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type: doctoralThesis
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creators_name: Lont, Sebastian Alexander
title: Thrombozyten CD40-Ligand induzierte 
Endothelzellen-Monozyten Interaktion an 
Prädilektionsstellen für die Atherosklerose
title_en: Thrombocyte CD40-ligand induced endothelial cell-monocyte interaction at atherosclerosis predilection sites
subjects: ddc-570
divisions: i-140001
divisions: i-53200
adv_faculty: af-05
abstract: Durch die gesteigerte Lebenserwartung in Industrienationen werden in 
fortgeschrittenem Alter auftretende Krankheiten wie die koronare 
Herzkrankheit immer prävalenter. Ihr zugrunde liegt die Atherosklerose, bei der 
die Rekrutierung von Monozyten an Prädilektionsstellen für die Entstehung von 
atherosklerotischen Plaques, z.B. an Gefäßbiegungen und -verzweigungen, zu 
einer zunehmenden Stenosierung des Gefäßlumens führt. Sowohl bei der 
Monozytenrekrutierung als auch bei der in der Gefäßwand auftretenden 
Entzündung spielen CD40-Rezeptor- und CD40-Ligand-Interaktionen eine 
wichtige Rolle. In dieser Arbeit wird deshalb der Frage nachgegangen, ob eine 
vermehrte endotheliale CD40-Expression an den Atherosklerose-Prädilektionsstellen für die Rekrutierung und Aktivierung von Monozyten in der Frühphase 
der Atherosklerose verantwortlich ist. 
Hierfür wurde zunächst eine ApoE-Knockout-Mauslinie mit Tamoxifeninduzierter Depletion von endothelialem CD40 generiert, bei der das Voranschreiten der Plaqueentwicklung in der Frühphase der Atherosklerose mittels 
Ultraschallbildgebung und Oil Red O-Färbung quantifiziert werden sollte. 
Aufgrund der fehlenden Verifizierbarkeit des endothelialen CD40-Knockout
wurde mit einem humanen in vitro-Modell der Gefäßverzweigung, dem ibidi 
Y-Slide, das Adhäsionsverhalten von fluoreszenzfarbstoffgefärbten Monozyten 
an Endothelzellen via Thrombozyten-besetzten ultra-langen von-WillebrandFaktor (ULVWF)-Multimeren mittels Fluoreszenzmikroskopie untersucht. Dabei 
wurde nach Zugabe von löslichem sCD40-Ligand (sCD40L) eine signifikante 
Zunahme der ULVWF-Multimer-Freisetzung und Monozytenadhäsion im Bereich 
der Verzweigung festgestellt. 
Diese Ergebnisse konnten in einem neuartigen murinen ex vivo-Perfusionsmodell der A. carotis Verzweigung reproduziert werden. Dazu wurden isolierte 
und fluoreszenzfarbstoffgefärbte murine Monozyten und Thrombozyten durch 
eine isoliert perfundierte Verzweigung der A. carotis communis der Maus
perfundiert, die im Anschluss mittels Fluoreszenzmikroskopie analysiert wurde. 
Zusätzlich zeigte sich in diesen Versuchen, dass in Gefäßen von ApoE-Knockout
Mäusen nach sCD40L-Stimulation hoch signifikant zehnmal mehr Monozyten 
adhärieren als in nicht-stimulierten Gefäßen dieser Tiere. Gegenüber stimulierten Gefäßen von Wildtyp, CD40-Knockout und vWF-Knockout Mäusen war 
die Adhäsion der Monozyten um den Faktor vier gesteigert. Somit konnte sowohl 
in einem humanen wie murinen ex vivo-Perfusionsmodell die CD40-Abhängigkeit 
der ULVWF-Multimer-Freisetzung und Monozytenadhäsion im Bereich einer 
klassischen Atherosklerose-Prädilektionsstelle nachgewiesen werden.
Dieses neuartige ex vivo-Perfusionsmodell der Gefäßverzweigung stellt somit
eine interessante Methode zur Untersuchung des Adhäsionsverhalten von 
Monozyten dar und könnte helfen die komplexen pathophysiologischen 
Vorgänge in der Frühphase der Atherosklerose besser zu verstehen.
abstract_translated_text: The ever-increasing life expectancy in industrial nations leads to an increased 
occurrence of age-related diseases like ischemic heart disease. Atherosclerosis is 
the underlying cause where monocytes are recruited to plaque predilection sites, 
e.g. at vessel curvatures and bifurcations, leading to increased stenosis of the 
vessel lumen. CD40 receptor and CD40 ligand interactions play an important role
in monocyte recruitment as well as in inflammation of the vessel wall. The aim of 
this project therefore is to investigate, if an increased endothelial CD40 
expression at atherosclerosis predilection sites is responsible for the 
recruitment and activation of monocytes in the early phase of atherosclerosis. 
For this purpose, an inducible transgenic ApoE knockout mouse model with 
tamoxifen-induced endothelial cell-specific depletion of CD40 was generated. 
Using this model, it was planned to quantify plaque development and 
progression in the early phase of atherosclerosis by means of high-resolution 
ultrasound imaging and oil red O staining.
Because it was not possible to verify the specific depletion of CD40 in the 
endothelial cells, a human in vitro vessel bifurcation model, the ibidi Y-Slide, was 
used to investigate the adhesion behaviour of fluorescent dye stained monocytes 
to endothelial cells via platelet-decorated ultra-large von Willebrand factor 
(ULVWF) multimers by means of fluorescence microscopy. Thereby, a significant 
increase of ULVWF multimer release and monocyte adhesion in the vicinity of 
the bifurcation was detected. 
These findings could be reproduced in a novel murine ex vivo perfusion model.
Herein the isolated A. carotis communis with the following bifurcation into the A. 
carotis interna and A. carotis externa was perfused with isolated and fluorescent 
dye labelled murine monocytes and platelets, and subsequently analysed by way 
of fluorescence microscopy. In addition, a highly significant ten-fold increase in 
monocyte adhesion within vessels of ApoE knockout mice could be observed 
after stimulation with soluble CD40 ligand. In comparison to stimulated vessels 
of wild type, CD40 knockout and vWF knockout mice the increase in monocyte 
adhesion was fourfold. Thus, the CD40 dependency of ULVWF multimer release 
and monocyte adhesion at a classical atherosclerosis predilection site could be 
demonstrated in a human as well as in a murine perfusion model. 
This novel ex vivo bifurcation perfusion model represents an interesting method 
for investigating monocyte adhesion behaviour and could assist in improving the 
understanding of the complex pathophysiological processes in the early phase of 
atherosclerosis.
abstract_translated_lang: eng
date: 2019
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00025782
ppn_swb: 1655128191
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-heidok-257823
date_accepted: 2018-12-19
advisor: HASH(0x55de57afe4f8)
language: ger
bibsort: LONTSEBASTTHROMBOZYT2019
full_text_status: public
place_of_pub: Heidelberg
citation:   Lont, Sebastian Alexander  (2019) Thrombozyten CD40-Ligand induzierte Endothelzellen-Monozyten Interaktion an Prädilektionsstellen für die Atherosklerose.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/25782/1/Dissertation%20Sebastian%20Lont.pdf