Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Type II diabetes mellitus is geassocieerd met een verhoogde cardiovasculaire mortaliteit. Enerzijds ontwikkelen de patienten een diabetische cardiomyopathie met hartfalen tot gevolg, anderzijds ontwikkelen ze hartfalen door de gevolgen van de frequent geassocieerde risicofactoren obesitas, hypertensie en dyslipidemie. De clustering van deze risicofactoren in een individu wordt gedefinieerd als ‘het metabool syndroom’. Ondanks de ernst en prevalentie van dit hartlijden, blijven de complexe en multifactoriële cellulaire en moleculaire afwijkingen, dewelke veranderingen in myocardiale structuur en functie met zich meebrengen, onvolledig gekend. Verschillende muizenmodellen werden ontwikkeld voor de studie van type II diabetes en het metabool syndroom. De leptine-deficiente ob/ob muis ontwikkelt obesitas en type II diabetes. Muizen die deficient zijn voor zowel leptine als de LDL receptor (DKO) vertonen de meeste componenten van het metabool syndroom: obesitas, type II diabetes, dyslipidemie en hypertensie. Het is echter niet duidelijk of deze muizen ook cardiaal overeenstemmen met de humane pathologie. Dit werk had tot doel betere inzichten te verwerven in het hemodynamisch-cardiaal fenotype van bovenstaande muizenmodellen. Interpretatie van hemodynamische parameters. De myocardiale pompfunctie wordt bepaald door voorbelasting, nabelasting, de myocardiale contractiele status (contractiliteit) en hartritme. Wanneer veranderingen in voor- en nabelasting aanwezig zijn in muizenmodellen, is het noodzakelijk om ladings-onafhankelijke parameters te gebruiken om de cardiale contractiliteit uit te drukken. In deze studie werden de conventionele ladings-afhankelijke parameters van contractiliteit vergeleken met enkele ladings-onafhankelijke parameters in bovenstaande muizenmodellen, met behulp van linker ventrikel druk-volume analyse. De resultaten wezen op een overschatting van de hartfunctie indien ladings-afhankelijke parameters werden gebruikt. Voorzichtigheid is daarom geboden indien enkel deze parameters worden gebruikt in muizenmodellen met type II diabetes. Cardiovasculair fenotype van muizenmodellen van type II diabetes en het metabool syndroom. In zowel de ob/ob als de DKO muis werd een diabetische cardiomyopathie waargenomen vanaf een leeftijd van 24 weken. De combinatie obesitas - type II diabetes, was geassocieerd met een verstoorde relaxatie en ladings-onafhankelijke contractiliteit, ten dele geassocieerd aan een dysfunctie van SERCA2a (de Sarco(Endo)plasmatisch Reticulum (SR) Ca2+ ATPase). SERCA2a is een belangrijke determinant van cardiale relaxatie en contractie door de opname van Ca2+ in het SR. De additionele risicofactoren aanwezig in de DKO muis (dyslipidemie en hypertensie) zorgden voor een verschillend patroon van remodelering en een verhoogde linker ventrikel stijfheid. Dieet als therapeutische interventie. Dieet is de eerste-lijnsbehandeling voor patienten met type II diabetes of het metabool syndroom. Om op accurate wijze de cardiovasculaire veranderingen op te sporen tengevolge van het dieet, werden ob/ob en DKO muizen op dieet geplaatst van 12 tot 24 weken. Ladings-afhankelijke parameters van contractiliteit normaliseerden na dieet, terwijl de ladings-onafhankelijke parameters en cardiale reserve verbeterden maar niet normaliseerden. Patients with type II diabetes mellitus suffer from increased cardiovascular mortality. Heart failure in patients with type II diabetes mellitus can be a consequence of a primary diabetic cardiomyopathy, or can be caused by the consequences of the frequently associated risk factors obesity, hypertension and dyslipidemia. The clustering of these risk factors in a single individual has been defined as the metabolic syndrome. Despite the potential importance of this cardiomyopathy, the complex and multifactorial nature of the cellular and molecular perturbations that predispose to altered myocardial structure and function remain incompletely understood. Several mouse models have been developed to study type II diabetes mellitus and the metabolic syndrome. The leptin-deficient ob/ob mouse develops obesity and type II diabetes. Mice with combined leptin and LDL receptor deficiency (DKO) feature many of the metabolic syndrome components: obesity, type II diabetes, dyslipidemia and hypertension. However, it is unclear whether these mice develop a cardiac profile comparable to the one seen in human pathology. Therefore, this study aimed to get clearer insights in the cardiac performance of these frequently used mouse models of type II diabetes mellitus. Interpretation of hemodynamic parameters. Myocardial shortening is determined by preload, afterload, the myocardial contractile state (contractility) and heart rate. When alterations in pre- and afterload are present in mouse models, it is necessary to use load-independent parameters to characterize cardiac contractility. In this study, the conventional load-dependent parameters of contractility have been assessed against a range of load-independent parameters in the aforementioned mouse models, using left ventricular pressure-volume analysis. The results indicated that the load-dependent parameters may overestimate cardiac function, and should therefore be used with care in type II diabetic models. Cardiovascular phenotype of type II diabetes and metabolic syndrome mouse models. We demonstrated in ob/ob and DKO mice the existence of a diabetic cardiomyopathy from an age of 24 weeks on. The combination of type II diabetes and obesity was associated with impaired relaxation and load-independent contractility, which in part may be related to a dysfunction of the Sarco(Endo)plasmic Reticulum (SR) Ca2+ ATPase (SERCA2a). SERCA2a is an important determinant for cardiac relaxation and contraction by uptake of cytosolic Ca2+ into the SR. The supplemental risk factors elicited in the DKO mouse (dylipidemia and hypertension) gave rise to a differential pattern of remodelling and to an increase in left ventricular stiffness. Food-restriction as therapeutic intervention. Food-restriction is the first line treatment in patients with type II DM and the metabolic syndrome. In order to characterize more accurately the cardiovascular changes induced by food-restriction, ob/ob and DKO mice were subjected to food restriction from 12 to 24 weeks. Load-dependent parameters of contractility normalized after food-restriction, whereas load-independent parameters and cardiac reserve ameliorated but did not normalize.

Academic collection --- 616.1 --- Pathology of the circulatory system, blood vessels. Cardiovascular complaints --- Theses

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Sinds de jaren zestig kunnen falende hartkleppen vervangen worden door kunstkleppen. Uiteraard tracht men deze kunstkleppen voortdurend te optimaliseren door het ontwerp en het behandelingsprocédé van het gebruikte materiaal aan te passen. Toch zal geen van deze kleppen ooit in staat zijn de volledige functie en de duurzaamheid van een lichaamseigen klep na te bootsen, omdat groei- en herstelcapaciteit ontbreken. In ongeveer 25 % van alle klepvervangingen maakt men gebruik van biologische kunstkleppen of bioprothesen uit dierlijk materiaal. Deze kleppen lijden voornamelijk aan progressieve degeneratie en calcificatie, met een beperkte levensduur tot gevolg. ‘Tissue engineering’ (TE) probeert via een multi-disciplinaire aanpak nieuw weefsel te creëren. Hierbij wordt gebruik gemaakt van verschillende componenten waaronder cellen en dragerstructuren (matrices). Sinds de jaren negentig heeft TE zijn intrede gedaan in het hartkleponderzoek. De voorliggende studie omvat 126 bioprothesen die geïmplanteerd werden in jonge schapen, het algemeen aanvaard groot-diermodel voor preklinische studies van bioprothesen. De structurele integriteit van de kleppen bepalen na implantatie is van zeer groot belang, zowel voor het evalueren van bioprothesen voor klinisch gebruik als - op het experimenteel vlak – voor het onderzoek naar een geschikte matrix voor TE-doeleinden. Een biologische matrix is op zichzelf niet voldoende voor groei en herstel van de klep. Daarvoor zijn cellen nodig die instaan voor de productie van extracellulaire matrixcomponenten. We onderzochten de interstitiële cellen (IC’s) van aortakleppen afkomstig van schapen en vergeleken deze fenotypisch met cellen die we na implantatie terugvinden in en op bioprothesen. Op de eerste plaats werd een protocol gevalideerd om genexpressie te bepalen in IC’s van schapenkleppen. De IC’s die voorkomen in klepblaadjes van schapen-aortakleppen hebben voornamelijk het fenotype van fibroblasten. Er komt echter een kleine subpopulatie voor van IC’s die immunoreactief zijn voor a-actine (ASMA) en ‘smooth muscle’ myosine (SMMS). Onder cultuuromstandigheden lijken de meeste IC’s op geactiveerde myofibroblasten (= verhoogde ASMA immunoreactiviteit). Ook de cellen die voorkomen in de overgroei (= pannus) op bioprothesen zijn meer immunoreactief voor ASMA dan natieve IC’s. De cellen die tot in de oorspronkelijke bioprothese zijn doorgedrongen, daarentegen, lijken fenotypisch op de natieve IC’s wat betreft vimentine, ASMA, SMMS en procollageen I. Naast de fibroproliferatieve celingroei, komt er soms enerzijds een vreemd lichaam reuscel-reactie voor in de kleppen, anderzijds een infiltratie met lymfocyten, dit laatste voornamelijk in niet gefixeerde kleppen. 99 % van alle bioprothesen werden overgroeid met een pannuslaag, terwijl celingroei in de bioprothesen in de helft van alle geïmplanteerde kleppen voorkwam, voornamelijk beperkt tot de luminale en / of de adventitia-zijde van de klep. De hemodynamische omgeving, het soort weefsel, het ontwerp, de fixatie en de anticalcificatie-behandeling hebben een invloed op de spontane repopulatie van de bioprothesen, de duur van de implantatie niet. Een klep kan niet functioneren als de structurele integriteit niet behouden blijft. Calcificatie werd beïnvloed door de leeftijd van het dier, de implantatiepositie, het ontwerp, het weefseltype en de anti calcificatie-behandeling, maar niet door de duur van de implantatie. Pannus en calcificatie zijn niet gecorreleerd met elkaar. Het voorkomen van inflammatoire cellen ging wel gepaard met klepcalcificatie. Since the ’60’s, heart valve disease can be treated by surgical replacement of the affected valve. Over the years, major adaptations in design and materials of the prostheses were introduced to improve durability and hemodynamics. However, these substitutes are still not ideal for the patient. In an attempt to overcome the drawbacks of the current valve replacements, since the mid ’90 valvular tissue engineering (TE) has become an important research domain. In the most frequent paradigm, cells are seeded on a scaffold composed of synthetic polymer or natural matrix, the tissue is matured in vitro , and the construct is implanted orthotopically as prosthesis. The ultimate goal is to develop an autologous construct with growth- and repair potential. The present study includes a series of 126 bioprostheses implanted in young sheep, the generally accepted large animal model for preclinical testing of bioprostheses. Bioprosthetic heart valves exist in different designs, tissue origins and fixation treatments. Some bioprostheses are treated with agents to prevent calcification, the main failure mode of this type of valve substitutes. The assessment of structural integrity of the implanted valves is of extreme value as well to evaluate the bioprostheses for current clinical applicability as to search for an appropriate matrix for TE purposes. A biological matrix in itself will not be sufficient for growth and repair of the valve. Therefore, the presence of cells, capable of secreting matrix components, is imperative. We examined the interstitial cells (IC’s) of native ovine aortic valves and compare them with host cells found in bioprostheses after implantation. First of all, we provided a validated protocol to assess gene expression in ovine IC’s. In ovine aortic leaflets, most IC’s are fibroblast-like; with a small number of IC’s immunoreactive to alpha smooth muscle actin (ASMA) and smooth muscle myosin (SMMS). In culture, the majority op IC’s are phenotypically ASMA-positive activated myofibroblasts. The cells within the pannus overgrowth on implanted bioprostheses are significantly more immunoreactive to ASMA compared with native IC’s, while cells invading the bioprostheses resemble native IC’s based on immunorecativity to vimentin, procollagen I, ASMA and SMMS. Apart from this fibroproliferative cell invasion, a foreign body reaction and infiltration of lymphocytes (primarily in unfixed bioprostheses) appeared in some valves. Cell infiltration was observed in half of the implanted bioprostheses and was primarily limited to the luminal and / or adventitial side of the prosthesis. Hemodynamic environment, tissue origin, design, fixation and anticalcification treatment had an influence on spontaneous repopulation of bioprostheses, implant duration did not. Bioprosthetic function requires structural integrity. We evaluated the structural integrity of bioprostheses based on calcification, leaflet retraction and matrix integrity. Calcification was multifactorial and influenced by age, implant position, design, tissue origin and anticalcifiaction treatment but not by implant duration (3 months versus 6 months).Pannus overgrowth and calcification were not significantly correlated. Inflammatory cells invading the bioprostheses were predictive for valve calcification. Hartkleppen zorgen ervoor dat de bloedstroom slechts in één richting kan verlopen. Falende hartkleppen kunnen sinds de jaren ‘60 vervangen worden door kunstkleppen . Momenteel worden wereldwijd jaarlijks meer dan 275.000 hartkleppen chirurgisch vervangen. Uiteraard tracht men deze kunstkleppen voortdurend te optimaliseren. Toch zal geen van deze kleppen ooit in staat zijn levenslang de volledige functie van een lichaamseigen klep over te nemen. Bij ongeveer 25 % van alle klepvervangingen gebruikt men bioprothesen: kunstkleppen uit gefixeerd – dus niet levend - dierlijk materiaal. Deze lijden voornamelijk aan progressieve degeneratie en calcificatie, met een beperkte levensduur tot gevolg. Daarbij komt dat hoe jonger de patiënt is, hoe sneller de klep faalt. Sinds de jaren ’90 heeft een radicaal nieuwe aanpak, “tissue engineering” (TE), zijn intrede gedaan in het hartkleponderzoek. Hierbij probeert men via een multi-disciplinaire aanpak nieuw, levend weefsel te creëren vertrekkend van patiënteigen cellen en van een dragerstructuur (matrix) waarop men deze cellen aanbrengt. Deze technologie staat nog in de kinderschoenen. Er is nog onvoldoende basisonderzoek over de eigenschappen van lichaamseigen klepcellen en deze van een geschikte dragerstructuur. Een lichaamseigen aortaklep bestaat ruwweg uit drie halvemaanvormige klepblaadjes en een wand die onderaan aansluit op het hart en bovenaan op de aorta. De klepblaadjes zijn opgebouwd uit een bindweefselmatrix waartussen cellen zitten die we interstitiële cellen (IC’s) noemen. Een eerste deel van de voorliggende studie is basisonderzoek naar de IC’s van lichaamseigen kleppen bij schapen. Op de eerste plaats hebben we bepaald hoe we op een correcte, semi-kwantitatieve manier genexpressie kunnen nagaan in de IC’s. We toonden verder aan dat de IC-populatie voornamelijk bestaat uit fibroblasten, die matrix produceren. Een kleine fractie bestaat uit myofibroblasten, die daarenboven contractiele eigenschappen hebben, en uit een paar gladde spiercellen. Wanneer deze IC’s in het labo worden gekweekt krijgt het grootste deel van de populatie eigenschappen van myofibroblasten. Een tweede deel van de voorliggende studie behandelt de spontane cel-repopulatie van 126 bioprothesen die geïmplanteerd werden in jonge schapen. Na 3 tot 6 maanden waren 99 % van alle bioprothesen overgroeid met een laag die we pannus noemen. In 54 % van alle geïmplanteerde kleppen waren cellen ingegroeid in de oorspronkelijke bioprothese. We onderzochten in welke mate de cellen in de pannus en de ingegroeide cellen lijken op de lichaamseigen IC’s. De cellen in de pannus lijken op de geactiveerde myofibroblasten. Deze die tot de oorspronkelijke bioprothese zijn doorgedrongen daarentegen, lijken eerder op de lichaamseigen IC’s. Soms zagen we ook cellen die typisch zijn voor een ontstekingsreactie. De hemodynamische omgeving, het soort weefsel, het ontwerp, de fixatie en de anti-calcificatiebehandeling hebben een invloed op de spontane repopulatie van de bioprothesen; de duur van de implantatie niet. Een klep kan niet functioneren als de structurele integriteit – de mate waarin de structuur van de klep behouden wordt – beperkt is. Het bepalen van de structurele integriteit van de kleppen na implantatie is van zeer groot belang, zowel voor het evalueren van bioprothesen voor klinisch gebruik als voor het onderzoek naar een geschikte matrix voor TE-doeleinden. We onderzochten hiertoe de graad van de klepcalcificatie, van de afbraak van de bindweefselmatrix en van de belemmering van het openen en sluiten van de klepblaadjes door overmatige pannusovergroei. Klepcalcificatie werd beïnvloed door de leeftijd van het dier, de implantatie-positie, het ontwerp, het weefseltype en de anti-calcificatiebehandeling, maar niet door de duur van de implantatie. Het voorkomen van pannus en calcificatie zijn niet gecorreleerd met elkaar. De aanwezigheid van ontstekingscellen ging wel gepaard met klepcalcificatie. Deze studie toont aan dat in bioprothesen, geïmplanteerd in schapen, een beperkte spontane cel-repopulatie optreedt met zowel gewenste als ongewenste effecten tot gevolg.

Academic collection --- 616.1 --- Pathology of the circulatory system, blood vessels. Cardiovascular complaints --- Theses