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Einleitung: Die Therapie mit Erythropoietin wird aufgrund des in Folge erhöhten Hämatokritwertes generell mit prothrombogenen Effekten und einem erhöhten Thromboserisiko assoziiert. Eigene in vitro und in vivo Untersuchungen zeigten nach chronischer Darbepoetin-α (DPO) Applikation, eines 3-fach länger wirksamen Erythropoietin-Derivates, jedoch eine reduzierte Thrombozytenaktivierbarkeit und keinen signifikanten Effekt auf die mikrovaskuläre Thrombusbildung. Ziel der vorliegenden Studie war es daher, den Einfluss von DPO auf die endotheliale Funktion genauer zu untersuchen und hierbei die Bedeutung von eNOS zu charakterisieren.

Material und Methoden: C57BL/6J Mäuse wurden für 4 Wochen mit DPO (1, 10 und 25 μg/kg KG sc, 1x/Woche) behandelt. Im Modell der Cremastermuskelpräparation (Ketamin/Xylazin-Anästhesie 90/25 mg/kg ip) wurde nach FeCl3 Superfusion die Kinetik der Bildung von mikrovaskulären Thromben mittels intravitaler Fluoreszenzmikroskopie quantitativ analysiert. Zusätzlich wurde die systemische Zirkulation der endothelialen Aktivierungsmarker sP-Selektin, sE-Selektin, sICAM und sVCAM mittels ELISA bestimmt. Die Expression von eNOS auf dem Endothel im Cremastermuskel wurde mittels Immunhistochemie und Western Blot Analysen untersucht. Zur Klärung der Bedeutung von eNOS in vivo wurden eNOS knock-out Mäuse (B6.129P2/Nos3; eNOS -/-) mit DPO (10 μg/kg KG sc, 1x/Woche) vorbehandelt und die mikrovaskuläre Thrombusbildung am Cremastermuskel analysiert. Mittelwert±SEM; Student´s t-Test bzw. Mann-Whitney U-Test.

Ergebnisse: Nach chronischer Vorbehandlung eNOS kompetenter Wildtyptiere mit 10 und 25 μg/kg DPO waren Hämatokrit (68 ± 4% vs. Kontrolle: 47 ± 0%; p<0.05), Hämoglobin-Konzentration (19.0 ± 1.6 g/dl vs. 13.6 ± 0.1 g/dl; p<0.05) und Retikulozytenanteil (6.5 ± 0.3% vs. 2.7 ± 0.2%; p<0.05) gegenüber Kontrolltieren signifikant erhöht. Des weiteren konnte mittels ELISA in den DPO-behandelten eNOS Wildtyptieren eine signifikante Reduktion von zirkulierendem sE-Selektin und sICAM-1 festgestellt werden. Immunhistochemie und Western Blot Analysen zeigten zusätzlich einen signifikanten Anstieg (p<0.05) der eNOS Expression nach chronischer DPO Behandlung. Gleichzeitig war nach Gabe von DPO kein Unterschied in der Kinetik der arteriolärer und venulärer Thrombusbildung bei eNOS Wildtyptieren im Vergleich zu unbehandelten Wildtyptieren zu beobachten. Im Gegensatz dazu fand sich bei unbehandelten eNOS -/- Tieren bereits eine geringfügig beschleunigte mikrovaskuläre Thrombusbildung gegenüber unbehandelten Wildtyp-Tieren. Die zusätzliche Vorbehandlung der eNOS -/- Tiere mit DPO führte zu einer signifikanten Beschleunigung der Ausbildung mikrovaskulärer Thrombosen im Vergleich zu DPO behandelten eNOS Wildtyp-Tieren.

Schlussfolgerung: Chronische Gabe von DPO führt zur Reduktion der Aktivierung von Thrombozyten und Endothelzellen. Diese Reduktion wird wohl über Hochregulation von eNOS vermittelt, was als kompensatorischer Mechanismus gegenüber der durch Erythropoese und Hämatokriterhöhung bedingten Prothrombogenität von DPO bzw. EPO interpretiert werden kann. Damit ist gezeigt, dass mit chronischer Gabe von EPO bzw. DPO nicht notwendigerweise ein erhöhtes thromboembolisches Risiko gegeben ist, solange eine adäquate eNOS Gegenregulation des Endothels im Sinne von Anti-Thrombogenität gewährleistet ist.