Bedömning av risk vid thoraxaortopati med användning av 18F-natriumfluorid (AoRTAS)

Bikuspidal aortaklaff, tillsammans med andra medfödda tillstånd som påverkar aortaväggen, har associerats med elastisk fiberförlust, minskad storlek på elastiska lameller, ökad kollagenavlagring och glattmuskelförlust jämfört med friska kontroller på både ljusmikroskopi och elektronmikroskopi. Vidare visade analys av platsspecifika regioner av den uppåtstigande aortan med hjälp av biopsiprover signifikanta skillnader i apoptoshastigheten och överlevnaden för glatta muskelceller, vilket gynnar den mindre krökningen framför den större krökningen av aortan (området med större väggskjuvspänning).

Studier hittills tyder på kärlväggsmikroförkalkning (lesioner <50μm) är en dynamisk markör för denna kärlväggspatologi: slutprodukten av en patologisk process som involverar kärlväggsinflammation, apoptos och nekros av mediala glatta muskelceller och efterföljande nedbrytning av elastiska fibrer. Granulär medial kalcinos, avsättningen av mikroförkalkning i det mediala lagret av resekerad aortavävnad, har erkänts som ett signifikant kännetecken för bikuspidal aortaklaffrelaterad aortapati jämfört med aortaprover tagna från patienter med trikuspidalklaffar.

Nyligen genomförd histologisk analys av mänskliga och murina Marfan-aortor visade att elastinbrott samlokaliserades med områden med mikroförkalkning i aortamedia. Vidare var områdena med elastinbrott signifikant korrelerade till minskad uttänjbarhet och ökad aortadiameter. Slutligen visade gruppen en elastinreceptorkomplex-ERK1/2-ALP-medierad mekanism för ökad mikroförkalkningsavsättning. Även om de är fokuserade på Marfans syndrom, är dessa resultat relevanta för bikuspidal aortaklaffrelaterad aortopati eftersom de antyder att mikroförkalkning är associerad med nedbrytning av elastiska fibrer, en föreslagen mekanism för bikuspidal aortaklaffaneurysmbildning vid områden med hög väggskjuvspänning. Förmågan att påvisa och kvantifiera mikroförkalkning av aorta, både ex vivo och icke-invasivt in vivo hos patienter med bikuspidal aortaklaffrelaterad aortopati, skulle vara ett viktigt steg för att förbättra vår kunskap om den patologiska processen som ligger till grund för detta tillstånd.

Positronemissionstomografi (PET) använder ett radiospårämne som ger funktionell information om vävnader på cellulär eller molekylär nivå. På grund av dess begränsade rumsliga upplösning kombineras PET-bilder med datortomografi (CT) eller magnetisk resonanstomografi (MRI) så att de funktionella PET-bilderna kan samregistreras med de detaljerade anatomiska och strukturella bilderna som tillhandahålls av CT eller MRI. Medan enbart CT eller MRT har använts vid ett brett spektrum av hjärt-kärlsjukdomar och kan identifiera större områden av makroförkalkning (>200 μm), har PET/CT med 18F-natriumfluorid använts för att identifiera kärlväggsmikroförkalkning (förkalkningsskador <50 μm) ) som inte kan detekteras på CT eller MRT. 18F-natriumfluorid har validerats omfattande som ett radiospår av mikroförkalkning med användning av elektronmikroskopi, immunhistokemisk analys, farmakodynamiska koncentration-svarskurvor och ex vivo och in vivo mikro-PET/CT på kärlväggssektioner. 18F-natriumfluorid upptag förmedlas genom utbyte av fluoridjoner med hydroxylgrupper av hydroxiapatit, huvudbeståndsdelen av kärlväggsförkalkning. Positronemissionstomografi med användning av 18F-natriumfluorid har visat sig vara ett betydande lovande för att identifiera aktiv kärlväggspatologi vid ett antal hjärt-kärlsjukdomar, inklusive karotis, kranskärls-, aortaklaff- och abdominal aortaaneurysmsjukdom. Användningen av 18F-natriumfluorid PET-avbildning i bröstaortaaneurysm är ny.

Det finns en korrelation mellan områden med hög väggspänning och placering av intima rivningar. Vidare har aneurysmal aortavävnad visats ha minskad delamineringsstyrka i både longitudinella och perifera dimensioner: bevis för en inblandning av hemodynamiska effekter på utfällande dissektion. Tidslöst 3D-blodflöde fångat på MRI, även känt som 4D-flow MRI, är ett utvecklande forskningsverktyg som på ett icke-invasivt sätt fångar patientspecifikt regionaliserat blodflöde och hastighet, vilket möjliggör beräkning av aortaväggspåkänning, och har använts för att studera bikuspidal aortaklaffrelaterad aortopati. En studie som kombinerar preoperativ 4D-flow MRI och postoperativa biopsier av aortavävnad har visat en minskning av elastin på platser med hög aortaväggsspänning, vilket tyder på ett samband mellan hemodynamik och den strukturella sammansättningen av den aneurysmala aortaväggen. Förmågan att påvisa en patologisk process i samband med aneurysmal svaghet kan vara ett viktigt steg för att bättre identifiera högriskskador.