Intrarenale Mikrovaskulatur bei ADPKD

Eine intakte intrarenale Mikrozirkulation ist für die Aufrechterhaltung einer normalen Nierenfunktion von entscheidender Bedeutung, und es ist bekannt, dass mikrovaskuläre Dysfunktion, Schädigung und Verlust zum Rückgang der Nierenfunktion beitragen. Es wurde vorgeschlagen, dass bei ADPKD ein umfangreicher Gefäßumbau eine wichtige Rolle bei seinem Fortschreiten spielt. Mikrovaskuläre Analysen bei Nagetieren und Menschen mit ADPKD wurden jedoch aufgrund der invasiven Natur und zusätzlicher Einschränkungen der derzeit verfügbaren Techniken ex vivo oder in vitro und an Nieren durchgeführt, die zum Zeitpunkt des Nierenversagens entfernt wurden. Eine nicht-invasive und direkte Methode zur Beurteilung der intrarenalen Mikrovaskulatur wird benötigt, um die Früherkennung zu verbessern und das Fortschreiten mikrovaskulärer Veränderungen zu messen und den Erfolg therapeutischer Ansätze zu überwachen.

Gegenwärtige Bildgebungsmodalitäten, wie Mikrocomputertomographie, Magnetresonanztomographie und kontrastverstärkter Ultraschall, haben versucht, eine nicht-invasive Beurteilung der intrarenalen Mikrovaskulatur in vorklinischen Modellen von Nierenerkrankungen bereitzustellen. Jede dieser Modalitäten weist jedoch wichtige Einschränkungen bei der Übertragung auf den Menschen auf, darunter hohe Kosten, lange Bildgebungszeiten, Verwendung nephrotoxischer Kontrastmittel, Strahlenbelastung, geringe räumliche Auflösung und schlechte Reproduzierbarkeit.

Superauflösungs-Ultraschall (SRU)-Bildgebung gehört zu den sich am schnellsten entwickelnden Bildgebungstechniken, die eingeführt wurden, um die Begrenzung der inhärenten räumlichen Auflösung von Ultraschall zu überwinden. Mit der Verwendung von nicht nephrotoxischen Kontrastmikrobläschen zum Durchbrechen der Beugungsgrenze von Ultraschall und der Einführung der Ultraschalllokalisierungsmikroskopie, die Bildgebung mit ultraschneller Bildrate verwendet, um ein superaufgelöstes zusammengesetztes Bild zu rekonstruieren, hat SRU ein Paradigmenwechsel-Werkzeug für strukturelle und Funktionsbewertung von Gewebe-Mikrovaskulatur. Allerdings stellen In-vivo-Bildgebung beim Menschen und Nierenbildgebung erhebliche Herausforderungen in Bezug auf die Tiefe der Organe (was zu Ultraschallsignalen mit einem niedrigeren Signal-Rausch-Verhältnis führt) und physiologische und durch den Bediener induzierte Bewegungen (was die verfügbare Datenakkumulationszeit verringert). Unser Team hat kürzlich fortschrittliche Filter- und Mikrobläschenlokalisierungs- und Verfolgungstechniken implementiert, um diese Einschränkungen zu überwinden, die nur Mikrobläschensignale extrahieren und das Zentrum jeder Mikroblase aus den extrahierten Signalen zuverlässig lokalisieren.

Das allgemeine Ziel der Forscher besteht darin, die Verwendung von SRU-Bildgebung in Verbindung mit fortschrittlichen Nachbearbeitungstechniken einzusetzen und zu bewerten, um die intrarenale Mikrovaskulatur bei Patienten mit früher ADPKD und gesunden Freiwilligen zu beurteilen.

Die Teilnehmer dieser Studie erhalten einen Nieren-Ultraschall zur Bestimmung intrarenaler mikrovaskulärer Parameter und ein abdominales MRT zur Bestimmung des Gesamtnierenvolumens (TKV) des Patienten und zusätzlicher vaskulärer Parameter. Darüber hinaus wird den Teilnehmern eine Blut- und eine Urinprobe entnommen, um Biomarker der Endothelfunktion und -verletzung zu bestimmen.