Verlaufsbeobachtung einer Cholesterin-senkenden Therapie im Maus ApoE(-/-) KO Atherosklerosemodell: Korrelation zwischen Hochfeld MRT (7 TESLA) und Histologie

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, ob man im Hoch-Fett-Diät ApoE(-/-) Knockout (KO) Mausmodell der Atherosklerose, Veränderungen der atherosklerotischen Läsionen unter Therapie mit dem Cholesterinabsorptionshemmer Ezetimib (EZE) mittels eines hochauflösenden MRT 7 Tesla verfolgen kann und diese MRT-Aufnahmen mit den histomorphologischen Bildern korrelieren. Die ApoE(-/-) KO Mäuse erhielten hierfür West-Diät oder ein West-Diät/EZE-Gemisch (0,005% der Futtermenge) über einen Zeitraum von 8 Monaten. Die Tiere wurden hierzu in drei Gruppen eingeteilt. Die Gruppe 1 (n = 6) erhielt über 8 Monate West-Diät mit EZE, die Gruppe 2 (n = 6) 4 Monate West-Diät und darauffolgend über weitere 4 Monate West-Diät mit EZE. Die Gruppe 3 (n = 6) erhielt durchgehend West-Diät über 8 Monate. Alle Tiere wurden zu festgelegten Zeiten (4, 6 und 8 Monaten) im 7 Tesla MRT untersucht. Anhand der erhobenen Bilder wurden Aortenwurzel- und Aortenbogen-, sowie Plaque- und Lumenflächen quantifiziert. Die Plaquequantität wurde mit histologischen und immunhistochemischen Methoden (Nachweis von Makrophagen als Marker für die Infiltration mit mononuklären inflammatorischen Zellen) beurteilt. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass das 7 Tesla MRT- Messsystem stabile, reproduzierbare und miteinander vergleichbare Messdaten liefert. So konnten in vivo zuverlässige intensive Signale innerhalb der Plaque der thorakalen Aorta und der angrenzenden Gefäßwand dargestellt werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die EZE-Behandlung zu einer signifikanten Reduktion der Plaquegröße in Hoch-Fett-Diät gefütterten ApoE(-/-) (KO) Mausmodell führte. Insbesondere konnte demonstriert werden, dass nicht nur die EZE-Therapie zu Beginn der Fettfütterung die Ausbildung der atherosklerotischen Läsionen signifikant reduziert, sondern dass auch eine nach 4 Monaten Fettfütterung begonnene EZE-Therapie zu einer Reduktion der atherosklerotischen Läsionen führt. Dies war begleitet von einer Reduktion der Infiltration der Plaques mit Makrophagen. Zusammenfassend demonstriert diese Arbeit somit, dass man die Entwicklung und Progression der Atherosklerose, auch deren Therapie bei fettgefütterten ApoE(-/-) KO Mäusen mit dem 7 Tesla MRT untersuchen kann.

The aim of this dissertation was to determine whether, when administering a high-fat diet ApoE(-/-) Knockout (KO) mouse model of atherosclerosis, changes of atherosclerotic lesions under therapy with the cholesterol absorption inhibitor Ezetimib (EZE) can be monitored using a high-resolution MRI 7 Tesla and these MRI results correlated with the histomorpholgical images. For this the ApoE(-/-) KO mice were administered a Western Diet or a Western Diet with EZE-admixture (0.005% of total feed) over a period of 8 months. The animals were divided into three groups. Group 1 (n = 6) was fed the Western Diet with EZE for 8 months, Group 2 (n = 6) 4 months Western Diet and thereafter 4 months the Western Diet with EZE. Group 3 (n = 6) was fed exclusively the Western Diet for the full 8 months. All animals were tested at regular intervals (4, 6, and 8 months) with the 7 Tesla MRI. Based on the images produced, the surfaces of the aortic root and the aortic arch as well as the plaque and lumen surfaces were quantified. The amount of plaque was assessed using histological and immunohistochemical methods evidence of macrophages as markers for infiltration with mononuclear inflammatory cells. The results of this study show that the 7 Tesla MRI measuring system provides values that are stable, reproducible and comparable with each other. Thus reliable intense signals could be shown in vivo within the plaque of the thoracic aorta and the contiguous vessel wall. In addition it was possible to show that the EZE treatment led to a significant reduction of plaque size among the test animals fed with the high-fat ApoE(-/-) KO diet. Of particular note: it was demonstrated not only that the EZE therapy significantly reduced the development of atherosclerotic lesions when introduced at the start of the high-fat diet but also when introduced 4 months after the EZE diet was already being administered. This was accompanied by a reduction of the infiltration of the plaques by microphages. In summary, this study shows that the development and progression of atherosclerosis as well as its therapy in mice administered a high-fat ApoE(-/-) KO diet can be monitored using the 7 Tesla MRI.