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Der Einfluss des Calcimimetikums R568 und des Wachstumsfaktors TGF-ß1 auf die vaskuläre Kalzifizierung humaner glatter Gefäßmuskelzellen

  • Die Haupttodesursache bei Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz stellen kardiovaskuläre Ereignisse dar. Diese sind auf eine vaskuläre Kalzifizierung (VC) im Rahmen der CKD-MBD zurückzuführen. Pathophysiologisch scheinen im Rahmen der vaskulären Kalzifizierung u.a. TGF-ß1 und der Calcium-sensing Rezeptor eine tragende Rolle zu spielen. Calcimimetika, allosterische Modulatoren des Calcium-sensing Rezeptors, stellen hierbei in vitro einen möglichen Therapieansatz der vaskulären Kalzifizierung dar. Ziel dieser Arbeit war es den Einfluss von Calcimemitika und TGF-ß1 auf die vaskuläre Kalzifizierung zu untersuchen. Methodisch wurde hierfür ein in vitro Modell mittels Anzucht von humanen glatten Gefäßmuskelzellen (hVSMCs) aus koronararteriellen Gefäßen gewählt. Eine Simulation der CKD-MBD erfolgte durch Zugabe von Calcium und anorganischem Phosphat. Qualitative und quantitative Calciummessungen erfolgten durch eine von Kossa Färbung und ein O-Cresolphthalein-Complexon-Assay. Die Analyse der intrazellulären Signalkaskade erfolgte mittels Westernblot. Die Darstellung der Apoptose wurde durch einen TUNEL-Assay realisiert. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass in vitro das Calcimimetikum R568, wie auch TGF-ß1 als Einzelsubstanz die VC signifikant verringern konnten. Die Co-Inkubation von R568 mit TGF-ß1 führt jedoch zum Verlust der kalzifizierungsinhibierenden Wirkung der Einzelsubstanzen. Ursächlich zeigte sich hier eine Interferenz von R568 und TGF-ß1 im ERK 1/2 Signalkaskadeweg. So führte die Stimulation von hVSMCs mit R568 zu einer Aktivierung von ERK 1/2. Durch Co-Inkubation von R568 mit TGF-ß1 wird die R568 vermittelte ERK-Phosphorylierung inhibiert. Durch ERK-Inhibition wird wiederum die Wirkung von R568 auf die VC vollständig aufgehoben. Im TUNEL-Assay konnte zudem gezeigt werden, dass die Einzelsubstanzen R568 und TGF-ß1 zur Reduktion der Apoptose im Rahmen der VC führen, durch Co-Inkubation von R568 und TGF-ß1 der antiapoptotische Effekt jedoch wieder verloren ging. Weitere Untersuchungen, insbesondere im Hinblick auf die intrazellulären Signalwege sind nötig, da der ERK 1/2 Signalkaskadeweg ein potentielles Ziel in der Behandlung der VC darstellt. Eine Übertragung der hier generierten Erkenntnisse sollte zudem im Tiermodell erfolgen.
  • The leading cause of death in patients with end-stage renal failure are cardiovascular events. These are related to vascular calcification (VC) in the context of CKD-MBD. Pathophysiologically, TGF-ß1 and the calcium-sensing receptor seem to play a major role in vascular calcification. Calcimimetics, allosteric modulators of the calcium-sensing receptor, represent a possible therapeutic approach for treating vascular calcification in vitro. The aim of this work was to investigate the influence of calcimimetics and TGF-ß1 on vascular calcification. In terms of methods, an in vitro model was chosen by culturing human vascular smooth muscle cells (hVSMCs) from coronary arteries. The CKD-MBD was simulated by adding calcium and inorganic phosphate. Qualitative and quantitative calcium measurements were made by von Kossa Staining and an O-cresolphthalein complexon assay. The analysis of the intracellular signal cascade was carried out by Western blot. Apoptosis was visualized by a TUNEL assay. In this work it could be shown that in vitro the calcimimetic R568, as well as TGF-ß1 as a single substance, could significantly reduce VC. However, the co-incubation of R568 with TGF-β1 led to a loss of the calcification-inhibiting effect of the individual substances. This was due to an interference of R568 and TGF-ß1 in the ERK 1/2 signal cascade pathway. The stimulation of hVSMCs with R568 led to an activation of ERK 1/2. The R568-mediated ERK phosphorylation was inhibited by co-incubation of R568 with TGF-β1. The effect of R568 on VC is completely abolished by ERK inhibition. The TUNEL assay also showed that the individual substances R568 and TGF-ß1 led to a reduction in apoptosis in the context of VC, but co-incubation of R568 and TGF-ß1 showed no anti-apoptotic effect. Further investigations, especially in regard to the intracellular signaling pathways, are necessary because the ERK 1/2 signal pathway is a potential target in the treatment of VC. The knowledge generated here should also be transferred to an animal model.

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Metadaten
Author: Jonas Engeßer
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-46800
Title Additional (English):The influence of the calcimimetic R568 and the growth factor TGF-ß1 on the vascular calcification of human smooth muscle cells
Referee:Prof. Dr. med. Sylvia Stracke, Prof. Dr. med. Claudia Sommerer
Advisor:Prof. Dr. med. Sylvia Stracke
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2021
Date of first Publication:2021/07/01
Granting Institution:Universität Greifswald, Universitätsmedizin
Date of final exam:2021/06/29
Release Date:2021/07/01
Tag:CKD-MBD; Calcimimetika; TGF-β1; vaskuläre Kalzifizierung
GND Keyword:Arteriosklerose, Calciumstoffwechselstörung, Niereninsuffizienz
Page Number:89
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Innere Medizin Abt. Nephrologie, Hochdruckkrankheiten und Dialyse
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit