Serielle in-vivo Chrakterisierung experimenteller Ischämie-/Reperfusionsschäden bei der Ratte mittels myokardialen T1-Mappings
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Beim akuten Myokardinfarkt hat die Wiederherstellung der myokardialen Perfusion (Reperfusionstherapie) oberste Priorität, geht aber auch mit einer weiteren Schädigung des Herzmuskels einher (Reperfusionsschaden). Im Rahmen dieses Projektes wurde ein Kleintiermodell entwickelt, mit dem die Entstehung von ischämie- und reperfusions-bedingten Myokardschäden in-vivo untersucht werden kann. Dabei handelt es sich um ein Closed chest-Modell, welches eine gezieltere Betrachtung der kardial bedingten Vorgänge erlaubt und mit einer geringeren Mortalität einhergeht als Open chest-Modelle. Im Gegensatz zu herkömmlichen Modellen können mehrere Ischämie-Reperfusions-Zyklen durchgeführt werden, und zwar auch in räumlich beschränkter Umgebung wie z.B. im Inneren eines Magnetresonanztomographie (MRT)-Systems. Für den Einsatz der MRT zur Untersuchung von Myokardschäden bei Kleintieren wurde eine spezielle Technik entwickelt (small-animal Look-Locker inversion recovery = SALLI), welche die simultane Generierung von T1-Maps, Cine-Bildern und sog. „late gadolinium enhancement“-Bildern zur Narbendarstellung ermöglicht. Diese Technik wurde im Rahmen des Projektes optimiert und systematisch validiert. Als erste Anwendung wurden Tiere mit pharmakologisch induzierter Verdickung der Herzwände untersucht wobei gezeigt werden konnte, dass sich T1-Mapping zur Quantifizierung des Kollagengehalts am Herzmuskel eignet (sog. myokardiale Fibrose). Danach wurde SALLI bei dem neu etablierten Closed chest-Modell für Ischämie/ Reperfusion eingesetzt. Dabei zeigte sich eine gute Genauigkeit von SALLI im Vergleich zu einzeln durchgeführten konventionellen Techniken. Durch MRT-Untersuchungen vor, während und unmittelbar nach Ischämie konnte gezeigt werden, dass es bei der Ratte bereits innerhalb von 10 Minuten nach Okklusion einer Koronararterie zu einem deutlichen Anstieg der myokardialen T1-Werte im betroffenen Areal kommt, welcher auch nach Ausbildung einer Akinesie noch voranschreitet. Noch ausstehende Versuche werden die Veränderungen von myokardialer T1-Zeit in Bezug zur kardialen Funktion bei ischämischer Prä- und Post-Konditionierung des Herzmuskels untersuchen. Daraus sollen Verfahren abgeleitet werden, mit denen der Erfolg von potentiell kardioprotektiven Maßnahmen im Rahmen der Reperfusionstherapie beim akuten Myokardinfarkt in der klinischen Anwendung abgeschätzt werden kann. Die Verfügbarkeit solcher Verfahren stellt die Voraussetzung für eine erfolgreiche Identifizierung und Validierung von klinisch vorteilhaften kardioprotektiven Strategien dar. Das Konzept der „multi-modalen“ MRT-Bildgebung soll perspektivisch auf humane Anwendungen übertragen werden, um die Dauer von kardialen MRT-Untersuchungen zu verkürzen und die örtliche Registrierung unterschiedlicher MRT-Bilder innerhalb einer Untersuchung zu erleichtern.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Assessment of diffuse myocardial fibrosis in rats using small-animal Look-Locker inversion recovery T1 mapping. Circ Cardiovasc Imaging. 2011 Nov;4(6):636-40
Messroghli DR, Nordmeyer S, Dietrich T, Dirsch O, Kaschina E, Savvatis K, O h-Ici D, Klein C, Berger F, Kuehne T
- Small animal Look-Locker inversion recovery (SALLI) for simultaneous generation of cardiac T1 maps and cine and inversion recovery-prepared images at high heart rates: initial experience. Radiology. 2011 Oct;261(1):258-65
Messroghli DR, Nordmeyer S, Buehrer M, Kozerke S, Dietrich T, Kaschina E, Becher PM, Hucko T, Berger F, Klein C, Kuehne T
- Studying the course of myocardial ischemia and reperfusion in rats in vivo. Eur Heart J 2012;33(abstract suppl):111
O h-Ici D, Dietrich T, Kühne T, Messroghli DR
- Assessment of acute myocardial ischemia with unenhanced T1 mapping MR imaging. J Cardiovasc Magn Reson 2013;15(suppl 1):P28
O h-Ici D, Jeuthe S, Dietrich T, Pietsch H, Schuetz G, Berger F, Kuehne T, Kozerke S, Messroghli D
- Validation of small-animal Look-Locker inversion recovery (SALLI) cine versus cine MR in assessment of left ventricular function. J Cardiovasc Magn Reson 2013;15(suppl 1):P9
O h-Ici D, Jeuthe S, Dietrich T, Pietsch H, Schuetz G, Berger F, Kuehne T, Kozerke S, Messroghli D
