Ανάπτυξη μοντέλου μυοκαρδιακής ισχαιμίας σε κουνέλι και αναστροφή της ισχαιμίας με ενδομυοκαριακή χορήγηση αγγειογενετικών παραγόντων

Abstract

A considerable number of patients suffering from coronary artery disease cannot be treated medically or by conventional revascularization methods, i.e. PCI or CABG. Myocardial angiogenesis could become a more suitable therapeutic approach for these patients, but the administration of angiogenic agents basic fibroblast growth factor (bFGF) and vascular endothelial growth factor (VEGF) at high therapeutic doses has been implicated in the occurrence of side effects that may undermine their safety. The aim of this experimental study was to investigate the angiogenic effect of intramyocardial administration of recombinant human (rh) bFGF or VEGF protein, at low doses, in the ischemic rabbit myocardium. Twenty five New Zealand White rabbits were divided into 5 groups (each of them containing 5 animals) and subjected to coronary artery ligation after lateral thoracotomy inducing acute myocardial ischemia. Five minutes later, the following substances were injected intramyocardially in the ischemic area: a) normal saline (controls), b) 5μg or 10μg rhVEGF­­165 protein (group VEGF-1 or group VEGF-2, respectively), and c) 6.25μg or 12.5μg rhbFGF protein (group bFGF-1 or group bFGF-2, respectively). On the 21st post-operative day the animals were euthanized and their hearts were subjected to histopathological examination and immunohistochemical assessment of vascular density in the ischemic-infarcted area. The alkaline phosphatase-anti-alkaline phosphatase (APAAP) procedure and the primary monoclonal antibody JC70 were used. RESULTS: Histopathological examination confirmed the induction of myocardial infarction. Vascular density was significantly increased (p<0.004) in all treatment groups (mean±SE: VEGF-1=73.4±3.2, VEGF-2=89.5±5.2, bFGF-1=85.8±10.9, bFGF-2=76.6±3.7 vessels/optical field/x200) compared to the controls (58.9±4.9 vessels/optical field/x200). Vascular density in VEGF-2 group was significantly higher than that in group VEGF-1 (p<0.001). CONCLUSIONS: Low doses of VEGF or bFGF protein, when administered intramyocardially in rabbits, stimulate angiogenesis in the injured myocardial area.

Ένας μεγάλος αριθμός ασθενών με στεφανιαία νόσο δεν μπορεί να αντιμετωπιστεί φαρμακευτικά, ή με τις επεμβατικές και χειρουργικές τεχνικές επαναιμάτωσης του μυοκαρδίου. Η αγγειογένεση του μυοκαρδίου θα μπορούσε να αποτελέσει μια νέα θεραπευτική προσέγγιση για την ομάδα των ασθενών αυτών. Όμως, η χορήγηση των αγγειογενετικών παραγόντων VEGF και bFGF σε υψηλές δόσεις έχει ενοχοποιηθεί για την εκδήλωση ανεπιθύμητων ενεργειών. Σκοπός της μελέτης μας ήταν η διερεύνηση της αγγειογενετικής δράσης των αυξητικών αυτών παραγόντων σε σχετικά χαμηλές δόσεις, μετά από ενδομυοκαρδιακή ένεσή τους στην πάσχουσα περιοχή. Χρησιμοποιήθηκαν 25 κουνέλια λευκής φυλής Νέας Ζηλανδίας, τα οποία χωρίστηκαν σε 5 ομάδες, των 5 ζώων η καθεμία. Όλα υποβλήθηκαν σε απολίνωση κλάδου στεφανιαίας αρτηρίας, μετά από πλάγια θωρακοτομή υπό γενική αναισθησία, προκειμένου να προκληθεί βαριά ισχαιμία του μυοκαρδίου. Πέντε λεπτά μετά την απολίνωση του αγγείου εγχορηγούντο στην πάσχουσα περιοχή, με ενδομυοκαρδιακή ένεση, 0.4 ml: α) φυσιολογικού ορού (Ομάδα Μ), β) 5 μg VEGF (Ομάδα VEGF-1) ή 10 μg VEGF (Ομάδα VEGF-2) διαλυμένου σε φυσιολογικό ορό, και γ) 6.25μg bFGF (Ομάδα bFGF-1) ή 12.5μg bFGF (Ομάδα bFGF-2) διαλυμένου σε φυσιολογικό ορό. Την 21η μετεγχειρητική ημέρα γινόταν ευθανασία των ζώων με εισπνοή ισοφλουρανίου σε υψηλή συγκέντρωση. Οι καρδιές εξάγονταν και αποστέλλονταν στο Εργαστήριο Παθολογικής Ανατομικής του ΔΠΘ, ώστε να γίνει ιστοπαθολογική εκτίμηση και καταμέτρηση των αγγείων εντός της πάσχουσας περιοχής καθώς και στα όρια αυτής. Χρησιμοποιήθηκαν η ανοσοϊστοχημική μέθοδος της αλκαλικής φωσφατάσης αντι-αλκαλικής φωσφατάσης (APAAP) και το μονοκλωνικό αντίσωμα JC70. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Η ιστολογική εξέταση των παρασκευασμάτων επιβεβαίωσε τη δημιουργία εμφράγματος του μυοκαρδίου σε όλα τα ζώα. Η μέση αγγειακή πυκνότητα ήταν σημαντικά αυξημένη (p<0.004) σε όλες τις ομάδες των πειραματοζώων που δέχθηκαν τους παράγοντες (μέση τιμή±SE: VEGF-1=73.4±3.2, VEGF-2=89.5±5.2, bFGF-1=85.8±10.9, bFGF-2=76.6±3.7 αγγεία/οπτικό πεδίο/x200 μεγέθυνση) σε σύγκριση με τους μάρτυρες (58.9±4.9 αγγεία/οπτικό πεδίο/x200 μεγέθυνση). Η μέση αγγειακή πυκνότητα στην ομάδα-VEGF-2 ήταν στατιστικά σημαντικά αυξημένη σε σχέση με την αντίστοιχη στην ομάδα-VEGF-1 (p<0.001). ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Οι χαμηλές δόσεις των αγγειογενετικών παραγόντων VEGF και bFGF, χορηγούμενες ενδομυοκαρδιακά, διεγείρουν την αγγειογένεση στο ισχαιμικό-εμφραγματικό μυοκάρδιο του κουνελιού.