title: Charakterisierung der Einflüsse des Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptides (PACAP) und seines Rezeptors PAC1 auf die strukturelle und zelluläre Morphologie des Herzens im murinen ApoE-Knock-Out Modell
Creators: name: Schubart, Jonas
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2024
Subjects: PACAP
Fibrose
PAC1
Herz
Inflammation
Medical sciences Medicine
Medizin

description: Fibrose ist ein Kennzeichen des kardialen Remodelings und tritt bei einer Vielzahl kardiovaskulärer Erkrankungen auf. Insbesondere bei der weit verbreiteten heterogenen Gruppe von Herzfunktionsstörungen mit erhaltener linksventrikulärer Ejektionsfraktion (LVEF) wurde die interstitielle Fibrose als ein zentraler pathophysiologischer Faktor identifiziert. Jüngsten Studien zufolge fördern Komorbiditäten, insbesondere aus dem metabolischen Spektrum, eine chronische systemische Entzündung niedrigen Grades mit sekundärer Beteiligung des Herzens, welche zu Fibrose führt und dadurch die kardiale Struktur und infolgedessen Funktion beeinträchtigt.
Der Mangel an wirksamen antifibrotischen Behandlungsmöglichkeiten unterstreicht den dringenden Bedarf an neuen Therapiezielen. Jüngste Hinweise auf die antifibrotische Wirkung des pleiotropen Neuropeptids pituitary adenylate cyclase activating polypeptide (PACAP) bei strahleninduzierter Myokardschädigung geben Anlass für eine gezielte Untersuchung möglicher antifibrotischer Effekte von PACAP im eben skizzierten Zusammenhang.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es daher, die Rolle von PACAP und seines Rezeptors PAC1 bei der Myokardfibrose im metabolischen Stressmodell zu klären.
Hierzu wurden PACAP-/-- und PAC1-/-- C57/Bl6 N-Mäuse mit einem ApoE-/--Stamm gekreuzt und metabolischer Stress wurde durch die Fütterung einer cholesterinangereicherten Diät (CED) über 10 Wochen induziert. Standardfutter (SD) diente als Kontrolldiät. Gewebeproben der Herzkammern wurden für eine histologische FFPE-Analyse mit Hämalaun/Eosin- und Picro-Sirius-Red-Färbungen aufbereitet und einer morphometrischen Quantifizierung der Kardiomyozyten-Querdurchmesser und der myokardialen Fibrose mit Hilfe eines softwarebasierten Bildanalyseverfahrens unterzogen. Zudem wurde die CED-Gruppe mittels immunhistochemischer Markierungen auf das Vorkommen CD90 positiver Zellen, welche eine Fibroblastensubpopulation darstellen, untersucht.
In der CED-Gruppe wurde bei PACAP-/-/ApoE-/-- und PAC1-/-/ApoE-/--Mäusen im Vergleich zu ApoE-/--Mäusen ein statistisch signifikant höheres Ausmaß an Myokardfibrose festgestellt. Das Muster der fibrösen Ablagerungen entsprach dem einer reaktiven interstitiellen Fibrose und betraf beide Ventrikel gleichermaßen.
PAC1-/-/ApoE-/--Mäuse wiesen neben der vermehrten Fibrose im Vergleich zur Kontrollgruppe zudem eine signifikant höhere Anzahl CD90 positiver Zellen pro Herzfläche auf. Die morphometrische Analyse ergab keine makroskopische oder zelluläre Hypertrophie bei PACAP-/-/ApoE-/-- und PAC1-/-/ApoE-/--Mäusen im Vergleich zu ApoE-/--Mäusen nach CED. Signifikante Unterschiede traten ausschließlich nach CED- Fütterung auf und waren bei SD-Fütterung nicht nachweisbar.
Die vorliegende Arbeit liefert neuartige Hinweise für eine signifikante Beteiligung von PACAP und seines Rezeptors PAC1 an der Entwicklung einer metabolisch induzierten interstitiellen Fibrose. Basierend auf den vorliegenden Daten wird die antifibrotische Wirkung von PACAP in erheblichem Umfang über den PAC1-Rezeptor vermittelt und tritt nur unter metabolischen Stressbedingungen auf. Das Fehlen einer makro- und mikroskopischen kardialen Hypertrophie bei PACAP-defizienten oder PAC1-defizienten Mäusen schließt relevante hämodynamische Effekte von PACAP bzw. des PAC1- Rezeptors im untersuchten Modell aus. Die vorliegenden Ergebnisse deuten darauf hin, dass PACAP-Analoga oder PAC1-Rezeptor-Agonisten ein therapeutisches Potenzial zur Verhinderung oder Abschwächung der metabolischen Herzfibrose bieten können.