Molekulare MRT-Bildgebung des koronaren Umbauprozesses nach stentinduzierter Verletzung mittels eines neuartigen, Elastin spezifischen Kontrastmittels im Tiermodell
Translated title:
MRI of Coronary Wall Remodeling in a Swine Model of Coronary Injury Using an Elastin-Binding Contrast Agent
Hintergrund: Die extrazelluläre Matrix spielt eine wichtige Rolle in der Pathogenese sowohl der Arteriosklerose als auch der In-Stent Restenose. Ein wesentlicher Anteil der extrazellulären Matrix ist Elastin. Degenerative Veränderungen der extrazellulären Matrix können zu instabilen Plaque führen, eine verstärkte Synthese hingegen zieht typischerweise ein Remodeling der Gefäßwand mit der Folge einer arteriellen Stenosierung oder der Ausbildung einer In-Stent Restenosierung nach Stent Implantation nach sich. Ziel dieser Studie war die Überprüfung der Durchführbarkeit einer magnetresonanztomographischen Darstellung von Gefäßumbauprozessen unter Verwendung eines neuartigen Elastin spezifischen Kontrastmittels (BMS 753951).
Methoden: An sechs Versuchsschweinen wurde eine Verletzung der Koronargefäße mittels endothelialer Denudation und Stent Implantation verursacht. Nach 27 Tagen wurden MRT Aufnahmen der Koronargefäße wurde vor und nach Gabe von Gadolinium-Diethylen-Triamin-Pentasäure (Gd-DTPA) durchgeführt. Zwei Tage später wurden die Aufnahmen nach Gabe von BMS 753951 wiederholt. Es wurde jeweils das Signal-zu-Rauschen Verhältnis sowie regionale Signalanhebung bestimmt.
Ergebnisse: Unter Verwendung von BMS 753951 zeigten sich starke Signalanhebungen im Bereich der Aorta, der Pulmonalarterien sowie in den Koronargefäßen mit induzierter Gefäßwandverletzung. In den Aufnahmen nach Gd-DTPA-Gabe zeigte zeigte sich keine verstärkte Signalanhebung. Im gestenteten Bereich zeigte sich ein dreifach erhöhtes Signal-zu-Rauschen Verhältnis verglichen mit den mittels Ballon überdehnten und den nativen Gefäßwandbereichen (21± 6 versus 7 ± 3 versus 6 ± 4; P<0.001). Es zeigte sich eine gute Korrelation zwischen den Bereiche der Signalanhebung und den histologischen Untersuchungen (R2=0.86, P<0.05).
Schlussfolgerung: Die Studie konnte zeigen, dass vaskulären Umbauprozessen im Rahmen einer nichtinvasiven Untersuchung mittels eines Elastin spezifischen MRT Kontrastmittels in einem Tiermodel der koronaren Gefäßwandverletzung darstellbar und quantifizierbar sind. Diese neuartige Methode könnte der Untersuchung des Gefäßstatus von Patienten mit Verdacht auf koronare Herzerkrankung dienen. Weitere Studien der Arteriosklerose im Tiermodel und sowie hinsichtlich degenerativen Erkrankungen der extrazellulären Matrix sind nun angezeigt.
Translated abstract:
Background—The extracellular matrix (ECM) plays an important role in the pathogenesis of atherosclerosis and in-stent restenosis. Elastin is an essential component of the ECM. ECM degradation can lead to plaque destabilization, whereas enhanced synthesis typically leads to vessel wall remodeling resulting in arterial stenosis or in-stent restenosis after stent implantation. The objective of this study was to demonstrate the feasibility of MRI of vascular remodeling using a novel elastin-binding contrast agent (BMS-753951). Methods and Results—Coronary injury was induced in 6 pigs by endothelial denudation and stent placement. At day 28, delayed-enhancement MRI coronary vessel wall imaging was performed before and after injection of gadolinium- diethylene triamine pentaacetic acid (Gd-DTPA). Two days later, DE-MRI was repeated after administration of BMS-753951. Contrast-to-noise-ratio and areas of enhancement were determined. Delayed-enhancement MRI with BMS-753951 caused strong enhancement of the aortic, pulmonary artery, and injured coronary artery walls, whereas Gd-DTPA did not. Delayed-enhancement MRI of the stented coronary artery with BMS-753951 yielded a 3-fold higher contrast-to-noise-ratio when compared with the balloon-injured and control coronary artery (21±6 versus 7±3 versus 6±4; P<0.001). The area of enhancement correlated well with the area of remodeling obtained from histological data (R2=0.86, P<0.05). Conclusions—We demonstrate the noninvasive detection and quantification of vascular remodeling in an animal model of coronary vessel wall injury using an elastin-specific MR contrast agent. This novel approach may be useful for the assessment of coronary vessel wall remodeling in patients with suspected coronary artery disease. Further studies in atherosclerotic animal models and degenerative ECM disease are now warranted.
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