Dysferlin-defiziente Muskeldystrophie:Verlaufsstudie des Mausmodells im 7T-MRT

Abstract

Zusammenfassung Ursächlich am Auftreten der Gliedergürtelmuskeldystrophie Typ 2B (LGMD2B) sind Mutationen im Dysferlin-Gen (DYSF), welches das Protein Dysferlin kodiert. Dysferlin ist ein physiologisches Membranreparierprotein, welches bei Rissen im Sarkolemma aktiviert wird. Ohne DYSF unterbleibt eine Reparatur der Defektstelle und es folgt die Degeneration der Muskelzelle. Ein natürliches Mausmodel für die LGMD2B, stellt die SJL/J-Maus, ein länger bekanntes Mausmodel für verschieden Autoimmunerkrankungen, dar. Die Muskeldystrophien sind vergesellschaftet mit einer erhöhten Permeabilität des Sarkolemmas, welche z.B. durch defekte Membranreparaturmechanismen entstehen kann. Intrazelluläre Kontrastmittel, wie Gadomer und Gadofluorine M sind höhermolekulare Verbindungen, die nicht oder nur sehr langsam durch die Kapillarwände diffundieren. Sie zeigen eine längere Verweildauer in den Blutgefässen. Bei Störungen der Kapillarbarriere können sie jedoch herauslecken und somit Informationen über Permeabilitätsstörungen geben. Wir nehmen an, dass diese erhöhte Permeabilität des Sakolemma ursächlich für eine verstärkte Akkumulation von streng intravasalen Kontrastmittel im Muskelgewebe der Dysferlin-defizienten Mäusen ist. Eine Unterscheidung zwischen gesunden und muskeldystrophen Mäusen wäre somit gegeben und würde bei der molekularen Einordnung der Muskelerkrankungen hilfreich sein. Die 24 SJL/J- Mäuse und 24 Normalkontrollen wurden zu zwei verschiedenen Zeitpunkten der Muskeldystrophie mit einem 7 Tesla MRT und jeweils mit Gadofluorine M und Gadomer untersucht. Wir konnten beweisen, dass die erkrankten SJL/J-Mäuse sowohl im frühen als auch im späteren Stadium der Erkrankung deutlich mehr Gadofluorine M als die gesunden Kontrollen anreichern. Mit Gadomer kann ebenfalls eine Differenzierung zwischen den adulten Tieren dargestellt werden. Die in dieser Studie gewonnenen Daten zeigen, dass die Magnetresonanztomographie im Zusammenhang mit der Applikation streng intravasaler Kontrastmittel eine nützliche Untersuchung im Molecular Imaging der Dysferlin-defizienten Muskeldystrophie darstellt. Es können betroffene Tiere, bedingt durch eine erhöhte Membranpermeabilität und einer somit folgenden intrazellulären Kontrastmittelanreicherung von gesunden Kontrolltieren unterschieden werden.

Objective: To investigate dysferlin-deficient muscular dystrophy (MD) via intravasal contrast agents in magnetic resonance imaging. Background: Longterm follow-up of muscular dystrophies on molecular level is hampered by the need of repeated muscle biopsies and possible sampling errors. Non-invasive, operator-independent imaging methods are prefered to evaluate the disease course. Dysferlin-deficient MD is characterized by a defect in sarcolemmal wound healing and scant inflammation. We examined whether gadofluorine M and gadomer, new high molecular weight MRI contrast agents, are suitable to monitor the course of dysferlin-deficient MD in SJL/J mice. Design/Methods: SJL/J-mice (n=24) and C57BL/6 control mice (n=24), aged 15 (young) or 30 (old) weeks, were examined in a 7.0 Tesla PharmaScan® (Bruker, Ettlingen, Germany) with an IR-TrueFISP Sequence (TR=4ms, TE=2ms, TI=450ms, 10 averages, 80 repetitions) before, during and after application of gadofluorine m at 2µmol or gadomer at 4µmol i.v. (Bayer Schering, Berlin, Germany). Carbocyanine- labeled gadofluorine m was used for histological visualization of contrast agent. Results: Gadofluorine m is significantly enriched in skeletal muscle of aged dysferlin-deficient mice as compared to controls. These differences are present in regard to uptake velocity and uptake capacity. Histological evaluation demonstrates the presence of gadofluorine m within the muscle cells. No differences between mouse strains were observed after application of gadomer. Conclusions: Gadofluorine m-enhanced magnetic resonance imaging might be suitable to monitor disease progression in dysferlin-deficient MD.