Etablierung eines Zellkulturmodells der kardialen Hypertrophie zur Untersuchung der Rolle von Akt in der Pathogenese der Herzinsuffizienz

Die Herzinsuffizienz (HI) ist u.a. durch Herzhypertrophie und mitochondriale Dysfunktion charakterisiert. Die molekularen Mechanismen der Entstehung letzterer sind noch ungeklärt. Die Proteinkinase B (Akt) ist Bestandteil hypertropher Signalkaskaden, kann aber auch den Masterregulator der mitochondrialen Biogenese (mitoBio) PGC-1alpha herabregulieren. Auf der Grundlage von Daten aus unserem in-vivo-Rattenmodell der drucküberlastungsinduzierten HI untersucht diese Arbeit, ob eine Akt-vermittelte Suppression der mitoBio eine Rolle bei der Entwicklung einer mitochondrialen Dysfunktion bei HI spielen könnte. Hierfür wurde zunächst ein geeignetes Zellkulturmodell der kardialen Hypertrophie entwickelt. In diesem Modell wurden die Hypothesen untersucht, dass 1.) die Induktion einer kardialen Hypertrophie durch Angiotensin II- (AngII-) Stimulation mit einer Suppression der mitoBio einhergeht und dass 2.) Akt sowohl für die Entwicklung der Hypertrophie als auch für die Suppression der mitoBio maßgeblich verantwortlich ist. Für das Zellkulturmodell wurde die Methode der Isolation neonataler Rattenkardiomyozyten (CMC) etabliert und die CMC mit AngII stimuliert. Es konnte eine konstante Zellqualität sowie eine ausreichende Zellquantität erzielt werden. Die Stimulation mit 1µM AngII führte zur Hypertrophie der CMC, blieb aber ohne Einfluss auf Mitochondriengehalt und Proteinexpression von Schlüsselregulatoren der mitoBio. Die Stimulation mit 10µM AngII führte neben der Hypertrophie der CMC zu einer signifikanten Reduktion deren Mitochondriengehaltes. Unter Hemmung von Akt wurden die durch AngII verursachten Effekte auf Zellgröße und Mitochondriengehalt vollständig aufgehoben. Die hier erhobenen Daten legen die Vermutung nahe, dass AngII möglicherweise dosisabhängig über die Aktivierung von Akt neben der Hypertrophieinduktion auch zur Suppression der mitoBio führt. Dies stellt einen potentiellen Mechanismus für die Entwicklung einer mitochondrialen Dysfunktion bei HI dar.