Was passiert während des Verkalkungsprozesses in Pseudoxanthoma Elasticum (GOCAPXE)

Pseudoxanthoma elasticum (PXE; OMIM 264800) ist eine autosomal-rezessiv vererbte Stoffwechselstörung, die durch die Fragmentierung und fortschreitende Verkalkung elastischer Fasern (Elastorrhexis) im Bindegewebe der Haut, der Bruchschen Membran der Netzhaut und des Gefäßsystems gekennzeichnet ist. PXE wird durch Mutationen im ABCC6-Gen (ATP-bindende Kassette, Subfamilie C, Mitglied 6) verursacht, das sich auf dem kurzen Arm von Chromosom 16 befindet und für einen Transmembrantransporter für ATP-bindende Anionen kodiert, der normalerweise in Leber und Niere exprimiert wird. Die Pathophysiologie von PXE, insbesondere der Mechanismus der ektopischen Mineralisierung, ist noch weitgehend unbekannt. PXE ist derzeit eine hartnäckige Krankheit, die mit erheblicher Morbidität und gelegentlicher Mortalität aufgrund von kardiovaskulären Komplikationen verbunden ist. Die Hauptsymptome der Krankheit sind gekennzeichnet durch unästhetische Hautfalten, zentrale Erblindung und kardiovaskuläre Komplikationen mit einer frühen und schweren peripheren arteriellen Verschlusskrankheit (pAVK) und Komplikationen in einem jüngeren Alter als die normale Bevölkerung. Leider sind histologische Studien durch die Verfügbarkeit von arteriellem Gewebe von Patienten begrenzt, aber es wurde gezeigt, dass sich Kalzium in der Mediaschicht der großen (d. h. Aorta, Halsschlagadern und Femur) und mittelgroße Gefäße (d.h. Radial- und Knöchelarterien) (ref). Die zugrunde liegende Pathophysiologie der arteriellen Verkalkung bei PXE bleibt jedoch unvollständig definiert, und es gibt derzeit keine wirksamen medizinischen Behandlungen, die in der Lage sind, ihren Verlauf zu ändern.

Es wurde keine Längsschnittstudie durchgeführt, um den Verkalkungsprozess bei PXE zu erklären. Da es sich bei PXE um eine systemische Stoffwechselerkrankung handelt, könnte eine niedriggradige Entzündung der Auslöser eines deregulierten Entzündungsauflösungsprozesses sein, der zu einer Verkalkung führte. Daher sind alternative Techniken erforderlich, um die Pathogenese und das Fortschreiten dieser Erkrankung zu untersuchen.

Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) in Kombination mit der Computertomographie (CT) ist ein nicht-invasives Bildgebungsverfahren, das die Identifizierung und Quantifizierung spezifischer biochemischer Prozesse innerhalb kleiner anatomischer Strukturen, wie z. B. der Gefäßwand, ermöglicht. Darüber hinaus zielen zwei gängige PET-Tracer auf Verkalkung und Entzündung ab, von denen angenommen wird, dass sie eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung der Krankheit spielen. 18F-Flurodesoxyglucose (18F-FDG) ist ein Glukose-Analogon, das von Glukose-Transportproteinen in Zellen aufgenommen wird und in den glykolytischen Stoffwechselweg eintritt. Nach dem anfänglichen Hexokinase-Schritt kann 18F-FDG-6-Phosphat nicht weiter metabolisiert werden und wird in Zellen eingeschlossen, die einen hohen Stoffwechselbedarf haben, wie z. B. Makrophagen. Die PET-Bildgebung unter Verwendung von 18F-FDG hat sich zu einem etablierten Mittel zur Quantifizierung von Gefäßentzündungen sowohl in der Aorta als auch in den Halsschlagadern entwickelt, die mit der Plaque-Makrophagen-Belastung und dem symptomatischen Status korrelieren. 18F-Natriumfluorid (18FNaF) ist ein alternativer PET-Tracer, der über einen Austauschmechanismus mit Hydroxylgruppen direkt in den freigelegten Knochenkristall (Hydroxylapatit) eingebaut wird. Es wird daher angenommen, dass es Bereiche mit neuartiger Verkalkung und Regionen mit Kalziumumbau erkennt und klinisch zum Nachweis von primären Osteoblastentumoren und Knochenmetastasen verwendet wird. In jüngerer Zeit haben Studien die 18F-NaF-Aufnahme als Marker für Verkalkung innerhalb atherosklerotischer Plaque beschrieben. Vor kurzem wurde der Verkalkungsprozess bei 4 PXE-Patienten unter Verwendung von 18NaF-PET/CT untersucht, wobei in den Femoralarterien ein erhöhtes 18NaF-Signal der Arterienwand auf ähnlichen Niveaus wie bei kortikalem Knochen gezeigt wurde. Der Mechanismus, der für die erhöhte osteoblastische Aktivität verantwortlich ist, die zu Arterienwandverkalkung bei PXE führt, bleibt jedoch unbekannt.

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In dieser Studie untersuchten die Forscher die Aufnahme von 18F-NaF und 18F-FDG in die Arterienwand und Haut von Patienten mit PXE mit drei Hauptzielen:

1. Besteht bei PXE-Patienten eine geringgradige Entzündung in Gefäßwand und Haut und könnte eine spezifische Stelle vorliegen?
2. Geht eine durch 18F-FDG quantifizierte geringgradige Entzündung in Gefäßwand und Haut dem durch 18F-NaF quantifizierten molekularen Verkalkungsprozess voraus?
3. Korrelieren niedriggradige Entzündungen und Knochenumbau umgekehrt mit dem Kalziumwert?