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Title
Biomarkers in myocardial ischemia - Experimental study / eingereicht von Christopher Steiner
AuthorSteiner, Christopher
Thesis advisorPavone-Gyöngyösi, Mariann
Published2017
Description55 Blatt
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2017
Date of SubmissionDecember 2017
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Biomarker / Ischämie / Myokardinfarkt / Ischämische Prekonditionierung / Clusterin / High-mobility-group-protein-1 (HMGB-1)
Keywords (EN)Biomarker / Ischemia / Myocardial Infarction / Ischemic Preconditioning / Clusterin / High-mobility-group-protein-1 (HMGB-1)
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Abstract (German)

<span>Einführung. Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind die häufigsten Todesursachen in Industriestaaten. Die Etablierung von schnell anwendbaren Interventionsmöglichkeiten führte zu einer Reduzierung der Mortalität bei einem akuten Myokardinfarkt (AMI). Ischämische Prekonditionierung (IP) ist einer der stärksten Mechanismen zur Verringerung der Infarktgröße. Erhöhte Werte an kardialen ischämischen </span><span class="searchterm">Biomarkern</span><span> wie Troponin T sind von prognostischem Wert für das klinische Ergebnis. Allerdings steigen diese frühestens nach 2h an, daher werden empfindlichere </span><span class="searchterm">Biomarker</span><span> gesucht. Clusterin (CLU) ist ein molekulares Chaperon und scheint Zellen vor Apoptose zu schützen. High-mobility-group-protein-1 (HMGB-1) ist ein früher Mediator von Ischämie, Reperfusion und Entzündung.^ ^In der vorliegenden Studie wurde die Assoziation von Ischämie/Reperfusion und IP des Myokards auf die Plasmakonzentrationen von HMGB-1 und CLU in einem clost-chest reperfundierten Myokardinfarkt bei Schweinen untersucht.

Methoden. Bei anästhesierten Schweinen wurde eine 90min perkutane Okklusion der mittleren LAD durchgeführt, gefolgt von einer Reperfusion. Diese wurden entweder zur Gruppe von IP-AMI (n=11) oder AMI (n=12) randomisiert. IP wurde durch dreimalige Okklusion/Reperfusion der LAD für je 5min vor der 90min-Okklusion induziert. Blutproben wurden am Anfang, nach dem IP, nach 90min und 60min Reperfusion gesammelt. Die Konzentrationen von HMGB-1 und CLU wurden mittels der Sandwich-ELISA-Methode gemessen. Die Auswertung erfolgte mit Hilfe deskriptiver Statistik und t-Test (p <0,05).

Ergebnisse. Die Plasmakonzentrationen von HMGB-1 stiegen unmittelbar nach IP im Gegensatz zur CLU, wo IP den CLU-Spiegel senkte.^ Während der 60-minütigen Koronarokklusion blieben die HMGB-1-Spiegel sowohl in der IP-AMI als auch in der AMI- Gruppe unverändert, während IP zu einer Abnahme des CLU-Spiegels mit einem geringen Anstieg in der AMI-Gruppe führte. Die HMGB-1-Spiegel stiegen in der AMI-Gruppe nach der Induktion der Reperfusion zeitnah an, während die CLU-Spiegel bei der 60-minütigen Reperfusion in der IP-AMI-Gruppe abnahmen.

Schlussfolgerung. HMGB-1 könnte ein früher Indikator für die Reperfusion nach längerer Ischämie sein, während CLU ein früher Indikator der myokardialen Ischämie sein könnte. Im Gegensatz zur AMI-Gruppe führte IP zu einer vorübergehenden Abnahme der CLU-Werte, was auf eine geringere ischämische Belastung hindeutet. Eine längere Reperfusion verringerte die CLU-Werte, was auf einen Vorteil der Reperfusionstherapie hindeutet.</span>

Abstract (English)

<span>Introduction. Cardiovascular diseases and their consequences are the most frequent causes of death in industrial nations. The establishment of rapid intervention possibilities have led to an astonishing reduction of the mortality in acute myocardial infarction (AMI). Ischemic preconditioning (IP) is one of the most powerful mechanism to reduce infarction area. Maximal levels of cardiac ischemic </span><span class="searchterm">biomarkers</span><span> such as troponin T are of prognostic value for clinical outcome. However, these </span><span class="searchterm">biomarkers</span><span> increase earliest at 2h, therefore, more sensitive and earlier </span><span class="searchterm">biomarkers</span><span> are searched. Currently no </span><span class="searchterm">biomarker</span><span> of IP has been reported. Clusterin (CLU), a molecular chaperon, appears to protect cells from apoptosis.^ ^High- mobility-group-protein-1 (HMGB-1) is an early mediator of </span><span class="searchterm">ischemia</span><span>, reperfusion and inflammation. This study deals with the association of </span><span class="searchterm">ischemia</span><span>/reperfusion and IP of the myocardium with the plasma concentrations of HMGB-1 and CLU in a closed chest reperfused myocardial infarction in pigs with/without IP.

Methods. In anesthetized pigs, a percutaneous occlusion of the mid LAD was performed for 90min, followed by reperfusion. The pigs were randomized to either group of IP-AMI (n=11) or AMI (n=12). IP was induced by three times occlusion/reperfusion of the LAD for 5min each prior to the 90min occlusion. Blood samples were collected at the beginning, after the IP, after the 90min and 60min post reperfusion. The concentrations of HMGB-1 and CLU were measured by means of the sandwich-ELISA-method.^ The evaluation was performed with descriptive statistics and t-test (p <0.05).

Results. The plasma concentrations of HMGB-1 increased immediately after IP, in contrast to the CLU, where IP decreased the CLU level. During the 60min coronary occlusion, the levels of HMGB-1 remained unchanged in both IP-AMI and AMI groups, while IP led to decrease of CLU level, with slight increase in AMI group. Levels of HMGB-1 increased rapidly in AMI group after induction of reperfusion, while CLU level showed a decrease in 60min reperfusion in IP-AMI group.

Conclusion. HMGB-1 might be an early indicator of reperfusion after long-lasting </span><span class="searchterm">ischemia</span><span>, while CLU might be useful as an early indicator of myocardial </span><span class="searchterm">ischemia</span><span>. In contrast to the AMI group, IP led to temporary decrease of CLU level, indicating less ischemic stress of the cardiac tissue.^ Longer reperfusion time decreased the CLU level, suggesting benefit of the reperfusion therapy.</span>

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