Bildgebende Abstoßung von Nierentransplantaten mit Ferumoxytol-verstärkter Magnetresonanz

Bei Kindern mit Nierentransplantation ist die immunologisch vermittelte Abstoßung die Hauptursache für das Versagen des Allotransplantats. Somit hängt der therapeutische Erfolg von Nierentransplantationen stark von der Fähigkeit ab, eine Abstoßung sowohl in der akuten als auch in der chronischen Phase nach der Transplantation zu vermeiden. Bei nierentransplantierten Kindern werden derzeit in den ersten zwei Jahren nach der Transplantation zusätzlich zu den Biopsien, die zur Untersuchung der Verschlechterung der Nierenfunktion erforderlich sind, mindestens drei Routinebiopsien (Protokollbiopsien) durchgeführt. Diese Biopsien sind invasiv und erfordern fast immer eine Vollnarkose, was Angst und Stress bei den Patienten und ihren Eltern sowie erhebliche Kosten für unser Gesundheitssystem verursacht. Derzeit gibt es kein nicht-invasives diagnostisches Instrument, das in der Lage wäre, eine Abstoßung in vivo nachzuweisen. Daher ist das Ziel dieser Studie die Entwicklung eines nicht-invasiven bildgebenden Tests für den in vivo-Nachweis einer Nierentransplantatabstoßung. Die Forscher schlagen vor, dieses Ziel zu erreichen, indem sie die Makrophagen-Infiltration in Nierentransplantaten mit Eisenoxid-Nanopartikel-verstärkter MR-Bildgebung nachweisen. Makrophagen spielen eine wichtige Rolle bei der Transplantatabstoßung. CD68-positive Makrophagen machen etwa 50 % der infiltrierenden Leukozytenpopulation bei der Abstoßung eines renalen Allotransplantats aus, sie lokalisieren gemeinsam mit Bereichen mit Gewebeschädigung und Fibrose und sind bei schwereren Formen der Abstoßung vorherrschend. Die Forscher gehen von der Hypothese aus, dass die durch Eisenoxid-Nanopartikel verstärkte MR-Bildgebung Unterschiede in der Makrophagen-Infiltration in Nieren-Allotransplantaten erkennen kann, die eine Abstoßung erleiden, im Gegensatz zu Allotransplantaten ohne signifikante Abstoßung. Diese Hypothese basiert auf den biophysikalischen Eigenschaften von intravenös injizierten superparamagnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln, die von Gewebemakrophagen phagozytiert werden und starke Signaleffekte auf MR-Bildern verursachen.

Die spezifischen Ziele der Studie sind die folgenden:

Ziel Nr. 1. Technische Entwicklung einer Quantitative Susceptibility Mapping (QSM)-Sequenz für den in vivo MRT-Nachweis und die Quantifizierung von mit Eisenoxid-Nanopartikeln markierten Makrophagen. Dieses Ziel wird sich auf die technische Entwicklung von Quantitative Susceptibility Mapping (QSM) konzentrieren, einer neuartigen MR-Imaging-Pulssequenz, die wird verwendet, um die Gewebekonzentration von freiem Ferumoxytol und Ferumoxytol in Makrophagen in Nieren-Allotransplantaten genau zu quantifizieren. Basierend auf Pulssequenzoptimierungen von Phantomen mit bekannten Konzentrationen an freiem und zellgebundenem Eisen erwarten wir, mit der QSM-MRI-Methode genaue Schätzungen der Gewebeeisenkonzentrationen und Makrophagen zu generieren.

Ziel Nr. 2. Erkennung von Abstoßungsreaktionen in Nieren-Allotransplantaten mit Ferumoxytol-unterstützter MRT. Die Forscher gehen davon aus, dass Ferumoxytol Makrophagen in Nieren-Allotransplantaten nachweisen und quantifizieren kann, basierend auf der Beobachtung, dass Eisenoxid-Nanopartikel von Makrophagen in bösartigen Tumoren aufgenommen werden können. Die Forscher werden die Fähigkeit von Ferumoxytol zur Kartierung von Makrophagenmengen in Nieren-Allotransplantaten mit histopathologischer Korrelation bewerten. Wir erwarten eine signifikant höhere Verstärkung von Ferumoxytol-MRT und Makrophagenmengen in zurückgewiesenen Allotransplantaten im Vergleich zu nicht zurückgewiesenen Allotransplantaten.