Degeneration biologischer Herzklappen in einem SOD3-Defizienz-Ratten-Modell

Während oxidativer Stress als Schlüsselelement der Pathogenese sowohl der Atherosklerose als auch der kalzifizierenden Aortenklappendegeneration identifiziert wurde, ist seine Rolle bei der Degeneration biologischer kardiovaskulärer Prothesen bislang unklar. Aus diesem Grund wurde in der vorliegenden Studie der Einfluss oxidativen Stresses auf die Degeneration kardiovaskulärer Allografts in einem standardisierten chronischen Implantationsmodell in genetisch modifizierten Ratten mit einer Superoxiddismutase-3-Defizienz (SOD3⁽⁻⁾; Funktionsverlust-Mutation) untersucht. SOD3⁽⁻⁾-Ratten (n = 24) wurden einer infrarenalen Implantation eines kryopräservierten klappentragenden Aortenkonduits unterzogen, während SOD-kompetente Empfängerratten als Kontrolle dienten (n = 28). Nach einer Beobachtungszeit von 4 oder 12 Wochen erfolgten vergleichende Analysen hinsichtlich degenerativer Prozesse und Hämodynamik sowie die Evaluation des Modells des oxidativen Stresses. SOD3⁽⁻⁾-Ratten zeigten eine verminderte Serum-SOD-Aktivität (p = 0,0079). Nach 12 Wochen imponierten 58 % der implantierten Aortenklappen in SOD3⁽⁻⁾-Ratten insuffizient (vs. 31 % in Kontrolltieren, p = 0,2377). Progrediente Intimahyperplasie und chondroosteogene Transformation trugen zu einer massiven Kalzifizierung der Grafts bei (p = 0,0024). Nach 12 Wochen zeigten sich Hydroxyapatitablagerungen (p = 0,0198) sowie die Genexpression von „runt-related transcription factor-2“ (RUNX2) (p = 0,0093) signifikant erhöht in der SOD3⁽⁻⁾-Gruppe. Die Resultate dieser Studie liefern erste In-vivo-Hinweise darauf, dass eine Beeinträchtigung der systemischen antioxidativen Aktivität zur Degeneration biologischer kardiovaskulärer Prothesen beiträgt.