Verminderte Apoptose als Pathogenesefaktor der intimalen Hyperplasie humaner Arterioskleroseläsionen

Zusammenfassung

Die Restenosierung bleibt ein wesentliches Problem nach rekonstruktiven Gefäßeingriffen. Als zugrundeliegende Pathogenesemechanismen sind die Proliferation glatter Muskelzellen, extrazelluläre Matrixbildung und Remodellierungsprozesse akzeptiert. Verminderter programmierter Zelltod (Apoptose) könnte ebenfalls zur Restenosierung beitragen, indem die Überlebenszeit intimaler Zellen verlängert wird mit der Folge von Zell-Akkumulierung und der Entstehung hyperplastischer Läsionen. Die Ziele der vorliegenden Studie waren (i) Zelltod zu identifizieren, (ii) dabei Apoptose von Nekrose zu unterscheiden und zu quantifizieren sowie (iii) Restenose- mit Primärstenoseläsionen zu vergleichen. Zu diesem Zweck wurden humane Atherektomieproben von 25 Primär- und 14 Restenoseläsionen koronarer und peripherer Herkunft mittels TUNEL-Test (TdT-mediated dUTP Nick End Labeling; Nachweis von Zelltod durch Detektion fragmentierter DNA) untersucht und zusätzlich mit Transmissionselektronenmikroskopie und Morphometrie analysiert. Intimale Hyperplasie korrelierte mehr mit Re- als mit Primärstenoseherkunft und war dabei auf eine erhöhte Dichte an glatten Muskelzellen zurückzuführen (mittlere Zelldichten: 649 vs. 219 Zellen/mm²; p < 0,001). Als wesentlicher Befund dieser Studie zeigte hyperzelluläres Restenosegewebe weniger TUNEL⁺-Zellen als hypozelluläre Plaques (14% vs. 27%; p < 0,05). Ultrastrukturelle Untersuchungen wiesen hier interessanterweise einen signifikant geringeren Anteil intimaler Plaquezellen, insbesondere glatter Muskelzellen, mit distinkten morphologischen Merkmalen für Apoptose aus (3% vs. 13%; p < 0,001). Bei der Inzidenz von Nekrosen war dagegen kein Unterschied zwischen beiden Plaquetypen erkennbar (0,13 vs. 0,12 Nekrosen/Zelle; p = 0,49). Damit weisen unsere Daten auf die Apoptose und nicht die Nekrose als zugrundeliegende Zelltodform hin mit Unterschieden zwischen beiden Läsionstypen bei signifikant verminderter Apoptose in zellreichen Restenosen. Die vorliegenden Befunde legen nahe, daß verminderte Apoptose einen wichtigen Regulationsmechanismus darstellt, der zu intimaler Hyperplasie führt, wie üblicherweise in humanen Restenosen nach Angioplastie nachweisbar.

Summary

Restenosis remains a persistend problem following intravascular reconstruction. Smooth muscle cell proliferation, extracellular matrix production and remodeling are accepted mechanisms of restenotic lesion formation. Decreased programmed cell death (apoptosis) may also contribute to restenosis by prolonging the life span of intimal cells, with their subsequent accumulation and development of hyperplastic lesions. The objectives of the present study were as follows: i) to identify cell death, ii) to distinguish and quantify apoptosis from necrosis, and iii) to compare restenotic with primary lesions. To this end, human atherectomy specimens from 25 primary and 14 restenotic coronary and peripheral lesions were studied by TUNEL test (TdT-mediated dUTP Nick End Labeling; detection of cell death by the presence of fragmented DNA), transmission electron microscopy and morphometric analysis. Intimal hyperplasia was more consistent with restenosis than with primary lesion origin, and was mainly attributed to increased smooth muscle cell density (649 vs. 219 cells/mm²; p < 0.001). The main finding of the present study is that hypercellular restenotic tissue contains fewer TUNEL⁺ cells than hypocellular plaques (14% vs. 27%; p < 0.05). Most importantly, ultrastructural evaluation revealed a markedly reduced portion of intimal plaque cells, especially smooth muscle cells exhibiting distinct morphologic signs of apoptosis (3% vs. 13%; p < 0.001). In contrast, incidence of necroses did not differ between both lesion types (0.13 vs. 0.12 necroses/cell; p = 0.49). Thus, our data indicate apoptosis and not necrosis to be the crucial cell death form to account for the apparent discrepancy found in both lesion types with reduced apoptosis in cell-rich restenoses. The findings of the present study suggest that decreased apoptosis is an important regulatory mechanism ultimately leading to intimal hyperplasia as commonly found in human restenosis post angioplasty.