Ocena ryzyka w aortopatii klatki piersiowej przy użyciu fluorku sodu 18F (AoRTAS)

Dwupłatkowa zastawka aortalna, wraz z innymi wrodzonymi wadami wpływającymi na ścianę aorty, była związana z utratą elastycznych włókien, zmniejszeniem rozmiaru elastycznych blaszek, zwiększonym odkładaniem kolagenu i utratą mięśni gładkich w porównaniu ze zdrowymi kontrolami zarówno w mikroskopie świetlnym, jak i mikroskopii elektronowej. Ponadto analiza specyficznych dla miejsca obszarów aorty wstępującej przy użyciu próbek biopsyjnych wykazała znaczące różnice w szybkości apoptozy i przeżywalności komórek mięśni gładkich faworyzujące mniejszą krzywiznę nad większą krzywizną aorty (obszar większego naprężenia ścinającego ściany).

Dotychczasowe badania sugerują, że mikrozwapnienia ściany naczynia (zmiany <50 μm) są dynamicznym markerem tej patologii ściany naczynia: końcowym produktem patologicznego procesu obejmującego zapalenie ściany naczynia, apoptozę i martwicę komórek mięśni gładkich przyśrodkowej i późniejszą degradację włókien elastycznych. Ziarnista kalcynoza przyśrodkowa, czyli odkładanie się mikrozwapnień w środkowej warstwie usuniętej tkanki aorty, została uznana za istotną cechę aortopatii związanej z dwupłatkową zastawką aortalną w porównaniu z próbkami aorty pobranymi od pacjentów z zastawkami trójdzielnymi.

Niedawna analiza histologiczna ludzkich i mysich aort Marfana wykazała, że ​​pęknięcia elastyny ​​współlokują się z obszarami mikrozwapnień w środkowej części aorty. Ponadto obszary pęknięć elastyny ​​były istotnie skorelowane ze zmniejszoną rozciągliwością i zwiększoną średnicą aorty. Wreszcie, grupa wykazała mechanizm zwiększonego odkładania się mikrozwapnień, w którym pośredniczy kompleks receptora elastyny-ERK1/2-ALP. Chociaż koncentrują się na zespole Marfana, wyniki te odnoszą się do aortopatii związanej z dwupłatkową zastawką aortalną, ponieważ sugerują, że mikrozwapnienia są związane z rozpadem elastycznych włókien, proponowanym mechanizmem powstawania tętniaka dwupłatkowej zastawki aortalnej w obszarach naprężeń ścinających o wysokiej ścianie. Zdolność do wykazania i oceny ilościowej mikrozwapnień aorty, zarówno ex vivo, jak i nieinwazyjnie in vivo u pacjentów z aortopatią związaną z dwupłatkową zastawką aortalną, byłaby ważnym krokiem w poprawie naszej wiedzy na temat procesu patologicznego leżącego u podstaw tego stanu.

Pozytronowa tomografia emisyjna (PET) wykorzystuje radioznacznik, który dostarcza informacji funkcjonalnych o tkankach na poziomie komórkowym lub molekularnym. Ze względu na ograniczoną rozdzielczość przestrzenną obrazy PET są łączone z tomografią komputerową (CT) lub obrazowaniem metodą rezonansu magnetycznego (MRI), dzięki czemu funkcjonalne obrazy PET mogą być współrejestrowane ze szczegółowymi obrazami anatomicznymi i strukturalnymi uzyskiwanymi za pomocą tomografii komputerowej lub rezonansu magnetycznego. Podczas gdy sama tomografia komputerowa lub rezonans magnetyczny były stosowane w szerokim zakresie chorób sercowo-naczyniowych i mogą identyfikować większe obszary makrozwapnień (>200 μm), PET/CT z użyciem fluorku sodu 18F stosowano do identyfikacji mikrozwapnień w ścianie naczyń (zmiany zwapniające <50 μm ), który nie jest wykrywalny w CT lub MRI. 18F-Fluorek sodu został wszechstronnie zweryfikowany jako radioznacznik mikrozwapnień z wykorzystaniem mikroskopii elektronowej, analizy immunohistochemicznej, farmakodynamicznych krzywych stężenie-odpowiedź oraz ex vivo i in vivo mikro-PET/CT na skrawkach ścian naczyń. Wychwyt 18F-fluorku sodu odbywa się za pośrednictwem wymiany jonów fluorkowych z grupami hydroksylowymi hydroksyapatytu, głównego składnika zwapnienia ściany naczynia. Pozytronowa tomografia emisyjna z użyciem 18F-fluorku sodu okazała się bardzo obiecująca jako identyfikacja aktywnej patologii ściany naczynia w wielu chorobach sercowo-naczyniowych, w tym w chorobie tętnicy szyjnej, wieńcowej, zastawki aorty i tętniaka aorty brzusznej. Zastosowanie 18F-fluorku sodu do obrazowania PET w tętniakach aorty piersiowej jest nowością.

Istnieje korelacja między obszarami dużego naprężenia ściany a lokalizacją rozdarcia błony wewnętrznej. Ponadto wykazano, że tkanka tętniaka aorty ma zmniejszoną siłę rozwarstwienia zarówno w wymiarze podłużnym, jak i obwodowym: dowód na udział efektów hemodynamicznych w wytrącaniu rozwarstwienia. Przepływ krwi 3D z rozdzielczością czasową zarejestrowany w MRI, znany również jako 4D-flow MRI, jest rozwijającym się narzędziem badawczym, które nieinwazyjnie rejestruje regionalny przepływ krwi i prędkość specyficzną dla pacjenta, umożliwiając obliczenie naprężeń ścinających ściany aorty i było wykorzystywane do badań aortopatia związana z dwupłatkową zastawką aortalną. Badanie łączące przedoperacyjny MRI z przepływem 4D i pooperacyjne biopsje tkanki aorty wykazały spadek elastyny ​​w miejscach dużego naprężenia ściany aorty, co sugeruje związek między hemodynamiką a składem strukturalnym tętniakowatej ściany aorty. Zdolność do wykazania patologicznego procesu związanego z osłabieniem tętniaków może być ważnym krokiem w kierunku lepszej identyfikacji zmian wysokiego ryzyka.