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The role of vitamin C on oxidative stress of cardiac fibroblast in $in$-vitro setting mimicking healing conditions after infarcted myocardium
2024
Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2024
Genehmigende Fakultät
Fak10
Hauptberichter/Gutachter
;
Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2024-04-08
Online
URL: http://digitale-objekte.hbz-nrw.de/storage2/2024/06/08/file_20/9561672.pdf
Einrichtungen
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610
Kurzfassung
Die akuten Komplikationen, die mit Entzündungen, oxidativem Stress und der Produktion von ROS nach einem Myokardinfarkt zusammenhängen, sind bei den betroffenen Patienten am meisten gefürchtet und am häufigsten. Vitamin C ist ein starkes Antioxidans und ein wirksames Mittel zur Reduzierung des oxidativen Stresses nach einem Herzinfarkt. Die klinischen Studien lieferten jedoch widersprüchliche Ergebnisse. Daher wird ein besseres Verständnis der Auswirkungen von Vitamin C auf zelluläre und molekulare Prozesse bei Myokardischämie eine bessere therapeutische Strategie liefern, wie wir Vitamin C bei der Behandlung von Myokardinfarkten einsetzen können. In dieser Studie haben wir ein In-vitro-Modell entwickelt, um die molekularen Ereignisse zu untersuchen, die die Rolle von Vitamin C als ROS-Fänger beim Überleben von Fibroblasten nach einer Myokardverletzung betreffen, und wie dies die ROS-Bildung unter normalen und hypoxischen Bedingungen beeinflusst. Zu diesem Zweck verwenden wir verschiedene Beschichtungen als 2D-Gerüste, um die extrazelluläre Matrix zu verschiedenen Zeitpunkten nach einem Myokardinfarkt nachzuahmen: die Beschichtungen aus Fibronektin (Nachahmung der anfänglichen, provisorischen, fibronektinreichen Matrix in der Entzündungsphase), Kombination von Fibronektin mit Kollagen (Nachahmung des Übergangs zwischen der provisorischen und reifen extrazellulären Matrix in der Proliferationsphase) und Kollagen (Nachahmung der reifen, kollagenreichen extrazellulären Matrix in der Heilungs-/Reifungsphase). Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine niedrigere Vitamin-C-Dosis wirksamer sein und einen stärkeren positiven Effekt auf oxidativen Stress haben könnte als eine höhere Vitamin-C-Dosis. Eine Konzentration von 10 μg/ml Vitamin C hat die geeignetste stimulierende Wirkung auf das mitochondriale Atmungsprofil. Vitamin C mit 10 μg/ml reduziert die Expressionsniveaus von tROS und mROS bei profibrotischen Erkrankungen unabhängig von der Beschichtungszusammensetzung, was zeigt, dass Vitamin C den oxidativen Stress nach einem Myokardinfarkt reduzieren kann. Zusammenfassend zeigt unsere Studie, dass die Wirkung von Vitamin C auf Myokardinfarkte eng mit der verabreichten Dosis zusammenhängt, was wahrscheinlich eine intensivere und detailliertere pharmakologische Untersuchung erfordert, um eine ordnungsgemäße Übertragung auf die klinische Umgebung zu ermöglichen.The acute complications which are related to inflammation, oxidative stress and ROS production after myocardial infarction are the most feared and common in the affected patients. Vitamin C is an powerful antioxidant as a potent agent to be used to reduce the oxidative stress after myocardial infarction. However, the clinical trials provided contradictory results. Therefore, a better understanding of effects of vitamin C on cellular and molecular processes in myocardial ischemia will provide a better therapeutical strategy how we can use the vitamin C in the treatment of myocardial infarction. In this study, we have designed an in vitro model to investigate the molecular events involving the role of vitamin C as a ROS scavenger in fibroblasts survival after myocardial injury and how this influences the ROS formation in normal and hypoxic conditions. We use for this purpose different coatings as 2D-scaffolds to mimic the extracellular matrix at different time-points after myocardial infarction: the coatings of fibronectin (mimicking the initial, provisional, fibronectin-rich matrix in inflammatory phase), combination of fibronectin with collagen (mimicking the transition between the provisional and mature extracellular matrix in proliferation phase), and collagen (mimicking the mature, collagen-rich extracellular matrix in healing/maturation phase), respectively. Our results demonstrate that lower dosis of vitamin C could be more potent and have a higher positive effect on oxidative stress as higher dosis of vitamin C. A concentration of 10 μg/mL of vitamin C has the most suitable stimulating effects on mitochondrial respiration profile. Vitamin C with 10 μg/mL reduces the expression levels of tROS and mROS in profibrotic conditions regardless of coating composition, demonstrating that vitamin C may reduce oxidative stress post-myocardial infarction. In conclusion, our study demonstrates that the effect of vitamin C on myocardial infarction is strictly related to the administrated dosis, which will require probably more intense and detailed pharmacological investigation for a proper translation to the clinical setting.
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Table of contents
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis
Format
print
Sprache
English
Externe Identnummern
HBZ: HT030727634
Interne Identnummern
RWTH-2024-04022
Datensatz-ID: 984406
Beteiligte Länder
Germany
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