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Die intrinsische Neugefäßbildung bei der in vivo Gewebezüchtung mittels arteriovenösem (AV) Loop Modell wird durch den Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) vermittelt und kann durch ein computergestütztes Verfahren untersuchunabhängig und kostengünstig analysiert werden
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Published: | September 10, 2013 |
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Einleitung: Bei der Neuzüchtung von Gewebe außerhalb des Körpers (ex vivo) ist insbesondere die Erzeugung eines definierten 3-dimesionalen Gefäßsystems, dass das generierte Gewebe zum einen von innen ernährt und gleichzeitig eine kaliberstarke mikrochirurgische Anschlussmöglichkeit bietet, bis heute nicht möglich.
Ziel: Ziel des Gesamtprojektes ist die in vivo Neuerzeugung eines zentral durchbluteten und transplantationsfähigen Gewebes bereits im Körper des Empfängers. Im dafür verwendetem AV Loop Modell der Ratte soll zum einen die Rolle des VEGF bei der Angiogenese geklärt und weiterhin eine untersucherunabhängige computergestützte Methode zur Quantifizierung der Neugefäßbildung etabliert werden.
Material und Methoden: Bei dem AV Loop Modell zur intrinsischen Vaskularisation wurde eine Vene zwischen das ortsständige arterielle und venöse System des Oberschenkels interponiert und als arteriovenöse Venenschleife in eine speziell dafür angefertigte subkutane und mit Fibringel gefüllte Teflonkammer überführt. Nach 15 Tagen in vivo wurde das entstandene Neugefäßsystem mit einem Farbstoff perfundiert, das Konstrukt explantiert und anschließend das Ausmaß der Angiogenese mit Hilfe eines eigens programmierten Algorithmus automatisch anhand von 2-dimensionalen Paraffinschnitte in verschiedenen Ebenen analysiert. VEGF wurde durch einen kommerziell erhältlichen Antikörper (Bevacizumab, 45 mg/kg KG) systemisch inhibiert.
Ergebnisse: Ohne Hinzugabe von wachstumsfördernden Substanzen zeigte sich nach Explantation eine starke Gefäßaussprossung in die Peripherie der Kammer mit Bildung eines 3-dimensionalen Gefäßnetzwerkes. Unter Inhibition von VEGF kam es zu einer annähernden Halbierung (p<0.05) sowohl der Anzahl als auch der Gesamtfläche der entstandenen Neugefäße. Der entwickelte Algorithmus zur vollständig computergestützten quantitativen Analyse der Gefäßneubildung konnte die Auswertungszeit auf ein Minimum reduzieren und wies darüber hinaus eine Überlegenheit hinsichtlich Präzision und Kosteneffizienz gegenüber der Analyse mittels Micro-CT auf.
Schlussfolgerung: Das AV Loop Modell könnte langfristig die Züchtung von Gewebe im Körper des Patienten ermöglichen, da es zum einen eine innere Blutversorgung als auch eine definierte mikrochirugische Anschlussmöglichkeit bietet. VEGF spielt bei der intrinsischen Vaskularisation hierbei eine entscheidende Rolle. Neue Verfahren zur computergestützten Analyse erleichtern die Untersuchung der Gefäßentwicklung und könnten die translationale Entwicklung hin zu einer Anwendung am Patienten weiter beschleunigen.