten verhindert. 1.2 Methoden Insgesamt wurden 43 Ratten in das Experiment einbezogen und entweder scheinope- riert (sham) oder es wurde ihnen ein Clip auf die linke Nierenarterie platziert, um eine renovaskuläre Hypertonie auszulösen. Die hypertensiven Tiere wurden nach dem Zufallsprinzip entweder mit Placebo (2k1c + Placebo) oder einer intraperi- tonealen Injektion von 12,5 mg/kg Körpergewicht ICA, einem Prolylhydroxylase- Hemmer behandelt. Die Verabreichungen erfolgten an den Tagen 15, 16, 18 und 19 nach der Clip-Operation. Nach 35 Tagen wurden die Tiere geopfert, um Organe und Blutparameter zu untersuchen. Darüber hinaus wurden serielle Blutdruckmessungen mit der Tail-Cuff Methode und Gewichtsermittlungen durchgeführt. Urin wurde in Stoffwechselkäfigen gesammelt. Die Gruppen mit maligner (mh) und nicht maligner (nmh) Hypertonie wurden anhand des Körpergewichtsverlusts und typischer Gefäß- läsionen in der nicht geclippten Niere gebildet. Histologisch wurden die Arteriolen in der ungeclippten Niere durch smooth muscel actin Färbung untersucht und die Kapillaren im linken Ventrikel des Herzens nach RECA-Färbung gezählt. Mittels PCR wurden die Expressionswerte von Genen in der Niere und im linken Ventrikel bestimmt. 1 In einem separaten Versuch wurden 20 hypertensive Tiere mit ICA (N=10) oder Placebo (N=10) behandelt und an Tag 20 für die histologische Untersuchung der Auswirkungen von ICA auf die HIF-Stabilisierung geopfert. 1.3 Ergebnisse und Beobachtungen Die Verabreichung von ICA bewirkte keinen Unterschied bei Blutdruck, Gewichts- verlust oder den Kriterien der malignen Hypertonie. Es gab sogar einen Trend zu höherer Mortalität und einer schlechteren Nierenfunktion in der ICA-Gruppe. In der Expression von HIF-abhängigen Genen traten keine signifikanten Unterschiede zwi- schen der Placebo- und der Verumgruppe auf. Ein Unterschied in der Angiogenese konnte nicht festgestellt werden. Die Stabilisierung von HIF im Nierengewebe durch die Verabreichung von ICA wurde in einem separaten Experiment nachgewiesen. 1.4 Schlussfolgerungen und Diskussion Die Verabreichung von ICA stabilisierte zwar HIF in der Niere, bewirkte aber keinen Unterschied in der Inzidenz von maligner Hypertonie oder dem Ausmaß der Angioge- nese. Diese Daten unterstützen nicht die Annahme, dass eine HIF-Stabilisierung die Schwere der hypertensiven Nierenschädigung lindern könnte. Der Grund für das Aus- bleiben einer schützenden Wirkung könnte der Zeitpunkt und/oder die Dosierung des PHD-Inhibitors, nicht HIF-abhängige Effekte von ICA, oder eine unerwartet schwächere Wirkung von ICA auf HIF-2 im Vergleich zu HIF-1 sein.