Hochaufgelöste MR-Flussbildgebung zur Charakterisierung der arteriellen Hämodynamik als Indikator zellulärer Pathomechanismen in der frühen Atherogenese

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Wolfgang Rudolf Bauer; Professor Dr.-Ing. Jan Hansmann; Dr. Volker Herold; Professorin Dr. Alma Zernecke-Madsen
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Biophysik ; Kardiologie, Angiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 396923792

Die nichtinvasive Darstellung der arteriellen Hämodynamik ist ein wichtiger Baustein für die Entwicklung neuer Therapien und Diagnoseverfahren zur besseren Behandlung und Prävention von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Die hochaufgelöste MR-Bildgebung für die Untersuchung morphologischer und funktioneller Parameter der arteriellen Gefäße ist von großer Bedeutung um Änderungen der Gefäßfunktion zu erfassen, die möglicherweise Vorboten struktureller Umbauprozesse der Gefäßwand darstellen und deshalb als potenzielle Frühdiagnosemarker besonders geeignet sein könnten. Die MR-Bildgebung der arteriellen Hämodynamik stellt hohe Anforderungen an die Orts- und Zeitauflösung, weshalb hierfür leistungsstarke Bildgebungstechniken erforderlich sind. Hier konnten in den letzten Jahren in unserer Arbeitsgruppe wichtige Fortschritte zur morphologischen und funktionellen Bildgebung der Gefäßwand sowie zur Darstellung lokaler Entzündungsvorgänge erbracht werden. Für eine hochaufgelöste Erfassung dieser lokalen Gefäßparameter über den gesamten Bereich der Aorta ist jedoch eine Beschleunigung und Optimierung der existierenden Bildgebungsmethoden notwendig. Im vorliegenden Projekt sollen, basierend auf zeitlich und räumlich hochaufgelösten MR-Messverfahren, neue Methoden zur Charakterisierung der Gefäßwand in frühen Stadien der Atherosklerose entwickelt werden. Einen besonderen Schwerpunkt stellt dabei die Untersuchung lokaler Veränderungen von mechanischen Parametern wie Pulswellengeschwindigkeit, Wandschubspannung sowie der Gefäßimpedanz dar. Für die Entwicklung und Validierung dieser neuen Messverfahren sind in vitro Arterienmodelle besonders geeignet, da sie eine kontrollierte Rekonstruktion physiologischer und pathologischer Bedingungen erlauben. Verschiedene Flussdynamiken sollen dabei mittels hochaufgelöster MRT charakterisiert und deren Auswirkungen auf physiologische Zusammenhänge bis auf molekularbiologische Ebene nachvollzogen werden. Die Erweiterung des Arterienmodells auf ein Atherosklerosemodell soll darüber hinaus Aufschluss über die Rückwirkung biologischer Faktoren auf flussdynamische Parameter geben. Im weiteren Verlauf sollen die Daten der funktionellen Bildgebung mit der molekularen und hochaufgelösten morphologischen MR-Bildgebung kombiniert werden, um so die verschiedenen Einflüsse auf die Entwicklung der Atherosklerose zu untersuchen. Dadurch sollen mögliche Frühdiagnosemarker identifiziert werden, die zur Beurteilung der physiologischen Prozesse der Atherogenese in seriellen in vivo Studien an atherosklerotischen Mausmodellen eingesetzt werden. Ziel ist es, krankhafte Veränderungen in der Gefäßwand möglichst frühzeitig zu erkennen. Die Kenntnis der pathogenen Mechanismen in den frühen Stadien der Atherosklerose soll als Grundlage für die Entwicklung von therapeutischen und präventiven Maßnahmen dienen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen