MRT-gesteuerte periarterielle Alkohol-Injektion zur renalen Sympathikusdenervierung: Machbarkeitsstudie im Schweinemodell

Abstract

Einleitung: Mit mehr als 1,39 Milliarden Erkrankten im Jahr 2010 und 7,6 Millionen Toten jährlich stellt die Hypertonie den bedeutendsten kardiovaskulären Risikofaktor und eine der führenden Ursachen für Morbidität und Mortalität weltweit dar. Bei etwa 10-35% der Patienten liegt eine therapieresistente Hypertonie vor, der eine Überaktivität des sympathischen Nervensystems zu Grunde gelegt wird. Die renale Denervation durch Radiofrequenzablation (RFA) soll durch Verödung der renalen sympathischen Fasern zu einer Senkung des Blutdrucks in dieser Zielgruppe führen. Im Zuge der Kostenreduktion und einiger prozeduraler Einschränkungen der RFA wurden in jüngster Vergangenheit weitere Verfahren zur renalen Denervation untersucht. Eines dieser Verfahren ist die hier vorgestellte perkutane periarterielle Injektion von Alkohol. Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand darin, die genannte Therapie hinsichtlich Machbarkeit, Effektivität und Sicherheit zu evaluieren. Material und Methoden: An 15 anästhesierten Hausschweinen erfolgte eine unilaterale, MRT-gesteuerte Injektion reinen Alkohols oder eines Alkohol-Polyacrylgemisches von 5 oder 10 ml um die Nierenarterien. Die kontralaterale Seite verblieb zur internen Kontrolle unbehandelt. In beiden Nieren wurde die Noradrenalin(NA)-Konzentration als ein Marker sympathischer Aktivität und damit des Behandlungserfolgs bestimmt. Messungen des Blutdrucks wurden prä- und postinterventionell sowie präfinal durchgeführt. Eine histologische Untersuchung der Nierenarterien und des angrenzenden Gewebes diente dem Nachweis neuraler Degenerationen und dem Ausschluss möglicher Begleitschäden der Therapie. Ergebnisse und Diskussion: Für die Gesamtheit der untersuchten Tiere konnte ein nicht-signifikanter, medianer Abfall des NA von 7,49% gegenüber der unbehandelten Niere festgestellt werden. In der besten Subgruppe (Tiere 7-10) mit Applikation von 10 ml Alkohol ohne Polyacrylzusatz wurde eine nicht-signifikante NA-Reduktion von 54,86% erzielt. Die beobachteten Blutdruck-veränderungen erwiesen sich ebenfalls als nicht signifikant (+5/-5 mmHg). Histologisch ließen sich bei 7 Tieren nervale Schädigungen nachweisen, ferner zeigte sich die Nervenanzahl der behandelten gegenüber der unbehandelten Seite der Tiere 7-16 signifikant vermindert. Mögliche Ursachen für die teils geringen Unterschiede in den Messungen sind eine zu schnelle Abdiffusion der Substanz, eine nicht ausreichende Wirkstoffmenge, eine zu kleine Gruppengröße und bei den Tieren mit Polyacrylzusatz eine zu geringe Konzentration des Alkohols. Bei insgesamt 4 Tieren konnten Nebenwirkungen der Therapie beobachtet werden, bei einem Tier kam es zu einer intraprozeduralen Komplikation. Schlussfolgerung: In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass eine renale Denervation durch die periarterielle Applikation von Alkohol technisch möglich ist und Vorteile gegenüber der RFA auf-weisen kann. Weitere Untersuchungen hinsichtlich der Wirksamkeitsoptimierung und der Senkung der Nebenwirkungsrate sind erforderlich.

With more than 1,39 billion patients in 2010 and 7.6 million deaths annually, the hypertension is the most important cardiovascular risk factor and one of the leading causes of morbidity and mortality worldwide. Approximately 10-35% of patients are affected by resistant hypertension, which is - to our knowledge - caused by an overactivity of the sympathetic nervous system. Renal denervation by radiofrequency ablation (RFA) is attended to ablate the renal sympathetic fibers and thereby leading to a blood pressure lowering in this target group. For the purpose of cost reduction and the given procedural limitations of the RFA, further procedures for renal denervation were examined in the recent past. One of these methods is the percutaneous periarterial injection of alcohol. The aim of this study was to evaluate the feasibility, efficacy and safety of the abovementioned therapy. Materials and Methods: 15 anesthetized domestic swine underwent an unilateral, MR-guided injection of pure alcohol or a mixture of alcohol and polyacrylic acid of 5 or 10 ml to the renal arteries. The contralateral side remained untreated serving as an internal control. In both kidneys, the norepinephrine (NA) concentration was determined as a marker of sympathetic activity and thus the success of treatment. Measurements of blood pressure were performed pre- and postinterventional and shortly before euthanasia. Histological examination of the renal arteries and the adjacent tissue served the detection of neural degeneration and the exclusion of possible collateral damage of the therapy. Results and discussion: For all of the animals studied, a non-significant, median decrease of NA of 7.49% was found compared to the untreated kidney. In the best subgroup (animals 7-10) with application of 10 ml alcohol but without the addition of polyacrylic acid, a non-sigificant decrease of NA of 54.86% was achieved. The observed changes in blood pressure came out to be not significant (+5/-5 mmHg), too. The microscopic examination was able to prove neural lesions in 7 animals, further more the number of nerves from treated versus untreated side of the animals 7-16 was significantly reduced. Possible causes for the few significant results include a rapid diffusion of alcohol, an insufficient amount of active ingredient, a small group size and - in animals with injection of the mixture of alcohol and polyacryl acid - a low concentration of alcohol. A total of 4 animals revealed side effects of the therapy and in one animal, there was an intra-procedural complication. Conclusion: This study demonstrates that renal denervation can be performed using the percutaneous periarterial alcohol injection and may have advantages over the RFA. Further studies concerning the optimization of the procedural effectiveness and the reduction of side effects are required.