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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-26871
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2006/2687/


Gen-tragender Transfer viraler Vektoren in den peripheren Kreislauf des Kaninchens

Eitenmüller, Inka Kathrin


Originalveröffentlichung: (2005) Giessen : <a href=http://www.dvg.net/>DVG Service</a> 2005
pdf-Format: Dokument 1.pdf (5.004 KB)

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Arteriogenese
Freie Schlagwörter (Englisch): Arteriogenesis
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Veterinär-Physiologie; Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung, W.G.Kerckhoff-Institut, Abt. für Experimentelle Kardiologie, Bad Nauheim
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
ISBN / ISSN: 3-938026-57-X
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 23.11.2005
Erstellungsjahr: 2005
Publikationsdatum: 25.01.2006
Kurzfassung auf Deutsch: Herz-Kreislauferkrankungen stellen die häufigsten tödlich endenden Zivilisationskrankheiten dar. Trotz vielfältiger, kostenintensiver chirurgischer Interventionsmaßnahmen ist die post-operative Rezidivrate hoch. Außerdem besteht für viele Patienten u. a. aufgrund vorliegender Mehrgefäßkrankheiten keine Möglichkeit zum Eingriff. Hier eröffnet sich ein Feld für neue therapeutische Ansätze. Große Hoffnungen wurden auf die exogene Stimulierung endogener Gefäßadaptationsprozesse durch Wachstumsfaktoren gesetzt. Hierdurch sollte das Wachstum von Gefäßen induziert werden, die eine verschlossene Arterie umgehen.
Dieser Vorgang geschieht hauptsächlich durch das Auswachsen prä-existierender arterio-arteriolärer Verbindungen zu großen Kollateralarterien, was als Arteriogenese bezeichnet wird.
Im Rahmen des Kollateralgefäßwachstums wurde viel über die Rolle der Fibroblasten-Wachstumsfaktoren (FGF) diskutiert. Neben FGF-2 kann FGF-4, das während der Embryonalentwicklung essentielle Aufgaben übernimmt, offenbar entscheidend zur Stimulation des Kollateralgefäßwachstums beitragen. In vorausgegangenen Studien wurde der Einfluss von rekombinantem humanen FGF-4 auf das Kollateralgefäßwachstum im Kaninchenmodell mittels Anwendung eines adenoviralen für FGF-4-kodierenden Vektors (Ad5.1FGF-4) untersucht74. Es konnte ein positiver Einfluss von Ad5.1FGF-4 auf das Kollateralgefäßwachstum belegt werden, jedoch nur nach intramuskulärer, nicht jedoch nach intraarterieller Verabreichung des Vektors. Klinische Studien zur Überprüfung der Sicherheit und Effizienz der intrakoronaren Verabreichung von Ad5.1FGF-4 erbrachten ebenfalls vielversprechende Ergebnisse78,79,114.
In dieser Dissertation wurde unter Anwendung einer neuen Methode der intravasalen Transfektion, bei der eine 30-minütige Inkubation der viralen Vektoren im Gefäßsystem erfolgte, der Einfluss von Ad5.1FGF-4 auf die Arteriogenese im Modell der ischämischen Kaninchenhintergliedmaße untersucht. Des weiteren sollte festgestellt werden, ob eine zusätzliche kontinuierliche lokale Verabreichung von rekombinantem humanen Granulozyten-Makrophagen-Koloniestimulierenden Faktor (rh GM-CSF) in das Kollateralgefäßsystem einen additiven Effekt auf die Arteriogenese ausübt. Monozyten spielen als Produzenten verschiedener Wachstumsfaktoren in der Arteriogenese eine herausragende Rolle. Durch die lokale Verabreichung von rh GM-CSF sollte eine verstärkte Anreicherung und Aktivierung der Monozyten in den wachsenden Kollateralarterien erreicht werden. Im Rahmen dieser Untersuchungen wurde auch der Einfluss von rh GM-CSF auf das periphere Blutbild der Kaninchens eruiert.

Zur quantitativen Analyse des Kollateralgefäßwachstums wurden postmortale Angiographien und ein in vivo-Hämodynamikmodell zur Untersuchung der Femoralis-ligierten Kaninchenhintergliedmaßen eingesetzt. Der dem Kollateralfluss entsprechende Blutfluss zur Hintergliedmaße in der A. iliaca externa und der Druckgradient entlang der Kollateralarterien konnten so bestimmt werden. Hieraus wurde während vollständiger Vasodilatation die maximale kollaterale Konduktanz als Maß für die funktionelle Blutleitfähigkeit des Kollateralgefäßsystems errechnet.

Die Ergebnisse der Experimente zeigten, dass die intravasale Transfektion von Ad5.1FGF-4 eine Stimulierung der Arteriogenese bewirkt. Die zusätzliche Verabreichung von rh GM-CSF konnte keine weiteren stimulativen Effekte erbringen. Bei der kontinuierlichen intraarteriellen Infusion von rh GM-CSF konnten außerdem keine signifikanten Erhöhungen der Konzentrationen der Monozyten und Granulozyten im peripheren Blut der Kaninchen festgestellt werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Methode der hier angewandten intraarteriellen Transfektion von Ad5.1FGF-4 ein geeignetes Instrument zur Stimulation des Kollateralgefäßwachstums im Modell der ischämischen Kaninchenhintergliedmaße darstellt.
Kurzfassung auf Englisch: Despite many expensive surgical interventions ischemic vascular diseases have remained the most common cause of death in the western world and the post-operative relapses remain high. Furthermore, many patients cannot be treated by surgical intervention, because they suffer from severe coronary and peripheral vascular diseases. In these cases new therapeutical strategies are needed. The exogenous stimulation of the endogenous vascular adaptation process by growth factors is considered to be an effective strategy for future treatments. So the growth of vessels, which substitute for the occluded artery should be induced and promoted. This process called arteriogenesis mainly occurs by growth of pre-existent arterio-arteriolar connections resulting in major collateral arteries.
The role of FGF-family-members as inducers of collateral growth has been frequently discussed. Evidence exists, that in addition to FGF-2, FGF-4, which plays a major role in the development of embryos, is able to stimulate arteriogenesis.
In a former study the potential of recombinant human FGF-4 for inducing collateral growth was investigated in a rabbit hind limb model, using an adenoviral vector (Ad5.1FGF-4). It was demonstrated that FGF-4 increases arteriogenesis following i.m.-injection, but not intra-arterial administration of this vector. Clinical trials, which were carried out to evaluate the safety and efficiency of intra-coronary infusion of Ad5.1FGF-4 also showed promising results.
In the present study, by using a new method of intravascular transfection, which includes a 30-minute incubation of the viral vector solution within the vascular system, the influence of Ad5.1FGF-4 on arteriogenesis was investigated in the ischemic rabbit hind limb model. Furthermore it investigated weather additional local administration of rh GM-CSF into the collateral system exerts an extra-arteriogenic effect. Monocytes play an important role in arteriogenesis because they are producers of different growth factors. The continuous infusion of rh GM-CSF should promote increased accumulation and activation of monocytes in the growing collateral arteries. In addition, the influence of rh GM-CSF on leucocyte count in the peripheral blood was analysed.
For determination of collateral growth post-mortem angiographies and in-vivo hemodynamic measurements were carried out. External iliac blood flow, which is equivalent to collateral blood flow, as well as the pressure gradient along the collaterals was measured. Here from the maximal collateral conductance at maximum vasodilatation was calculated. Maximum collateral conductance is the calculatory unit to describe the maximum capacity of the collateral system.
The experiment´s results showed, that intravascular transfection of Ad5.1FGF-5 strongly enhances stimulation of arteriogenesis. The additional administration of rh GM-CSF could not further improve this stimulation. Moreover, rh GM-CSF did not boost monocyte or granulocyte count in the peripheral blood of the rabbits.
Together, these data indicate that the method of intra-arterial transfection of Ad5.1FGF-4, as performed in this study, is an excellent tool for stimulation of collateral growth in the ischemic rabbit hind limb model.