Katrin Römer

• Kollagen Typ I, als wesentlicher Bestandteil der ECM, spielt eine entscheidende Rolle in der Wundheilung nach Myokardinfarkt. Zum einen ist eine ausreichende Narbenbildung zur Gewährleistung der Ventrikelstabilität notwendig, zum anderen führt eine überschießende Kollagensynthese mit interstitieller Fibrose des Myokards zu einer kontraktilen Dysfunktion des Ventrikels. Inwiefern sich eine Verminderung oder das Fehlen an Kollagen Typ I auf die Wundheilung und das Remodeling auswirkt, untersuchten wir am Modell der Osteogenesis Imperfecta MausKollagen Typ I, als wesentlicher Bestandteil der ECM, spielt eine entscheidende Rolle in der Wundheilung nach Myokardinfarkt. Zum einen ist eine ausreichende Narbenbildung zur Gewährleistung der Ventrikelstabilität notwendig, zum anderen führt eine überschießende Kollagensynthese mit interstitieller Fibrose des Myokards zu einer kontraktilen Dysfunktion des Ventrikels. Inwiefern sich eine Verminderung oder das Fehlen an Kollagen Typ I auf die Wundheilung und das Remodeling auswirkt, untersuchten wir am Modell der Osteogenesis Imperfecta Maus (OIM). 12-16 Wochen alte homozygote OIM Tiere, sowie heterozygote und homozygote Kontrollen, wurden einer Unterbindung der linken Koronararterie mit konsekutiven Myokardinfarkt (AMI) oder einer „Schein“- Infarzierung unterzogen. Echokardiographische Kontrollen der Ventrikelfunktion erfolgten am Tag vor, am Tag 1, Tag 8 und 8 Wochen nach AMI und „Schein“- Infarzierung, bevor wir die Tiere opferten. Das experimentelle Protokoll ex vivo zur Analyse der mechanischen Eigenschaften des Gewebes und des Kontraktionsverhaltens umfasste die Bestimmung der isometrischen Kraft und der Kraft- Frequenz- Beziehung. Außerdem wurden alle Herzen unabhängig vom Zeitpunkt des Todes histologisch aufgearbeitet 1. zur Infarktgrößenbestimmung, 2. zur immunhistologischen Bestimmung des Kollagengehalts und 3. zur Untersuchung der Todesursache bei vorzeitigem Tod. Vor Beginn der Studie fanden wir keine Unterschiede zwischen den OIM-/- und den Kontrollgruppen in ihrer Ventrikelfunktion. In der frühen Phase (Tag 3 bis 7) nach AMI war die Sterblichkeitsrate der OIM-/- aufgrund von Ventrikelrupturen signifikant erhöht verglichen mit den Kontrollen (54% OIM-/- vs. 13% WT). Wir konnten keine Abhängigkeit von der Infarktgrösse als ursächlichen Faktor auf das Entstehen einer Ruptur beobachten, da auch Tiere ohne makro- und mikroskopischen Nachweis eines Infarktes aus diesem Grund verstarben. Nach 8 Wochen präsentierten die OIM-/- eine signifikant niedrigere Dilatation des linken Ventrikels, sowie einen geringeren linksventrikulären Durchmesser verglichen mit den Kontrollgruppen. In den muskelphysiologischen Versuchen der isometrischen Kraftentwicklung konnte sowohl in der Infarkt- als auch in der Sham- Gruppe eine höhere maximale Kraft der OIM-/- verglichen mit den heterozygoten und homozygoten Kontrollen beobachtet werden. Zum Erreichen vergleichbarer Kraftniveaus war bei den homozygoten OIM eine signifikant grössere Vordehnung notwendig, was indirekt für eine höhere Gewebecompliance spricht. Der Kollagengehalt in der Infarktnarbe der OIM-/- war gegenüber den OIM+/- und WT Tieren signifkant erniedrigt. Keine Unterschiede in den drei Gruppen fanden sich in der Infarktgrössenentwicklung nach AMI.…
• Background: Collagen synthesis is an important process in early wound healing after myocardial infarction (MI). Interstitial fibrosis during chronic post infarction remodelling however is associated with impaired ventricular function. To assess the role of collagen I after MI we studied a mouse model of osteogenesis imperfecta (OI). Homozygous OI mice (OIM) lack pro-alpha 2 -(I) collagen, a defect that was previously shown to be associated with decreased chamber stiffness but normal left ventricular dimensions and systolic function. Methods:Background: Collagen synthesis is an important process in early wound healing after myocardial infarction (MI). Interstitial fibrosis during chronic post infarction remodelling however is associated with impaired ventricular function. To assess the role of collagen I after MI we studied a mouse model of osteogenesis imperfecta (OI). Homozygous OI mice (OIM) lack pro-alpha 2 -(I) collagen, a defect that was previously shown to be associated with decreased chamber stiffness but normal left ventricular dimensions and systolic function. Methods: 12-16 weeks old homozygous, heterozygous OIM mice and wild type mice were subjected to a chronic myocardial infarction protocol or sham operation. Echocardiographic studies were performed before operation, on day 1, 8 and before sacrifice after 8 weeks. In a second group all animals were sacrificed on day 2. Collagen was quantified histologicaly and by real-time PCR. Matrixmetalloproteinase-9 (MMP-9) expression in infarct border zone 2 days after MI was assessed by ELISA. Results: As determined by echocardiography baseline functional and geometrical parameters were not different between genotypes. After MI but not after sham operation homozygous OIM mice showed a significantly increased mortality due to early ventricular rupture (54% oim/oim vs 13% wt/wt) between day 3 and 7. Occurrence of fatal rupture was independent of infarct size. Surviving OIM mice revealed significantly less ventricular dilation when compared with heterozygous after completing the 8 weeks period. Infarct size was not different between genotypes after 2 days or 8 weeks. OIM mice revealed increased ventricular diameter as determined by echocardiography on day 1. Homozygous OIM showed significantly less collagen I mRNA within the infarct area. MMP-9 expression in the infarct border zone was significantly higher in OIM animals 2 days after MI. Conclusion: In the present model of OI we observed a high mortality due to ventricular rupture after MI. Early ventricular dilation, less collagen I expression and increased MMP-9 activity within infarct area account for this fatal outcome after acute MI. The OIM mouse model demonstrates the importance collagen I for early myocardial wound healing as well as remodelling.…