Ulm, Univ., Diss., 2008.

Ulm, Univ., Diss., 1998.

Die Entscheidung für oder gegen eine elektive Versorgung abdomineller Aortenaneurysmen wird häufig anhand des Patientenalters getroffen. In dieser Arbeit soll untersucht werden ob sich die Frailty besser eignet als das alleinige Patientenalter um das postoperative Outcome abzuschätzen. / The decision for or against elective treatment of abdominal aortic aneurysms is often made on the basis of the patient's age. The aim of this thesis is to investigate whether frailty is more suitable than the patient's age alone to estimate the postoperative outcome.

Introduction: Abdominal aortic aneurysm (AAA) is a pathological saccular enlargement most often of the infrarenal aorta. Eventual rupture is fatal, making preemptive surgical therapy upon a diameter threshold of >50mm the treatment of choice. The pathophysiology, especially the initial trigger aortic remodeling is still largely unknown. However, some characteristic features involved in aneurysm growth have been established, such as medial angiogenesis, low-grade inflammation, vascular smooth muscle cell (VSMC) phenotype switch, extracellular remodeling, altered hemodynamics and an eventual humoral immune answer. Currently, no medical treatment options are available. RNA therapeutics and drug repurposing offer new possibilities to overcome this shortage. Using such to target angiogenesis in the aneurysm wall and investigate their potential mechanisms is the aim of this thesis. Material and Methods: We test our hypothesis by targeting the long non-coding RNA H19 and re-use the anti-cancer drug Lenvatinib in two murine inducible AAA models and one preclinical large animal model in the LDLR-/- pig. Furthermore, a H19-/- mouse is included to verify the results. AAA and control samples from a human biobank along with a primary human cell culture are used to verify results ex vivo by qPCR, WesternBlot, live cell imaging, histo- and immunohistochemistry along with gene array analysis, RNA knockdown, pull-down- and promotor assays. Results: H19 is significantly upregulated in AAA mice models and its knockdown limited aneurysm growth. It is well known that H19 interacts with several transcription factors. We found that cytoplasmic interaction between H19 and hypoxia-inducible factor 1-alpha (HIF1α) increased apoptosis in cultured SMCs associated with sequential p53 stabilization. In contrast, the knockdown of H19 was associated with markedly decreased apoptotic cell rates. Our data underline that HIF1α was essential in mediating the pro-apoptotic effects of H19. Secondly, Lenvatinib was applied both systemically and locally by endovascular means in mice with an established AAA. The drug significantly halted aneurysm growth and array analysis revealed myosin heavy chain 11 (MYH11) as the most differentially regulated target. This was shown to be up regulated after Lenvatinib treatment of primary AAA smooth muscle cells suggesting a salvage mechanism to obtain a contractile phenotype based on gene expression and immunohistochemistry. The same results were shown upon a local endovascular Lenvatinib-coated balloon angioplasty in the established aneurysmatic lesion of a novel atherosclerotic LDLR-/- Yucatan minipig model. Decreased phosphorylation of extracellular-signal regulated kinases 1-2 (ERK1-2) is the downstream effect of Lenvatinib-specific blockage of the vascular endothelial growth factor receptor (VEGFR2). Conclusion: Taking into account the heterogeneity of the disease, inhibition of VSMC phenotype switch, extracellular remodeling and angiogenesis seem promising targets in some if not all AAA patients. Together with surveillance and surgical therapy, these new non-invasive treatment strategies would allow for a more personalized approach to treat this disease. / Einleitung: Das abdominale Aortenaneurysma (AAA) ist eine Erweiterung der infrarenalen Aorta. Die größte Gefahr ist eine Ruptur, sodass eine präemptive chirurgische Ausschaltung ab 50mm Durchmesser empfohlen wird. Insbesondere die initialen Triggermechanismen zur AAA Entstehung sind weiterhin unklar. Einige charakteristische Eigenschaften des Aneurysmawachstums sind z.B. Angiogenese in der Media, low-grade Entzündung, die vascular smooth muscle cell (VSMC) Phänotyp-Änderung, Remodelling der extrazellulären Matrix, eine veränderte Hämodynamik und eine humorale Immunantwort. Gegenwärtig sind neben den chirurgischen, keine medikamentösen Therapiealternativen vorhanden. RNA-Therapien und drug repurposing könnten dies ändern. Ziel dieser Arbeit ist die Beeinflussung der Angiogenese, um das Wachstum von AAAs zu verändern. Material und Methoden: Um diese Hypothese zu überprüfen wurden zwei verschiedene Ansätze verfolgt: Inhibition der long non-coding RNA H19 und die Verwendung von Lenvatinib in zwei Mausmodellen mit induzierbarem AAA und einem präklinischen Großtiermodell im LDLR-/- Schwein. Zusätzlich wurden Versuche in einer H19-/- Maus durchgeführt. AAA und Kontrollen aus einer humanen Biobank in Kombination mit der Verwendung einer primären Zellkultur aus AAA Patientenproben, wurden mittels qPCR, WesternBlot, live cell imaging, Histo- und Immunhistochemie sowie Microarray Analysen und RNA knockdown untersucht. Ergebnisse: Wir zeigen, dass experimenteller knockdown von H19, mittels antisense Oligonukleotiden (LNA-GapmeRs) in vivo das AAA Wachstum signifikant einschränkt. In vitro reduziert dieser knockdown deutlich die Apoptoserate von menschlichen aortalen VSMCs. Mittels array Analyse wurde hypoxia-inducible factor 1-alpha (HIF1α) als Zielgen identifiziert. Zytoplasmatische Interaktion zwischen H19 und HIF1α führt zu einer Stabilisierung von p53. Dieser Mechanismus konnte auch in H19-/- Mäusen bestätigt werden, die nach AAA Induktion kein Aneurysma entwickelten. Zweitens konnte Lenvatinib sowohl bei systemischer, wie auch bei lokaler Applikation in Mäusen mit etabliertem AAA deren Wachstum signifikant einschränken. In einer Microarray Analyse wurde hier myosin heavy chain 11 (MYH11) als am deutlichsten verändertes Gen identifiziert. In primären humanen AAA Zellen war dies nach Lenvatinib Behandlung deutlich hochreguliert und deutet damit einen Erhalt des kontraktilen VSMC Phänotyps an. Der gleiche Effekt konnte im Großtiermodell nach lokaler endovaskulärer Behandlung mit einem Lenvatinib-coated balloon in einem neuen LDLR-/- Yucatan minipig Modell gezeigt werden. Reduzierte Phophorylierung von ERK1-2 ist das Ergebnis der Lenvatinib-spezifischen Blockade von vascular endothelial growth factor receptor (VEGFR2). Schlussfolgerung: Zieht man die Heterogenität der Erkrankung AAA in Betracht, ist die Inhibition von VSMC Phänotyp Änderung, Remodelling der Matrix und Angiogenese möglicherweise ein guter Mechanismus um die Aneurysmen einiger Patienten zu behandeln. Diese neuen Ansätze werden möglicherweise in Kombination mit Überwachung und chirurgischer Therapie einen personalisierten Ansatz in der Therapie erlauben.

In dieser Studie wurden n=137 Patienten untersucht, die mit einer akuten thorakalen Aortendissektion in der Universitätsklinik für Herz- und Thoraxchirurgie Würzburg notfallmäßig behandelt worden sind. Hierbei wollten wir überprüfen, ob die Wetterparametern wie Lufttemperatur, Luftdruck, Bewölkung, Windgeschwindigkeit, Niederschlagshöhe und Sonnenscheindauer mit der Inzidenz von akuten thorakalen Aortendissektion korreliert ist. Durch statistischen Analysen konnte keine Signifikanz belegt werden. / In this study were 137 patients examined, who were treated with acute thoracic aortic dissection in the University Clinic for Cardio Thoracic Surgery Würzburg. Aim of this study was to analyze whether the weather parameters such as air temperature, air pressure, cloud cover, wind speed, precipitation height and sunshine duration have an influence on the incidence of acute thoracic aortic dissection. No correlation regarding weather parameters and onset of aortic dissection was find.

Die bikuspide Aortenklappe ist als häufigster angeborener Klappenfehler bei Erwachsenen eine relevante Diagnose nicht nur im Fachgebiet der Herz-Thorax-Chirurgie. Etwa die Hälfte aller Patienten mit dieser Klappenanomalie entwickelt im Verlauf eine aneurysmatische Dilatation der thorakalen aszendierenden Aorta, was auch bikuspide Aortopathie genannt wird. Dieses Aneurysma kann anhand seiner Lokalisation in verschiedene Phänotypen unterteilt werden. Bis heute sind sowohl bei der Erforschung der Entstehung der bikuspiden Aortopathie als auch bei deren Therapie noch viele Fragen offen und es fehlt an klaren Leitlinien, um einen individualisierten Behandlungsansatz für den einzelnen Patienten bereitstellen zu können. Ziel unserer Studie war es, durch Vergleiche klinischer Parameter die aktuell angewendete Praxis der chirurgischen Therapie zu evaluieren sowie Ansatzpunkte für zukünftige individuellere Risikoabschätzung herauszuarbeiten. Hierfür untersuchten wir Patienten, die an einem Aneurysma der aszendierenden Aorta operiert worden waren, aufgeteilt nach Patienten mit bikuspiden und trikuspiden Klappen. Präoperativ stellten wir folgende signifikante Unterschiede fest: Bikuspide Patienten waren jünger, wiesen öfter arterielle und pulmonale Hypertonie auf, zeigten geringere Aneurysma-Durchmesser und hatten häufiger eine stenotische Klappe als trikuspide Patienten. Für alle Patienten zeigte sich eine Korrelation von Aortenwurzel-Durchmesser und BSA. Im unmittelbar postoperativen Verlauf fand sich hinsichtlich der Komplikationen und 30-Tage-Mortalität ein ähnlich guter Outcome für beide Klappenmorphologien sowie die verschiedenen angewendeten Operationsverfahren. Eine bikuspide Aortenklappe kann daher aktuell nicht per se als Faktor für ein erhöhtes perioperatives Risiko gesehen werden und die derzeitige klinische Praxis ist für die betroffenen Patienten eine sichere Vorgehensweise. / As the most common congenital valve defect in adults, the bicuspid aortic valve is a relevant diagnosis not only in the field of cardiothoracic surgery. About half of all patients with this valve anomaly develop an aneurysmatic dilatation of the thoracic ascending aorta, which is also called bicuspid aortopathy. This aneurysm can be divided into different phenotypes bases on its localisation. To date, there are sill many unanswered questions regarding research of the development of the bicuspid aortopathy as well as its therapy, and specific guidelines to provide an individual treatment approach for each patient are missing. The aim of our study was to evaluate the current practice of surgical therapy by comparing clinical parameters and to identify possible approaches for a better customized risk assessment in the future. For this purpose, we studies patient who had undergone surgery for an aneurysm of the ascending aorta, comparing into patients with bicuspid and tricuspid valves. Preoperatively, we found the following significant differences: Bicuspid patients were younger, pulmonary hypertension and stenotic valve were more common and these patients had overall smaller aneurysm diameters. All patients showed a correlation of aortic root diameter and BSA. In the immediate postoperative course, a similarly good outcome was found regarding complications and 30-day mortality for both valve pathologies and the different surgical techniques. A bicuspid aortic valve can therefore not be seen as a risk factor per se for increased perioperative risk and current clinical practice is safe approach for treatment of bicuspid aortopathy.

Hintergrund: Narbenhernien stellen nach Operationen ein unerwünschtes Ereignis dar. Dabei werden in der Literatur verschiedene Theorien zur Entstehung diskutiert. Sowohl beim Aortenaneurysma als auch bei der Narbenhernie soll das Kollagen ein entscheidender Faktor in der Entstehung. Historisch wird von ausgegangen das Patienten mit einem Aortenaneurysma auch ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung einer Narbenhernie haben. Aus diesem Grund vergleichen wir die Inzidenzrate zwischen Patienten mit Aortenaneurysmen und Patienten mit einem kolorektalen Eingriff um Risikofaktoren zu identifizieren. Methoden: Diese Studie ist eine retrospektive „Matched Control“ Kohorten-Studie. Es wurden alle Patienten eingeschlossen die sich zwischen dem 01.01.2006 und dem 31.12.2008 an der chirurgischen Universitätsklinik Würzburg an einem Aortenaneurysma oder einem kolorektalen Eingriff unterzogen haben. Ergebnisse: In unserer Studie konnten wir eine Gesamtinzidenzrate von 17,2% nachweisen. In der Gruppe der Aortenaneurysmen bestand eine Inzidenzrate von 13,9%, in der Gruppe der Kolorektalen Eingriffe von 25,9%. Es bestand kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Gruppen bezüglich der Inzidenzrate von Narbenhernien Schlussfolgerung: Es besteht kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Vergleichsgruppen. In der Gruppe der Aortenaneurysmen war die Inzidenzrate sogar geringer. / Background: Incisional hernias represent after surgeries an adverse event dar. Various theories on the development are discussed in the literature. Both the aortic aneurysm as well as the hernia , the collagen is a crucial factor in the development . Historically sumed that patients with aortic aneurysms have an increased risk for developing a hernia . For this reason, we compare the incidence rate between patients with aortic aneurysms and patients with colorectal intervention to identify risk factors. Methods: This study is a retrospective " Matched Control" cohort study. It all patients were included who 01.01.2006 and 31.12.2008 subjected between the Surgical University Clinic Würzburg on a aortic aneurysm or colorectal surgery. Results: In our study , we demonstrated an overall incidence rate of 17.2%. In the group of aortic aneurysms was an incidence rate of 13.9 % , in the group of colorectal surgery of 25.9 %. There was no significant difference between the two groups regarding the incidence of incisional hernias Conclusion: There is no significant difference between the two comparison groups. In the group of aortic aneurysms , the incidence rate was even lower.

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Dr. med. Analyse der Matrixmetalloproteinase-2 in Aortenaneurysmen von Patienten mit bikuspider und trikuspider Aortenklappe eingereicht von: Katja Wolter angefertigt in/ an: Klinik für Herzchirurgie Herzzentrum Leipzig, Universität Leipzig Klinikdirektor: Prof. Michael A. Borger, MD, PhD Strümpellstraße 39, 04289 Leipzig betreut von: Prof. Dr. med. Christian D. Etz Dr. med. Josephina Haunschild Juni 2019 Die bikuspide Aortenklappe weist eine Inzidenz von 0,9 - 2 % auf und ist damit die häufigste kongenitale Herzklappenanomalie in der allgemeinen Bevölkerung (Fedak et al., 2005; Braverman et al., 2005). Nur bei 20 % der Patienten mit bikuspider Aortenklappe bleibt diese lebenslang funktionstüchtig (Collins et al., 2008; Butany et al., 2005, Michelena et al., 2008). Patienten mit bikuspider Aortenklappe haben oft ein erhöhtes Risiko für Komplikationen der Aorta ascendens. Aneurysmen treten häufiger und schwerer in jüngeren Jahren auf (Etz et al., 2010). Die Festigkeit der Aortenwand ist abhängig von der Balance zwischen Synthese und dem Abbau der extrazellulären Proteine. Der Verlust der Elastizität und der Aortencompliance begleitet möglicherweise langsam, aber fortschreitend die Dilatation der Aorta (Abaci et al., 2012). Matrixmetalloproteinasen gehören zur Familie der Proteasen, die eine wichtige Rolle in der Homöostase des Bindegewebes spielen (Stamenkovic et al., 2000; Sternlicht et al., 2001). Sowohl extrazelluläre als auch zelluläre Prozesse sind an der Pathogenese der Aortenaneurysmen beteiligt. Aneurysmen sind durch eine Schwäche und Deformierung der Architektur der Aorta gekennzeichnet und sind relativ häufig Ursache für den Tod durch Ruptur oder Dissektion (Mohamed et al., 2011). Die Aortendilatation bei Patienten mit bikuspiden Aortenklappe ist bedingt durch eine intrinsische Pathologie der Aortenwand, welche durch Medianekrose und -zerstörung charakterisiert ist (Abaci et al., 2012). Dies macht bikuspide Aortenklappen zu einer potentiell tödlichen Erkrankung (Tadros et al., 2009). Metalloproteinasen sind Bestandteile des Matrixstoffwechsels und beeinflussen so die Festigkeit der arteriellen Gefäßwand (Abaci et al., 2012). In der Aorta ascendens kommen hauptsächlich die Gelatinasen MMP-2 (Gelatinase A) und MMP-9 (Gelatinase B) vor, welche bevorzugt Kollagen Typ IV, teilweise auch Elastin und fibrilläres Kollagen abbauen (Abaci et al., 2012). Hintergrund der Studie waren Untersuchungen von Aortengewebe bikuspider Aortenklappenträger anderer Autoren, die Veränderungen der Matrixzusammensetzung bei Aortenaneurysmen von BAV-Patienten beschrieben (Wilton et al., 2007; Abaci et al., 2012). Daraus ergab sich die Hypothese, dass die Veränderung der Matrixenzyme bei BAV-Patienten eine Schwächung der Gefäßwand der Aorta ascendens bewirkt, die eine gehäufte Aneurymaausbildung erklärt. Fragestellung: Ist die Expression des MMP-2-Gens in der Gefäßwand aneurysmatisch veränderter Aorta ascendens bei BAV-Patienten im Vergleich zu TAV-Patienten erhöht und hat dies eine vermehrte Proteinmenge und Aktivität des Matrixenzyms in der Aortenwand zur Folge? Bestehen Mutationen im MMP-2-Gen, die diese Veränderung des Matrixenzyms erklären? Methoden: Es wurden Gefäßwandproben von Patienten mit aneurysmatisch erweiterter Aorta ascendens auf Veränderungen der Matrixmetalloproteinase-2 bei bikuspider und trikuspider Aortenklappe untersucht. Zunächst erfolgte die Bestimmung der Genexpression des Matrixenzyms MMP-2. Des Weiteren erfolgte die Quantifizierung des Enzyms im Aortengewebe der Probanden mittels Western Blot Analyse und ELISA. Außerdem wurde die Aktivität des matrixabbauenden Enzyms mittels Zymographie bestimmt. Weiterhin wurde die DNA aus den Aortenwandproben von BAV- und TAV-Patienten isoliert und die kodierende Region des MMP-2-Gens mittels High-Resolution-Melting-PCR (HRM-PCR) analysiert. Ergebnisse: Auf mRNA-Ebene zeigte sich eine signifikant erhöhte Expression der MMP-2 bei Patienten mit bikuspider Aortenklappe. Dies spiegelt sich auch in der Quantifizierung des MMP-2 Proteins in der Western Blot Analyse und im ELISA wider. Ebenso konnte im Rahmen der vorliegenden Arbeit eine erhöhte Enzymaktivität der MMP-2 in der Zymographie bei BAV Patienten nachgewiesen werden. Bei der HRM-Analyse zeigte sich in der Kohorte der BAV-Patienten eine Veränderung der Basenabfolge im MMP-2-Gen. Diskussion: Die bikuspide Aortenklappe ist die häufigste kongenitale kardiale Malformation und betrifft ca. 0,9 - 2 % der Bevölkerung . Sie ist mit einem erhöhten Risiko für Komplikationen, wie beispielsweise einem vermehrten Auftreten von Aortenaneurysmen, verbunden (Fedak et al., 2005; Yuan et al., 2010). Patienten mit BAV entwickeln zu etwa 26 % ein Aneurysma der Aorta ascendens (Ferencik et al., 2003; Roberts et al., 1991). Sie stellen ein erhöhtes Risiko für eine Aortendissektion dar. Die Studie zielte darauf ab Unterschiede in der Entstehung von Aneurysmen bei BAV-Patienten im Vergleich zu TAV-Patienten zu detektieren und eine Erklärung für das gehäufte Auftreten von Aneurysmen bei der Patientengruppe mit bikuspider Aortenklappe zu finden. Unter den in dieser Studie untersuchten Probanden wiesen 72 % der BAV-Patienten und nur 15 % der TAV-Patienten eine Aortenklappenstenose auf. Es traten also signifikant mehr Aortenstenosen bei Patienten mit BAV-Klappe auf. Diese Ergebnisse korrelieren mit Daten weiterer Studien, die ebenfalls zeigten, dass BAV-Patienten zur Ausbildung von Stenosen neigen und mit Aortenpathologien wie einer häufigeren Aneurysma-Ausbildung assoziiert sind (Michelena et al., 2011; Braverman et al., 2005; Fedak et al., 2002; Tadros et al., 2009; Ferencik et al., 2003; Ward et al., 2000). Die veränderte Hämodynamik ist als ein Faktor der gehäuften Erweiterung anzusehen. Aber auch genetische Faktoren, insbesondere diejenigen, die den Stoffwechsel der extrazellulären Matrix regulieren, wurden als maßgebliche Mechanismen für die Aneurysmabildung erkannt. Im Rahmen dieser Studie wurden aneurysmatisch veränderte Aortenproben von BAV- und TAV-Patienten untersucht, um Unterschiede in der Aktivität der Matrixmetalloproteinase-2 zu detektieren. In unserer untersuchten Kohorte zeigten im MMP-2 SNP rs243865 nur 39 % der BAV Patienten eine unveränderte Basenabfolge. Das bedeutet, dass BAV-Patienten gehäuft Mutationen im MMP-2-Gen aufweisen, die den Matrixstoffwechsel durch Überwiegen der Matrix-abbauenden Enzyme beeinflussen könnten. In der vorliegenden Arbeit wiesen BAV-Patienten, verglichen mit TAV-Patienten, eine signifikant höhere MMP-2 mRNA Expression auf, was zunächst keine Rückschlüsse auf die tatsächliche Proteinmenge und Aktivität des MMP-2-Enzyms im Aortengewebe zulässt. Jedoch zeigte sich sowohl eine erhöhte mRNA-Expression und ein vermehrter Proteingehalt an MMP-2 im untersuchten Gewebe als auch eine signifikant höhere MMP-2 Enzymaktivität im Aortengewebe von BAV-Patienten. Schlussfolgerung: Die Daten der vorliegenden Arbeit zeigen, dass Patienten mit bikuspider Aortenklappe und assoziiertem proximalen Aortenaneurysma eine erhöhte Enzymaktivität der Matrixmetalloproteinase-2 aufweisen und dies eine potenzielle Ursache für die Entstehung der Aneurysmen, durch einen vermehrten Abbau der extrazellulären Matrix, darstellt. In Einklang mit der Enzymaktivität steht eine erhöhte Proteinmenge, sowie auf mRNA-Ebene eine vermehrte Expression der MMP-2. Auch die Häufigkeit sogenannter single nucleotide polymorphisms weicht von der der Patienten mit trikuspider Aortenklappe und assoziiertem Aortenaneurysma ab. Ob dies funktionelle Auswirkungen hat bleibt unklar.:Inhaltsverzeichnis 2 Abkürzungsverzeichnis 4 1. Einleitung 7 1.1. Bikuspide Aortenklappe (BAV) 7 1.1.2. Inzidenz 8 1.1.3. Histologie 9 1.1.4. Genetik 9 1.2. Molekulare Veränderungen 10 1.2.1. Matrixmetalloproteinasen allgemein 10 1.2.2. Veränderung der Matrixmetalloproteinasen bei BAV-Patienten 12 1.2.3. Blutfluss 12 1.2.4. Aortenwandveränderungen 12 1.3. Pathologie 13 1.4. Assoziierte Erkrankungen 14 1.4.1. Marfan-Syndrom 14 1.4.2. Turner-Syndrom und Williams-Beuren-Syndrom 15 1.5. Familiäres und spontanes thorakales Aortenaneurysma (TAA) 16 1.5.1. Thorakales Aortenaneurysma (TAA) 16 1.6. Operative Versorgung von Aortenaneurysmen 17 1.6.1. Guidelines – Wann Ersatz (45 mm, ACC AHA Guidelines 2014) 17 1.6.2. Operative Verfahren 18 1.6.4. Bentall-Operation 20 1.6.5. Suprakoronarer Ascendensersatz 21 2. Zielstellung 22 3. Material 23 3.1. Geräte 23 3.2. Verbrauchsmaterialien 24 3.3. Chemikalien und kommerzielle Kits 25 3.4. verwendete Antikörper 28 3.5. Puffer und Lösungen 29 3.6. DNA Isolation 32 32 3.7. Gele für SDS-PAGE 33 3.8. Gel für Zymographie 33 3.7. Software 34 3.8. Materialien der High-Resolution-Melting-PCR 35 4. Methoden 36 4.1. mRNA Gen-Expressionsanalyse mittels Chip Array Analyse 36 (Firma OakLabs, Berlin) 36 4.2. DNA-Isolation aus humanen Aorten 37 4.2.1. Photometrische Erfolgskontrolle 38 4.3. SDS-Gelelektrophorese 39 4.4. Western Blot Analyse 40 4.5. Zymographie 41 4.5.1. MMP-2 Aktivitätsbestimmung mittels Zymographie 41 4.6. SNP-Analyse mittels High-Resolution-Melting-PCR 43 5. Ergebnisse 46 5.1. mRNA Gen-Expressionsanalyse mittels Chip Array Analyse (Firma OakLabs, Berlin) 46 5.1.1. genome-wide Gen-Expressionsanalyse des MMP-2-Gens 46 5.2. Analyse der MMP-2 SNPs als Ausdruck genetischer Variationen 48 5.2.1. Gene scanning der MMP-2 mittels High-Resolution-Melting-PCR 48 5.3. Untersuchung der Proteinmenge der MMP-2 mittels Western Blot Analyse 54 5.3. Analyse der MMP-2 Proteinexpression mittels Western Blot Analyse 56 5.4. Untersuchung der Proteinmenge der MMP-2 im ELISA 59 5.5. Untersuchung der Enzymaktivität der MMP-2 mittels Zymographie 61 5.6. Zusammenfassung 64 6. Diskussion 65 6.1. Die Patientenpopulation 65 6.2. Diskussion der MMP-2 SNPs als Ausdruck genetischer Variationen 67 6.3. MMP-2 Genexpression und quantitativer Vergleich der MMP-2 Proteinexpression 68 6.4. Aktivität des MMP-2-Enzyms 70 7. Schlussfolgerungen 73 8. Limitationen 74 9. Zusammenfassung der Arbeit 75 10. Literaturverzeichnis 79 11. Abbildungsverzeichnis 87 12. Tabellenverzeichnis 88 13. Danksagung 89 14. Eigenständigkeitserklärung 90 15. Lebenslauf 91

No description available.

Das Aortenaneurysma ist eine häufige Erkrankung, welche mit der gravierenden Kompli-kation einer Aortenruptur einhergehen kann. In den letzten 20 Jahren konnten beachtliche kurative Fortschritte erzielt werden, welche u.a. auf die Ergänzung der rein operativen Therapie um endovaskuläre und Hybridverfahren zurückzuführen sind. Dennoch ist die Aneurysmaruptur mit einer außerordentlich hohen Mortalität assoziiert. Die Genese des Aortenaneurysmas ist multifaktoriell bedingt, sodass das Wachstumsverhalten der Aorta als Surrogat des realen Rupturrisikos schwer vorherzusagen ist. Im klinischen Alltag findet überwiegend der maximale Diameter als Größen- und Verlaufsparameter Anwendung, obwohl dadurch den heterogenen Veränderungen der Aorta möglicherweise nicht ausrei-chend Rechnung getragen wird. Ziel der Studie war es, anhand einer CT-gestützten Verlaufsquantifizierung von Aorten-veränderungen Prädiktoren für das Wachstum der Aorta abzuleiten und Wachstumsraten auf Basis unterschiedlicher morphologischer Ausgangsgrößen zu vergleichen. Zwischen den definierten Aortensegmenten konnten signifikante Unterschiede der erho-benen morphologischen Parameter wie beispielsweise der Größe, der Verteilung von Ge-fäßwand und –lumen, der Verkalkung und der Krümmung aufgezeigt werden. Diese Heterogenität ließ sich auch beim Vergleich von thorakalen/abdominalen, aneurysmati-schen/nicht aneurysmatischen und wachsenden/nicht wachsenden Segmenten bestätigen. So waren beispielweise wachsende Aortensegmente initial größer als nicht wachsende (Volumen 82 cm³ vs. 53 cm³, p < 0,00; Diameter 36 mm vs. 30 mm, p< 0,00), unterschie-den sich hingegen aber nicht hinsichtlich der Wandverkalkung (Calcium-Score 894 vs. 842, p = 0,77). Im Verlauf wiesen die wachsenden Segmente unter anderem eine stärkere Zunahme der maximalen Wandstärke (+15 % vs. +4 %, p > 0,00) und eine stärkere Elongationstendenz (Segmentlänge +3,6 % vs. -0,5 %, p < 0,00) auf. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass im Verlauf eine Wachstumsdynamik beinahe aller erhobenen Größen bestand. Ein durchschnittliches Wachstum des Aortensegmentvolumens um 5,7 % pro Jahr gezeigt konnte werden. Unter den potentiellen Einflussfaktorenkonnten konnten als relevante Prädiktoren die ma-ximale Wandstärke, die Diameter-Längen-Ratio, die Exzentrizität der Außenzirkumferenz sowie die Risikofaktoren Rauchen und die Einnahme von Kortikoiden identifiziert wer-den. Der Vergleich morphologisch unterschiedlich basierter Wachstumsraten zeigte eine erhebliche Diskrepanz insbesondere zwischen dem Routineparameter maximaler Diameter und dem sensitiveren Volumen. Schlussfolgerung: CT-morphologisch bestimmbare Parameter wie die Wandstärke, das Proportionsmaß Diameter-Längen-Ratio und die Exzentrizität des Gefäßquerschnittes sind Prädiktoren überdurchschnittlichen Aortenwachstums. Die umfassenden routinemäßige Evaluation der Aorta mit Erhebung mehrerer morphologischer Parameter – insbesondere des Volumens – ist notwendig, um das heterogene und multifaktoriell bedingte Wachstum der Aorta suffizient zu erfassen. / Purpose This study aims to identify clinical and CT-morphologic predictors of growth of the native aorta and aortic aneurysms. Material and methods Seventy-three patients (66 ±8.0 years) who underwent two subsequent computed tomography angiographies of the thoracic/thoracoabdominal/abdominal aorta for clinical reasons from 2002 - 2008 were retrospectively included. The mean interval between the CT scans was 1.8 ±0.8 years. The aortic anatomy was divided into 9 segments from sinotubular junction to iliac bifurcation. CT scans were obtained with 16- and 64-slice scanners, all series were analyzed on a commercially available workstation. Beside the collection of information about the past medical history, several morphologic parameters were measured for each segment such as aortic volume, maximum diameter, cross sectional area, surface area, calcification, tortuosity, wall thickness or cross sectional eccentricity. Annual growth rates were calculated for each parameter. Aortic total volume was considered as the standard of reference. Therefore, aortic growth was defined as a growth rate of total volume > 5 %. Multiple regression analysis was conducted to reveal predictors of aortic growth. Results For all segments, average volumes were 65.0 ± 59.0/44.7 ± 39.6/20.3 ± 27.9 cm³ (total/lumen/wall). The annual aortic growth rate of total volume was 5.7 % for all segments. All parameters that represent the initial size of the aortic segments (total and lumen volume, maximum diameter, cross sectional area, surface area) were approved as predictors of aortic growth. Further predictors were wall volume, maximum and minimum wall thickness, diameter length ratio, segmental length and tortuosity index. Among the clinical parameters, smoking, corticosteroid medication and peripheral artery disease were confirmed as aortic growth predictors. Conclusions In clinical routine, most therapeutic decisions a made based on the diameter measurement alone, which might be inappropriate. A comprehensive evaluation of aortic morphology is warranted in the presence of increased aortic size, wall thickness, cross sectional eccentricity, smoking and corticosteroid therapy.