Risicobeoordeling bij thoracale aortopathie met behulp van 18F-natriumfluoride (AoRTAS)

Bicuspide aortaklep, samen met andere aangeboren aandoeningen die de aortawand aantasten, is in verband gebracht met verlies van elastische vezels, afname van de grootte van elastische lamellen, verhoogde collageenafzetting en verlies van gladde spieren in vergelijking met gezonde controles op zowel lichtmicroscopie als elektronenmicroscopie. Verder toonde analyse van plaatsspecifieke gebieden van de stijgende aorta met behulp van biopsiespecimens significante verschillen aan in de apoptosesnelheid en overleving van gladde spiercellen, waarbij de kleinere kromming werd bevoordeeld boven de grotere kromming van de aorta (het gebied met grotere wandschuifspanning).

Studies tot nu toe suggereren dat microcalcificatie van de vaatwand (laesies <50μm) een dynamische marker is van deze vaatwandpathologie: het eindproduct van een pathologisch proces waarbij vaatwandontsteking, apoptose en necrose van mediale gladde spiercellen en daaropvolgende afbraak van elastische vezels betrokken zijn. Granulaire mediale calcinose, de afzetting van microcalcificatie in de mediale laag van gereseceerd aortaweefsel, wordt erkend als een significant kenmerk van aan de bicuspide aortaklep gerelateerde aortopathie in vergelijking met aortamonsters van patiënten met tricuspidaliskleppen.

Recente histologische analyse van Marfan-aorta's van mens en muis toonde aan dat elastine-breuken co-lokaliseren met gebieden van microcalcificatie in aorta-media. Verder waren de gebieden met elastinebreuk significant gecorreleerd met verminderde rekbaarheid en grotere aortadiameter. Ten slotte demonstreerde de groep een elastinereceptorcomplex-ERK1/2-ALP-gemedieerd mechanisme voor verhoogde afzetting van microcalcificatie. Hoewel ze gericht zijn op het syndroom van Marfan, zijn deze resultaten relevant voor bicuspide aortaklepgerelateerde aortopathie, aangezien ze suggereren dat microcalcificatie geassocieerd is met afbraak van elastische vezels, een voorgesteld mechanisme van bicuspide aortaklepaneurysma's in gebieden met hoge wandschuifspanning. Het vermogen om microcalcificatie van de aorta aan te tonen en te kwantificeren, zowel ex vivo als niet-invasief in vivo bij patiënten met bicuspide aortaklepgerelateerde aortopathie, zou een belangrijke stap zijn in het verbeteren van onze kennis van het pathologische proces dat ten grondslag ligt aan deze aandoening.

Positronemissietomografie (PET) maakt gebruik van een radiotracer die functionele informatie geeft over weefsels op cellulair of moleculair niveau. Vanwege de beperkte ruimtelijke resolutie worden PET-beelden gecombineerd met computertomografie (CT) of magnetische resonantiebeeldvorming (MRI), zodat de functionele PET-beelden samen kunnen worden geregistreerd met de gedetailleerde anatomische en structurele beelden die worden geboden door CT of MRI. Hoewel alleen CT of MRI is gebruikt bij een breed scala aan hart- en vaatziekten en grotere gebieden van macrocalcificatie (> 200 μm) kunnen identificeren, is PET / CT met 18F-natriumfluoride gebruikt om microcalcificatie van de vaatwand te identificeren (verkalkte laesies <50 μm ) die niet detecteerbaar is op CT of MRI. 18F-natriumfluoride is uitgebreid gevalideerd als een radioactieve tracer van microcalcificatie met behulp van elektronenmicroscopie, immunohistochemische analyse, farmacodynamische concentratie-responscurven en ex vivo en in vivo micro-PET/CT op vaatwandsecties. De opname van 18F-natriumfluoride wordt gemedieerd door uitwisseling van fluoride-ionen met hydroxylgroepen van hydroxyapatiet, het belangrijkste bestanddeel van verkalking van de vaatwand. Positronemissietomografie met behulp van 18F-natriumfluoride is veelbelovend gebleken voor het identificeren van actieve vaatwandpathologie bij een aantal hart- en vaatziekten, waaronder halsslagader-, kransslagader-, aortaklep- en abdominaal aorta-aneurysma. Het gebruik van 18F-natriumfluoride PET-beeldvorming bij thoracale aorta-aneurysma's is nieuw.

Er is een correlatie tussen gebieden met hoge wandspanning en de locatie van de intima-scheur. Verder is aangetoond dat aneurysmaal aortaweefsel een verminderde delaminatiesterkte heeft in zowel longitudinale als circumferentiële dimensies: bewijs voor een betrokkenheid van hemodynamische effecten op het versnellen van dissectie. Tijdopgeloste 3D-bloedstroom vastgelegd op MRI, ook bekend als 4D-flow MRI, is een zich ontwikkelend onderzoeksinstrument dat op niet-invasieve wijze patiëntspecifieke geregionaliseerde bloedstroom en -snelheid vastlegt, waardoor berekening van de aortawandspanning kan worden berekend, en is gebruikt om te bestuderen bicuspide aortaklep-gerelateerde aortopathie. Een studie die preoperatieve 4D-flow MRI en postoperatieve biopsieën van aortaweefsel combineert, heeft een afname van elastine aangetoond op plaatsen met hoge aortawandstress, wat een verband suggereert tussen hemodynamica en de structurele samenstelling van de aneurysmale aortawand. Het vermogen om een ​​pathologisch proces aan te tonen dat verband houdt met aneurysmatische zwakte zou een belangrijke stap kunnen zijn naar een betere identificatie van risicovolle laesies.