Proteinexpression der Aortenwand bei Patienten mit Aneurysma der Aorta ascendens in Abhängigkeit der Aortenklappenmorphologie

Abstract

Proteinexpression der Aortenwand bei Patienten mit Aneurysma der Aorta ascendens in Abhängigkeit der Aortenklappenmorphologie Hintergrund Das Vorkommen einer bicuspiden (BAV) oder unicuspiden (UAV) Aortenklappe wird mit dem gehäuften Auftreten von Aneurysmen der Aorta ascendens assoziiert. Damit einhergehende Komplikationen wie Aortendissektion oder -ruptur werden ebenfalls häufiger und in jüngerem Patientenalter beobachtet. Um einen Zusammenhang zwischen einer aberranten Aortenklappenmorphologie und der Ausbildung eines Ascendens-Aneurysmas zu klären, führten wir eine Analyse wichtiger Proteine der Aortenwand durch. Hierzu gehörten die endotheliale Stickstoffmonoxid-Synthase (eNOS) und der Transforming Growth Factor Beta 1 (TGF-β1).

Material und Methodik Während Operationen an der Aortenklappe oder Aorta ascendens wurde bei 36 Patienten intraoperativ Gewebeproben der Aorta ascendens gewonnen. Es wurden 12 Patienten mit tricuspider Aortenklappe (TAV), 12 Patienten mit BAV und 12 Patienten mit UAV eingeschlossen, von denen jeweils 50% eine Dilatation aufwiesen. Im Aortengewebe wurden die Proteinkonzentrationen von eNOS mittels Western Blot und von TGF-β1 mittels ELISA an verschiedenen Lokalitäten der Aortenwand bestimmt.

Ergebnisse Die Proteinkonzentration von eNOS war bei UAV und Dilatation etwas erhöht im Vergleich zu nicht-dilatierten Proben (p = 0,0597), nicht jedoch bei TAV (p = 0,6802). Bei nicht-dilatierter Aorta war eNOS bei BAV und UAV erniedrigt im Vergleich zu TAV (BAV p = 0,0021, UAV p = 0,0283). Die eNOS Expression zeigte keine lokoregionären Unterschiede oder Korrelationen zum Aortendiameter (alle p > 0,05). TGF-β1 zeigte bei Dilatation bei TAV eine erhöhte, bei BAV und UAV eine erniedrigte Proteinexpression im Vergleich zur nicht-dilatierten Aorta (TAV p = 0,0169, BAV p = 0,0002, UAV p = 0,0024). Bei dilatierter Aorta war TGF-β1 bei TAV in der Wurzel höher als in der tubulären Aorta (TA) (p = 0,0020). Bei Aneurysma und BAV oder UAV war die Proteinexpression in der Konkavität der Aorta höher als in der Konvexität (BAV p = 0,2671, UAV p = 0,0505). Die Proteinexpression zeigte sich im Aneurysma bei BAV und UAV erniedrigt im Vergleich zu TAV (BAV p = 0,0107, UAV p = 0,0003). Es bestand bei BAV und UAV eine negative Korrelation von TGF-β1 zum Aortendurchmesser (BAV p = 0,0011, UAV p = 0,0008).

Schlussfolgerung Die Entstehung eines Aneurysmas der Aorta ascendens bei fehlangelegter Aortenklappe scheint mit einer erhöhten Proteinexpression von eNOS und einer erniedrigten Proteinexpression von TGF-β1 einherzugehen. Unsere Analyse von TGF-β1 und eNOS zeigen unterschiedliche Muster bei TAV und BAV bzw. UAV bei vorliegender Dilatation. Diese Untersuchungen weisen darauf hin, dass bei fehlangelegter Aortenklappe eine andere Pathogenese der Ascendens-Aneurysmen als bei TAV zugrunde liegt.

Protein expression in the aortic wall in patients with ascending aortic aneurysm depending on aortic valve morphology Background Bicuspid (BAV) or unicuspid aortic valves (UAV) are associated with a high incidence of ascending aortic aneurysms. The involved complications such as aortic dissection or rupture appear more frequently and at a younger age. To test a relationship between an aberrant aortic valve morphology and the development of an ascending aortic aneurysm, we hypothesized that the analysis of proteins of the aortic wall would reveal differences. Endothelial nitric oxide synthase (eNOS) and Transforming Growth Factor Beta 1 (TGF-β1) appeared as potentially relevant. The aim of this study was to determine the expression of these proteins within the aortic wall.

Material and Methods During aortic valve or aortic surgery ascending aortic wall specimen of 36 patients were harvested. Of these, 12 patients had a tricuspid aortic valve (TAV), 12 patients had BAV and 12 patients had UAV. In each subgroup, 50% of patients had an aneurysm. We analyzed the protein expression of eNOS via Western Blot analysis and of TGF-β1 via ELISA at different regions of the aortic wall.

Results Protein expression of eNOS was elevated in UAV aortas when dilatation was present (p = 0.0597), which was not present in TAV aortas (p = 0,6802). In nondilated aortas eNOS was decreased in BAV and UAV compared to TAV (BAV p = 0.0021, UAV p = 0.0283). There were no regional differences of eNOS expression nor a correlation to the aortic diameter (all p > 0.05). TGF-β1 was increased in dilated TAV specimen, but decreased in dilated BAV or UAV aortas compared to nondilated aortas (TAV p = 0.0169, BAV p = 0.0002, UAV p = 0.0024). In dilated TAV aortas TGF-β1 expression in the aortic root was higher than in the tubular ascending aorta (TA) (p = 0.0020). Protein expression in dilated BAV or UAV aortas showed higher levels in the concavity compared to the convexity of the aorta (BAV p = 0.2671, UAV p = 0.0505). In dilated BAV and UAV aortas TGF-β1 expression was decreased when compared to TAV (BAV p = 0.0107, UAV p = 0.0003). In BAV and UAV aortas there was a negative correlation of TGF-β1 and the aortic diameter (BAV p = 0.0011, UAV p = 0.0008).

Conclusion Ascending aortic aneurysms in presence of a malformation of the aortic valve seem to be associated with an increased expression of eNOS and a decreased expression of TGF-β1. Our analysis of TGF-β1 and eNOS show different patterns in dilated TAV aortas and dilated BAV respectively UAV aortas. These examinations indicate an alternative pathogenesis of ascending aortic aneurysms in the case of a malformed aortic valve when compared to TAV.