Mice With a Null Mutation inthe NHE1 Na+-H+ Exchanger

are Resistant to CardiacIschemia-Reperfusion Injury

Mäuse mit einer Null Mutationim Na+-H+ Antiporter NHE1

sind resistent gegen KardialenIschämie Reperfusionsschaden

Kardialer IschämieReperfusionsschaden

NHE1

Warum diese Studie?

• Amilorid schützt vor Reperfusionsschäden• Tierstudien mit spez. NHE1 Blockern

• Kombinierter pharmakologischer undgentechnischer Ansatz

Methoden

44Ischämie, undEniporid

64 (ATP)

64 (ATP)

Ischämie, keinEniporid

46Keine Ischämie

NHE1-/-WT

Langendorff-Apparatur

Durchführung• 25 Minuten Äquilibrierung• 40 Minuten globale Ischämie• 30 Minuten Reperfusion

• Intraventrikulärer Druck• Systolisch• Enddiastolisch

• Koronardurchblutung• LDH• ATP• Histologische Untersuchung

Ergebnisse

• Ausgangswerte• Herzfunktion bei Ischämie und Reperfusion

OHNE NHE-1 Blocker• Herzfunktion bei Ischämie und Reperfusion

MIT NHE-1 Blocker (Eniporid)• LDH und ATP• Morphologische Schäden

Ausgangswerte

• Mutanten weisen geringeres Körper- undHerzgewicht auf

Mutation ohne spezielle Auswirkung auf dasHerzwachstum

Ischämie und Reperfusion OHNENHE1 Blocker

• Nullmutanten weisensignifikant bessereWerte auf als WTMäuse

Schnellere und bessereErholung nachIschämie Schaden

• Nhe1-/- 50,5%• WT 27,7%

Ischämie und Reperfusion MIT NHE1Blocker

• Nullmutanten ≈NM/WT + ENAlle deutlich besserals WT

Ausschluss altern.Wirkwege des Nhe-1Hemmers Eniporid

Freisetzung von LDH

• Laktatdehydrogenasewird bei Zellschädenfreigesetzt

• Maß für den Umfangdes Schadens

ATP Konzentrationen inVentrikelzellen

ATP Restkonzentrationist Maß für Grad derKontraktion

Morphologische Schäden

Auswertung• Kardioprotektive Wirkung der Nhe1-/- Mutation

während Ischämie und Reperfusion

• Nhe1 einziger pharmakologisch relevanter Transporter,da Eniporid bei WT vergleichbar zu Nhe1-/-

• Langzeit Hemmung des Nhe1 bewirkt keinesekundären Effekte, welche die kardioprotektiveWirkung behindern

Kommentar zur Arbeit

“NHE-1 and NHE-6 ActivitiesIschemic and Reperfusion Injury“

vonH.E. Cingolani, I.L. Ennis, S.M. Mosca

Reaktive Sauerstoffmoleküle spielenRolle bei Reperfusionsschaden

Erhöhte Konzentration aktiviert mitochondrialenPathway:

1. Proteinkinase phosphoryliert Nhe1Nhe1 Aktivität steigtReperfusionsschaden

Stimulation NA+-HCO3- Co-Transporter

Ansäuerung der ZelleReperfusionsschaden

Rolle der Mitochondrien

• Nhe-6 Isoform vermutlich in Mitochondrien• Cariporid blockiert Nhe-6 und Nhe-1 (strukturell

sehr ähnliche Transporter) Erhält Proton-Gradienten über Mito-Membran

ATP wird Erhalten

Gewährt der Nhe-6 Blockzusätzlichen Schutz??

Wiederspricht der ersten Studie!!

Erklärungsansätze

1. Nhe-1 ist auch Transporter der Mitochondrien(MNHE)

2. Genmanipulation hat ungewollt den MNHEmodifiziert unempfindlich gegenüber Ischämie

3. Nhe-1 Block erzeugt bereits maximal möglichenSchutz keine Verbesserung durch MNHE Block

Hoffnung auf neue Therapien beiIschämie?

• Positive Ergebnisse im Tierversuch mitNHE Blockern

• Klinische Studien mussten ohne Angabevon Gründen abgebrochen werden

Hoffnung ja!!

Weitere Forschung notwendig!!

Quellen

• Wang Y., Meyer J. W., Ashraf M., Shull E., “Mice With a Null Mutationin the NHE1 Na+-H+ Exchanger are Resistant to Cardiac Ischemia-Reperfusion Injury“; Circulation Research, P. 776-782, October 17,2003

• Cingolani H.E., Ennis I.L., Mosca S.M., “NHE-1 and NHE-6 Activities• Ischemic and Reperfusion Injury“; Circulation Research, P. 694-696,

October 17,2003