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Zeitschrift für Herz-,Thorax- und Gefäßchirurgie

Erschienen in:

03.11.2023 | Insuline | Ausgezeichnet

Diabetesinduzierte Aortenklappendegeneration in statischer Kultur und im Bioreaktor

Wechselwirkungen zwischen der Kultvierungsumgebung und Diabetes mellitus

verfasst von: Dr. rer. nat. Jessica Isabel Selig, Joana Boulgaropoulos, Dr. rer. nat. Naima Niazy, Prof. Dr. Dymphna Margriet Ouwens, Prof. Dr. Karlheinz Preuß, PD Dr. med. Patrick Horn, Prof. Dr. med. Ralf Westenfeld, Prof. Dr. med. Artur Lichtenberg, Prof. Dr. med. Payam Akhyari, Dr. rer. nat. Mareike Barth

Erschienen in: Zeitschrift für Herz-,Thorax- und Gefäßchirurgie | Ausgabe 1/2024

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Zusammenfassung

Hintergrund

Typ-2-Diabetes mellitus ist ein weit verbreiteter Risikofaktor für die Entwicklung und Progression der kalzifizierenden Aortenklappenerkrankung, über dessen molekularen Einfluss auf die Degeneration von Aortenklappen jedoch bisher wenig bekannt ist.

Ziel der Arbeit

In dieser Studie wird die Wirkung von Hyperinsulinämie und Hyperglykämie, den beiden Hauptcharakteristika des Typ-2-Diabetes mellitus, auf gesundes Aortenklappengewebe untersucht. Dabei wird zugleich der Einfluss biomechanischer Faktoren auf diabetesinduzierte Zellprozesse berücksichtigt.

Material und Methoden

Ovines Aortenklappengewebe wurde für sieben Tage unter diabetischen Bedingungen kultiviert, wobei eine statische Kultivierungsumgebung mit fixierten Aortenklappentaschen mit einem dynamischen Kultivierungsmodell mit Dehnungs- und Scherstress verglichen wurde. Dabei kam ein computergesteuertes Bioreaktorsystem zum Einsatz, das neben dem pulsatilen Fluss für die Klappenöffnung auch weitere physiologische Parameter regulierte.

Ergebnisse

Die dynamische Kultivierungsumgebung führte zu einer signifikant stärkeren Fibrose des Aortenklappengewebes im Vergleich zur statischen Kultivierung, wohingegen Hyperinsulinämie und Hyperglykämie keinen Einfluss auf fibrotische Prozesse hatten. Allerdings wurde die Expression von Differenzierungsmarkern und Matrixproteinen auf einer umgebungsabhängigen Weise durch die diabetische Behandlung verändert. Zudem modulierten chronische Hyperinsulinämie und Hyperglykämie Insulinsignalwege, die sich auf die Insulinantwort des Gewebes auswirken.

Diskussion

Diese Daten belegen ein komplexes Zusammenspiel einer diabetischen Stoffwechsellage und biomechanischer Einflussfaktoren, die den Umbau und die Degeneration von Aortenklappengewebe beeinflussen.

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Titel: Diabetesinduzierte Aortenklappendegeneration in statischer Kultur und im Bioreaktor
Wechselwirkungen zwischen der Kultvierungsumgebung und Diabetes mellitus
verfasst von: Dr. rer. nat. Jessica Isabel Selig
Joana Boulgaropoulos
Dr. rer. nat. Naima Niazy
Prof. Dr. Dymphna Margriet Ouwens
Prof. Dr. Karlheinz Preuß
PD Dr. med. Patrick Horn
Prof. Dr. med. Ralf Westenfeld
Prof. Dr. med. Artur Lichtenberg
Prof. Dr. med. Payam Akhyari
Dr. rer. nat. Mareike Barth
Publikationsdatum: 03.11.2023
Verlag: Springer Medizin
Schlagwörter: Insuline
Insuline
Aortenklappenstenose
Hyperglykämie
Diabetes mellitus
Typ-2-Diabetes
Erschienen in: Zeitschrift für Herz-,Thorax- und Gefäßchirurgie / Ausgabe 1/2024
Print ISSN: 0930-9225
Elektronische ISSN: 1435-1277
DOI: https://doi.org/10.1007/s00398-023-00612-3

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