15. PETN-Expertentreffen Effekte einer in vivo Behandlung mit PETN vs. ISMN bei Angiotensin-II induziertem oxidativen Stress in Ratten Matthias Oelze1, Swenja Schuhmacher1, Philip Wenzel1, Thomas Jansen1, Dirk Stalleicken2, Huige Li3, Falk Mäthner1, Jens Kamuf1, Luise Sydow1, and Thomas Münzel1 and Andreas Daiber1 1Universitätsklinikum Mainz, II. Med. Klinik, Abteilung für Molekulare Kardiologie, Mainz 2Actavis Deutschland GmbH, Langenfeld 3Johannes Gutenberg Universität, Institut für Pharmakologie, Mainz 15. PETN-Expertentreffen Hamburg, 3./ 4. October 2008 Mit freundlicher Unterstützung von Actavis Deutschland GmbH

Hintergrund II: chronische Angiotensin-II Behandlung führt zu… Starkem Gewichtsverlust Anstieg der NADPH-Oxidase Aktivität Oxidativem Stress NOS-Entkopplung Endothelialer Dysfunktion Stark erhöhtem Blutdruck

Hintergrund I: PETN induziert keine Nitrat- und cross-Toleranz Wenzel, Oelze et al, . Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2007

Fragestellung I. Zeigt eine Therapie mit PETN positive Effekte in einem Tiermodel der Angiotensin-II (AT-II) induzierten Hypertonie II. Welche Effekte entstehen dazu im Vergleich bei einer Therapie mit Isosorbit-5-mononitrat (ISMN)

Tiermodel Männliche Wistar Ratten (230-250 g) Behandlung mit AT-II (1 mg/kg/d) allein oder zusammen mit PETN (15 mg/kg/d) oder ISMN (75 mg/kg/d) über subcutane osmotische Minipumpen für 7 Tage Kontroll-Pumpen mit dem entsprechenden Lösungsmittel (DMSO für Nitrate bzw. 0,9% NaCl für AT-II)

Ergebnisse: Gewichtsveränderungen nach 7 Tagen Behandlung Ctr AT-II AT-II AT-II DMSO DMSO +PETN +ISMN * *+ P < 0,05: * vs. Ctr/DMSO + vs. AT-II/DMSO

Ergebnisse: Mitochondriale ROS und NADPH-Oxidase Aktivität im Herz *# *# *# *# * by L-012 ECL [counts/min] Mitochondrial ROS by Lucigenin 5 µM ECL [counts/min] NADPH-oxidase activity Ctr AT-II AT-II AT-II DMSO DMSO +PETN +ISMN P < 0,05 * vs. Ctr/DMSO # vs. AT-II + PETN

Ergebnisse: Mitochondriale ROS und NADPH-Oxidase Aktivität im Herz * vs. Ctr/DMSO # vs. AT-II +PETN

Ergebnisse: Superoxid-Produktion in der Aorta *# *# * * * [counts/min/mg] IOD [arbitrary units] P < 0,05 * vs. Ctr/DMSO # vs. AT-II + PETN Ctr AT-II AT-II AT-II DMSO DMSO +PETN +ISMN

Ergebnisse: Hämoxygenase-1 mRNA und Protein Expression in der Aorta HO-1 mRNA Ctr AT-II AT-II AT-II DMSO DMSO +PETN +ISMN * *# a-Actinin - HO-1 - kDa 100 32 HO-1 Protein * * # mRNA Expression (Fold change) Ctr AT-II AT-II AT-II DMSO DMSO +PETN +ISMN P < 0,05: * vs. Ctr/DMSO # vs. AT-II +PETN

Ergebnisse: Protein Expression in der Aorta * eNOS Ctr AT-II DMSO DMSO a-Actinin - eNOS - P < 0,05: * vs. Ctr/DMSO

Ergebnisse: Protein Expression in der Aorta * eNOS Ctr AT-II AT-II AT-II DMSO DMSO +PETN +ISMN eNOS - a-Actinin - P < 0,05: * vs. Ctr/DMSO; # vs. AT-II +PETN

Ergebnisse: Protein Expression in der Aorta * eNOS Ctr AT-II AT-II AT-II DMSO DMSO +PETN +ISMN eNOS - a-Actinin - GTP-CH-1 - a-Actinin - DHFR - a-Actinin - DHFR *# * # GTP-CH-1 * # P < 0,05: * vs. Ctr/DMSO; # vs. AT-II +PETN

Ergebnisse: eNOS Entkopplung DHE-staining ± L-NAME

Ergebnisse: Endothel-abhängige und -unabhängige Gefäßfunktion % relaxation

Ergebnisse: PETN vs. ISMN in Spontan Hypertensiven Ratten (SHR) Endothel-abhängige (ACh) und –unabhängige (GTN) Gefäßfunktion

Ergebnisse: PETN vs. ISMN in Spontan Hypertensiven Ratten (SHR) Aortic superoxid production [counts/min/mg] Lucigenin [5µM] derived CL *# * P < 0,05: * vs. Ctr/DMSO # vs. AT-II +PETN

Ergebnisse: PETN vs. ISMN in Spontan Hypertensiven Ratten (SHR) Aortic superoxid production

Zusammenfassung Im Gegensatz zu ISMN normalisiert PETN teilweise die Gefäßfunktion und unterdrückt oxidativen Stress in verschiedenen Tiermodellen der Hypertonie PETN potenziert (tendenziell) und ISMN reduziert die HO-1 Expression PETN Co-Therapie unterdrückt eine NOS-Entkopplung und steigert die Expression von GTP-CH-1 und DHFR

Schlussfolgerung Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit Im Gegensatz zu ISMN zeigen sich in verschiedenen Tiermodellen der Hypertonie positive Effekte von PETN, die sich über eine Aktivierung von antioxidativen Mechanismen sowie einer damit verknüpften Aufrechterhaltung der Nitratwirkung erklären lassen könnten. Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit