Internationale Zeitschrift für Herz-Kreislauf-Forschung

Modellierung von Kardiomyozyten und Adrenorezeptoren mit Fluoreszenz-Dekonvolutionsmikroskopie zum Verständnis der Herzreparatur als Ergebnis der ventrikulären Entlastung: Zellkultur für LVAD

Poindexter BJ, Frazier OH und Bick RJ

Modellierung von Kardiomyozyten und Adrenorezeptoren mit Fluoreszenz-Dekonvolutionsmikroskopie zum Verständnis der Herzreparatur als Ergebnis der ventrikulären Entlastung: Zellkultur für LVAD

Ziel: Diese Forschung beschreibt Änderungen in Anzahl, Dichte und Lokalisierung von Adrenorezeptoren (ARs) nach Entlastung des linken Ventrikels, nachdem zuvor über einen Verlust von Adrenorezeptoren bei Herzinsuffizienz sowie über eine Dedifferenzierung von Kardiomyozyten, einem weiteren mit Herzinsuffizienz verbundenen Reparaturmechanismus, berichtet wurde, und gibt Aufschluss darüber, wie diese beiden „Schutzmechanismen“ zusammenarbeiten, um den Herzmuskel vor Schäden zu bewahren.

Hypothese: Die Herunterregulierung und Verringerung der Rezeptoranzahl in Verbindung mit einer Veränderung der Position der ARs ist ein Versuch, die Funktion und Integrität der Myozyten zu erhalten, indem eine Überladung der Myozyten mit Kalzium und irreparable Zellschäden vermieden werden. Beim erkrankten Herzen könnte der Blutkreislauf zu einer primären Quelle für Kalzium werden, das für die Myokardkontraktion erforderlich ist. Adrenorezeptorkompensationen schützen zusammen mit der Dedifferenzierung der Kardiomyozyten das Herz und ermöglichen eine Genesung.

Methoden: Mithilfe der Fluoreszenz-Dekonvolutionsmikroskopie haben wir ARs in Gewebeproben des linken Ventrikels visualisiert, die von Patienten mit einem linksventrikulären Unterstützungssystem (LVAD) bei der Implantation und anschließend bei der Explantation des Geräts entnommen wurden. Aus den aufgenommenen Bildern wurden 3D-Modelle von Adrenorezeptoren/Myokard erstellt, die uns eine detaillierte Ansicht der Rezeptorpositionen und ein besseres Verständnis der Adrenorezeptorveränderungen infolge der ventrikulären Entlastung ermöglichen. Es wurden auch Zellkulturstudien an dedifferenzierenden adulten Zellen durchgeführt und Echtzeit-Calciumflussbilder zusammen mit der Fluoreszenzmarkierung von ARs aufgenommen.

Schlussfolgerungen: ARs im Myokard vor LVAD waren „verklumpt“, aber nach der Entlastung wurden sie homogen in den Myokardmuskelfasern neu verteilt, was auf eine verbesserte entlastungsabhängige Kalziumregulierung und -signalisierung und eine daraus resultierende verbesserte Herzfunktion schließen lässt. Diese Neuanordnung könnte die Wiedereinführung von Myozyten in einen reparativen und schützenden Zyklus durch Dedifferenzierung begleiten. (251).