Effekt der selektiven Hemmung der induzierbaren NO-Synthase (iNOS) in einem experimentellen Model der Pulmonalen Hypertonie

Abstract

Die Rolle der verschiedenen Stickstoffmonoxidsynthasen (NOS) in der Pathogenese der Pulmonalen Hypertonie wird kontrovers diskutiert. Insbesondere die Rolle der induzierbaren NO-Synthase (iNOS oder NOS2) ist wenig untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgten Untersuchungen in einem etablierten experimentellen Modell der Pulmonalen Hypertonie durch Injektion des Alkaloids Monocrotalin in der Ratte. In diesem klinisch relevanten Modell der PH konnte eine signifikant erhöhte Expression der iNOS beobachtet werden. Durch Einsatz des oral verfügbaren selektiven iNOS Inhibitors L-N6-(iminoethyl)-lysin (L-NIL) sollte dessen therapeutischer Nutzen und die Wirkung einer spezifischen iNOS Hemmung untersucht werden. Ratten erhielten 14 Tage nach s.c. Injektion von 60 mg/Kg MCT entweder Placebo oder L-NIL im Trinkwasser über einen Zeitraum von 14 Tagen. Tiere der Therapie-Gruppe zeigten eine signifikante Reduktion des rechtsventrikulären Drucks (p<0,01 vs MCT) und der Herzratio als Ausdruck einer verminderten Rechtsherzhypertrophie (p<0,05 vs MCT).Interessanterweise konnte durch 14-tägige Behandlung mit L-NIL die zunächst durch MCT erniedrigte Expression von eNOS um 43 % erhöht werden (p<0,01 vs MCT). Western Blot Analysen der neuronalen NO-Synthase zeigten eine stark vermehrte Expression nach L-NIL Therapie. Die Ergebnisse dieser Arbeit deuten darauf hin, dass die iNOS, eine entscheidende Rolle in der Progression der Erkrankung spielt. Zum ersten Mal erfolgte die kontinuierliche und perorale in vivo Anwendung eines selektiven iNOS Inhibitors in diesem Tiermodell. Die in dieser Studie gezeigte, partielle Wiederherstellung der durch MCT eingeschränkten eNOS Expression durch selektive iNOS Hemmung legt nahe, dass spezifische iNOS-Hemmung einen therapeutischen Ansatz zur Behandlung der Pulmonalen Hypertonie darstellen könnte. The role of the nitric oxide system including the different nitric oxide synthases in pulmonary hypertension is unclear and conflicting data have been presented. In this study we characterized the expression of the different nitric oxide synthase (NOS) isoforms in an established model of experimental pulmonary hypertension induced by injection of the alkaloid monocrotaline in rats. Significant elevation of the expression of inducible NOS (iNOS or NOS2) was noted 4 weeks after injection of 60mg/kg MCT. In order to identify a possible therapeutic potential of selective iNOS inhibition, the isoform selective iNOS Inhibitor L-NIL (L-N6-(iminoethyl)-lysin) was administered orally to rats 14 days after s.c. injection of MCT for the duration of 14 days. Rats that underwent treatment with L-NIL showed significant reduction of right ventricular systolic pressure (p<0,01 vs MCT) and right to left ventricle plus septum ratio (p<0,05 vs MCT) as marker of right heart hypertrophy as compared to placebo treated animals. Interestingly, expression of the endothelial NOS (eNOS or NOS3) was partially restored after L-NIL therapy as compared to reduced NOS3 expression in the MCT group (p<0,01 vs MCT). Western blot analysis of neuronal NO-Synthase (nNOS or NOS1) showed a significant increase in the expression upon treatment with L-NIL. The results of this study indicate that NOS2 plays an important role in the progression of MCT induced PH. For the first time, selective inhibition of NOS2 was performed in vivo by continuous oral administration of L-NIL. The partial restoration of impaired NOS3 expression by selective inhibition of NOS2 in this study could point to a new therapeutic approach for the treatment of pulmonary hypertension.