title: FGF23 als Auslöser einer Herzhypertrophie in der Maus
Creators: name: Daume, Luisa
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2024

description: Hintergrund und Ziele Chronische Nierenerkrankungen (CKD), die vielfältige Ursachen haben können, sind durch ihre hohe Inzidenz und Prävalenz zu einem globalen Gesundheitsproblem geworden. Zu den weitreichenden Krankheitsfolgen gehören neben Hypertonie, Elektrolytstörungen, Hyperparathyreoidismus oder Osteopathie auch die linksventrikuläre Hypertrophie (LVH) und die kardiale Fibrose. Ursächlich für diese mit der CKD assoziierten kardialen Folgeerkrankungen ist ein erhöhter Serumspiegel des Hormons Fibroblast Growth Factor 23 (FGF23), das physiologischerweise die Phosphathomöostase des Körpers reguliert. Grabner et al. konnten zeigen, dass FGF23 am Herzen an den FGF-Rezeptor 4 bindet. Die Rezeptorbindung aktiviert den Calcineurin/Nuclear Factor of Activated T-cells (NFAT) Pathway, wodurch die kardiovaskulären Veränderungen hervorgerufen werden. FGF23 und FGFR4 können somit als Targets für die Therapie der FGF23-induzierten LVH herangezogen werden. In vorangegangenen Versuchen konnte im Mausmodell durch die Blockade von FGFR4 die Entstehung einer FGF23-induzierten LVH verhindert werden. Eine solche Blockade ist durch spezielle Anti-FGFR4 Antikörper möglich. Für deren Testung wird ein Mausmodell benötigt, in dem eine FGF23-induzierte LVH reproduzierbar gezeigt werden kann. Ziel dieser Arbeit ist es, im Mausmodell die Effektivität verschiedener Arten der intraperitonealen FGF23-Applikation zu vergleichen. Insbesondere werden Unterschiede zwischen einer Bolus-Applikation durch Injektionen und einer kontinuierlichen Applikation durch Minipumpen untersucht. Methoden Insgesamt drei Mausversuche mit männlichen C57BL/6 Mäusen wurden durchgeführt. Die Tiere wurden in jeweils 3 bzw. 4 Gruppen mit einer Gruppengröße von n=6 bzw. n=10 randomisiert. Daraufhin erfolgte die intraperitoneale Applikation von FGF23, entweder über intraperitoneal implantierte osmotische Minipumpen oder über intraperitoneale Injektionen. Im dritten Versuch wurde die Gabe über Injektionen in einer Gruppe mit der Gabe eines Anti-FGFR4 Antikörpers kombiniert. Während des laufenden Versuchs wurde eine kardiale Sonographie durchgeführt, um Hypertrophie sowie eine Einschränkung der kardialen Funktion detektieren zu können. Die LVH wurde dann nach Versuchsende durch verschiedene Methoden quantifiziert. Es erfolgte die Bestimmung der Herzgewicht/Tibialängen Ratio sowie eine histologische Aufarbeitung der Herzen, um kardiale Hypertrophie und Fibrose mittels HE-, Pikro-Siriusrot- und WGA-Färbung darstellen zu können. Die mit kardialer Hypertrophie und Fibrose assoziierten Gene wurden mittels RT-qPCR quantifiziert und die Höhe des FGF23-Serumspiegels mittels FGF23-ELISA bestimmt. Die statistische Auswertung der Daten erfolgte mittels one-way ANOVA oder Kruskal-Wallis Test. Ein p-Wert &lt;0,05 wurde als statistisch signifikant gewertet. Ergebnisse und Beobachtungen Die durch FGF23 induzierte linksventrikuläre Hypertrophie sollte in einem Mausmodell mit C57BL/6 Mäusen getestet werden. Weder die Bolus-Injektion noch die kontinuierliche Gabe über osmotische Minipumpen führten zu einem signifikanten Anstieg des relativen Herzgewichts bezogen auf das Körpergewicht oder die Tibialänge der Mäuse. Ebenfalls im Versuchsverlauf unverändert blieben die sonografisch gemessenen kardialen Funktionsparameter sowie die sonografisch ermittelte Myokarddicke. In der histologischen Untersuchung der Mausherzen ließ sich keine eindeutige linksventrikuläre Hypertrophie oder Fibrose nachweisen, es zeigte sich allenfalls eine nicht reproduzierbare Zunahme der linksventrikulären Querschnittsfläche in der Gruppe, die FGF23 über intraperitoneale Injektionen erhielt. Die Analyse der mit kardialer Fibrose und Hypertrophie assoziierten Gene ergab keine eindeutige Induktion der Gene durch die FGF23 Gabe. Bei Versuchsende konnte allerdings eine signifikante Erhöhung des FGF23 Serumspiegels sowohl durch Injektion als auch durch osmotische Minipumpen gemessen werden. Schlussfolgerungen und Diskussion Im Vergleich zu bestehenden Studien zur FGF23-induzierten kardialen Hypertrophie im Mausmodell war in unseren Mausversuchen die intraperitoneale Gabe von FGF23 über eine Dauer von 5 bzw. 6 Tagen nicht in der Lage, eine eindeutige linksventrikuläre Hypertrophie und Fibrose herbeizuführen, obwohl signifikant erhöhte FGF23 Serumspiegel gemessen werden konnten. Aufgrund der fehlenden Signifikanz und Reproduzierbarkeit sind die hier beschriebenen Mausmodelle nicht geeignet, Anti-FGFR4 Antikörper auf ihre Wirksamkeit zu untersuchen. Für weiterführende Versuche könnte das Versuchsdesign durch eine längere Versuchsdauer sowie eine größere Gruppengröße verbessert werden. Bei der Interpretation der Ergebnisse ist darüber hinaus auf die komplexen Einflüsse des FGF23-Klotho Systems zu achten.