In -vivo -Analyse von Muskelstammzellen bei chronischer und akuter Ischämie der unteren Extremität (Myostemische)

Die Muskelregeneration nach einer Verletzung ist ein vielschichtiger Prozess, der die Koordination von Myogenese und Angiogenese erfordert. Ob diese Koordination im pathologischen Kontext verändert ist, wurde nur unzureichend untersucht, ob der ursprüngliche Defekt von der myogenen Zelle (degenerative Myopathie) oder vom Gefäß (chronische Extremitätenischämie) herrührt.

Chronische Extremitätenischämie bei Patienten mit peripherer arterieller Verschlusskrankheit (pAVK) führt zu Muskelschwäche und verringert die Belastungstoleranz. PAD-Patienten mit chronischer Extremitätenischämie leiden vor allem an intermittierender Claudicatio beim Gehen oder Ruheschmerzen im fortgeschritteneren Stadium, also bei kritischer Extremitätenischämie. PAD ist mit Apoptose und Atrophie der Muskelzellen, einem Wechsel des Fasertyps (von Typ I zu Typ II), einem erhöhten Muskelfettgehalt und einer Denervierung verbunden. Die zugrunde liegenden Mechanismen sind hämodynamischen Ursprungs und hängen mit atherosklerotischen Verstopfungen der Hauptarterien zusammen, die die unteren Extremitäten versorgen. Allerdings tragen weitere Mechanismen zu den Extremitätenmanifestationen bei, wobei eine verminderte Durchblutung allein keine Erklärung für die Einschränkung der körperlichen Betätigung bei symptomatischen pAVK-Patienten darstellen kann. Zu diesen Mechanismen gehören eine Kaskade pathologischer Reaktionen während belastungsbedingter Ischämie und Reperfusion in Ruhe, endotheliale Dysfunktion, oxidativer Stress, Entzündung und Muskelstoffwechselstörungen. Überraschenderweise wurde die Bedeutung von SCs für die Pathophysiologie der chronischen Extremitätenischämie übersehen. Man könnte annehmen, dass die Regenerationsfähigkeit von SCs bei fortgeschrittener pAVK durch eine anhaltende Ischämie überfordert ist. In diesem Fall könnte eine Abnahme der Regenerationsfähigkeit der SC zur Verschlimmerung der Muskelatrophie und der Durchblutung der Gliedmaßen beitragen, wenn man ihre bekannten proangiogenen Eigenschaften berücksichtigt. Eine präklinische Studie zeigte übereinstimmend, dass die kombinierte Verabreichung von proangiogenen und myogenen Faktoren die ischämische Muskelregeneration verbessert, während endovaskuläre Operationen und die Verabreichung von angiogenen Faktoren (rekombinante Proteine ​​oder Gentherapie) oder angiogenen Zellen (Zelltherapie) nur begrenzte Auswirkungen zeigten. Dies weist darauf hin, dass die Förderung der Angiogenese zusammen mit der Myogenese eine geeignetere Therapiestrategie sein könnte.

Eine beeinträchtigte Angiogenese und/oder eine beeinträchtigte Myogenese sind daher neuartige Akteure bei der chronischen Extremitätenischämie und könnten potenzielle therapeutische Ziele zur Verzögerung oder Linderung von Muskeldysfunktionen darstellen.

Bei pAVK-Patienten werden während der femoro-poplitealen Bypass-Operation Muskelbiopsien durchgeführt. Kontrollmuskelbiopsien werden bei Patienten durchgeführt, die sich aus nicht-ischämischen Gründen (Popliteales Aneurysma, Popliteal-Einklemmungssyndrom) einer orthopädischen Operation der unteren Extremität oder einem Oberschenkel-Popliteal-Bypass unterziehen. Parallel dazu werden menschliche SCs bei Nicht-PAD-Patienten mit <6 Stunden akuter Extremitätenischämie ( embryonalen Ursprungs) gewonnen werden. Für die PAD-Studie werden Patienten mit Autoimmunerkrankungen, aktivem Krebs, Nierenerkrankungen im Endstadium oder Gewebenekrose oder Ödemen in der Nähe der Biopsiestelle von dieser Studie ausgeschlossen.

Es werden drei Hauptbewertungen durchgeführt:

1. Topografische Studie: Anzahl, Verteilung und relative Nähe von SC und Kapillaren, Fasertyp, basierend auf der immunhistochemischen Angewandten, die auf Standard -dünne Querabschnitte angewendet werden, und auf dickere Segmente des geräumten Muskels.
2. Funktionelle Studie: In-vitro- und In-vivo-Vergleich des myogenen Potentials von SC zwischen ischämischen und Kontrollpatienten, basierend auf der SC-primären Zellkultur, und dem SC-ECS-Co-Kultursystem. Letztendlich wird die SC -Transplantation im verletzten Muskel von immundealen reparierten Mäusen darauf abzielen, die myogenen Kapazitäten zu bewerten.
3. Transkriptomanalyse: von SCs und ECs, die aus ischämischen Muskeln von Pad -Patienten, Kontrollmuskel und Patienten mit akuter Ischämie sortiert sind.

Das Ziel des Ermittlers ist es, die molekulare Anpassung von ECs und SCs mit chronischer Ischämie (in einem Kontext der Muskelatrophie und Schwäche) im Vergleich zu akuter Ischämie (in einem Kontext der normalen Muskelfunktion) zu analysieren und zu vergleichen (in einem Kontext der normalen Muskelfunktion). zu den Wegen, die bereits an der Myogenese/Angiogenese -Kopplung während der Muskelregeneration beteiligt sind.