Atherosclerosis and post-angioplasty neointimal proliferation, which are leading causes of cardiovascular morbidity and mortality, develop as a result of chronic or acute vascular injury producing inflammatory and proliferative responses in the vessel wall. Glucocorticoids, the stress hormones produced by the adrenal cortex, have anti-inflammatory and anti-proliferative characteristics and can also influence systemic cardiovascular risk factors. The systemic levels of these hormones are controlled by the hypothalamic pituitary adrenal axis. However, there is also a tissue-specific pre-receptor regulation of these hormones by the two isozymes of 11β-hydroxysteroid dehydrogenase (11β-HSD); type 1 regenerates active glucocorticoids within the cells and type 2 inactivates glucocorticoids. Whilst it has been shown that the inhibition of 11β-HSD1 has favourable effect on cardiovascular risk factors and the inhibition of 11β-HSD2 results in hypertension; the effect of these enzymes on vascular lesion development is not known. The work described in this thesis tested the hypothesis that 11β-HSD1 inhibition reduces vascular lesion development due to improvement in cardiovascular risk factors, whereas 11β-HSD2 inhibition leads to adverse vascular remodelling. Apolipoprotein-E deficient (ApoE-/-) mice fed on western diet were used to study atherosclerosis, whereas neointimal proliferation was investigated using a well-established mouse model of wire-angioplasty. Vascular lesions were assessed using novel imaging and standard histological techniques. 11β-HSD1 inhibition reduced the size of atherosclerotic lesions and improved markers of plaque stability with a reduction in lipid content and increase in collagen content of the plaques. This was associated with a reduction in weight gain and blood pressure but without any effect on lipid profile. 11β-HSD1 inhibition did not produce any significant effect on neointimal proliferation in C57Bl/6J mice. However in ApoE-/- mice, 11β-HSD1 inhibition reduced neointimal proliferation with corresponding increase in size of patent lumen and with an associated reduction in macrophage content of neointimal lesions. 11β-HSD2 deletion produced an outward remodelling in un-injured vessels but there was no effect on neointimal proliferation after wire-angioplasty. Administration of a selective mineralocorticoid antagonist, eplerenone, reduced neointimal lesions significantly but to a similar degree in both C57Bl/6J and 11β-HSD2-/- mice, associated with a significant reduction in macrophage content of lesions but without any effect on blood pressure. Data in this thesis highlight the potential therapeutic application of 11β-HSD1 inhibition in reducing the size and vulnerability of atherosclerotic plaques and also reduction in neointimal proliferation (and hence post-angioplasty restenosis) in high risk patients with „metabolic syndrome‟ phenotype. The results also indicate that 11β-HSD2 has a limited, if any, role to play in the development of neointimal lesions.

Η ασβέστωση της αορτικής βαλβίδας σχετίζεται με αυξημένη νοσηρότητα και θνητότητα, ιδιαίτερα στους ηλικιωμένους. Μέχρι σήμερα η φαρμακευτική θεραπεία δεν έχει αποδειχθεί τόσο αποτελεσματική, όσο η χειρουργική. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκε μοντέλο υπερλιπιδαιμικών κονίκλων προκειμένου να μελετηθεί η επίδραση του εκλεκτικού ανταγωνισμού της αλδοστερόνης στα πρώιμα στάδια της ασβέστωσης της αορτικής βαλβίδας. Αυτή η φαρμακευτική προσέγγιση δεν είχε προηγουμένως διερευνηθεί. Σαράντα αρσενικοί κόνικλοι τύπου Νέας Ζηλανδίας παρέμειναν για 4 εβδομάδες σε κανονική διατροφή και στη συνέχεια χωρίστηκαν σε 3 ομάδες: (1) ομάδα ελέγχου (control) που αποτελούνταν από 10 πειραματόζωα και συνέχισαν να τρέφονται με κανονική διατροφή για 8 εβδομάδες ακόμη, (2) ομάδα vehicle που αποτελούνταν από 15 πειραματόζωα και συνέχισαν να τρέφονται με υπερλιπιδαιμική διατροφή (1% χοληστερόλη) για 8 εβδομάδες ακόμη συν ένα διάλυμα γλυκόζης 5% (vehicle), για τις τελευταίες 4 εβδομάδες και (3) ομάδα επλερενόνης που αποτελούνταν από 15 πειραματόζωα και συνέχισαν να τρέφονται με υπερλιπιδαιμική διατροφή για 8 εβδομάδες ακόμη και τουs χορηγούνταν επλερενόνη 100 mg/kgr/day σε διάλυμα γλυκόζης 5%, για τις τελευταίες 4 εβδομάδες. Πριν από τη θυσία κάθε πειραματοζώου γινόταν μέτρηση της αρτηριακής πίεσης καθώς και των επιπέδων καλίου, ολικής χοληστερόλης και αλδοστερόνης στο πλάσμα. Μετά τις 8 εβδομάδες όλα τα πειραματόζωα θυσιάστηκαν και οι παρασκευασμένες αορτικές βαλβίδες εξετάσθηκαν με χρώση αιματοξυλίνης – ηωσίνης και Von Kossa silver stain και με ανοσοχρώσεις για τους υποδοχείς των αλατοκορτικοειδών (αλδοστερόνης), τα μακροφάγα και το μετατρεπτικό ένζυμο της αγγειοτενσίνης. Η παρουσία εναποθέσεων ασβεστίου επιβεβαιώθηκε με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης. Η επλερενόνη αύξησε τα επίπεδα αλδοστερόνης στο πλάσμα, αλλά δεν επηρέασε την αρτηριακή πίεση και τα επίπεδα χοληστερόλης και καλίου. Η υπερλιπιδαιμία προκάλεσε συνάθροιση μακροφάγων και αύξηση της έκφρασης του μετατρεπτικού ενζύμου, όπως επίσης και μικροσκοπική εναπόθεση ασβεστίου στις γλωχίνες. Όλοι αυτοί οι δείκτες ελαττώθηκαν με τη χορήγηση της επλερενόνης. Η ανοσοϊστοχημία για τους υποδοχείς των αλατοκορτικοειδών ανέδειξε παρόμοια έκφραση στις γλωχίνες της ομάδας ελέγχου και της υπερλιπιδαιμικής ομάδας (vehicle). Συμπερασματικά τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν πως οι υποδοχείς της αλδοστερόνης εκφράζονται στην αορτική βαλβίδα και πως η εκλεκτική αναστολή τους με τη χορήγηση της επλερενόνης αναστέλλει το σχηματισμό των σκληρυντικών αλλοιώσεων που προκαλούνται από την υπερλιπιδαιμική διατροφή. / Calcific aortic valve disease is associated with increased morbidity and mortality, especially in the elderly. To date, pharmacological therapies have not proven as effective as surgical intervention. Here, we used a hyperlipidemic rabbit model to investigate the potential effects of selective aldosterone inhibition on the early stages of aortic valve calcification, a pharmacological strategy that has not yet been tested. Forty New Zealand male rabbits fed a standard diet for 4 weeks were separated into three groups: (1) control (n = 10), fed a standard diet; (2) vehicle (n = 15), fed a hyperlipidemic diet (cholesterol 1%) plus vehicle; and (3) eplerenone (n = 15), fed a hyperlipidemic diet plus 100 mg/kg/d eplerenone (last 4 weeks). After 8 weeks, animals were sacrificed and prepared aortic valve sections were examined with Von Kossa silver stain and by immunostaining for mineralocorticoid receptor, macrophages and angiotensin-converting enzyme. The presence of calcium deposits was confirmed by scanning electron microscopy. Eplerenone increased aldosterone levels but did not affect blood pressure, cholesterol or potassium levels. Hyperlipidemia induced macrophage accumulation and angiotensin-converting enzyme expression, as well as calcium deposition in the leaflets. All markers were decreased by eplerenone treatment. Immunohistochemistry for mineralocorticoid (aldosterone) receptors revealed similar expression in the leaflets of both control and hyperlipidemic groups. Collectively, these results indicate that aldosterone receptors are present in rabbit aortic valve leaflets and their selective blockade with eplerenone inhibits formation of the sclerotic lesions induced by a high fat diet.