Quantitative Analyse des zeitlichen und räumlichen Verteilungsmusters von Vasa Vasorum in Aorten von ApoE-/-/LDL-/--Doppel-Knockout Mäusen mittels dreidimensionaler Mikro- und Nano-Computertomographie

Abstract

Aufgrund ihrer hohen Ortsauflösung ermöglicht die Nano-Computertomographie die Darstellung und Diagnose einer Intraplaquehämorrhagie mittels Detektion von in den atherosklerotischen Läsionen befindlichen Eisenablagerungen. Zudem erlaubt die Technologie der NCT eine detailgetreue Darstellung und non-destruktive Analyse des atherosklerotisch veränderten, aortalen Stromgebietes sowie der pathologischen VV-Neovaskularisation in der Gefäßwand. Anhand der dreidimensionalen Datensätze gelang es, das zeitliche und räumliche Verteilungsmuster der VV in Abhängigkeit verschiedener atherosklerotischer Läsionstypen entlang der murinen Hauptschlagader zu untersuchen und zu quantifizieren. Es zeigten sich signifikante Unterschiede in der adventitiellen Vaskularisierung unterschiedlicher Plaquetypen. Die höchste VV-Dichte ließ sich in fibrotischen und hämorrhagischen Läsionen nachweisen. Kalzifizierte Plaques präsentierten hingegen ein nur gering ausgeprägtes VV-Netzwerk. Der Korrelation zwischen Verteilungsmuster der VV und Lokalisation im aortalen Stromgebiet lag die charakteristische Verteilung der unterschiedlichen Läsionstypen im aortalen Stromgebiet zugrunde. So wiesen die Aorta ascendens und der Aortenbogen Plaques mit Kalkspangen und einer sehr geringen Anzahl an VV auf. In der Aorta descendens zeigten sich hingegen fibrotische und hämorrhagische Läsionen mit ausgeprägter VV-Neovaskularisation. Die Analyse des räumlichen Verteilungsmusters der VV im aortalen Stromgebiet zeigte somit, dass die Dichte des VV-Netzwerkes in keinem direkten Zusammenhang mit der Plaquefläche steht, sondern dass ausschließlich eine positive Korrelation zwischen der Anzahl und Gesamtfläche der VV und dem atherosklerotischen Läsionstyp nachweisbar ist.

The present study was designed to test the potential of nano-computed tomography in imaging advanced lesions in aortas of apoE-/-/LDL-/--double-knockout mice. Due to the high resolution of the resulting NCT images, we were able to detect iron deposits within an atherosclerotic plaque. Iron deposits serve as a marker of intraplaque hemorrhage and indicate the vulnerability of the corresponding atherosclerotic lesion.Besides the detection and analysis of advanced, vulnerable lesions, quantitative nano-CT imaging allowed us to investigate the spatio-temporal distribution patterns of VV in murine aortas. The number and total luminal cross-sectional area of VV showed a significant decrease in the ascending aorta and the aortic arch when comparing the results of 25 and 80 weeks old mice. The descending aorta, on the other hand, lead to a significant increase of VV-density from the 25 to the 80 weeks old animals. When looking at the local variations of the VV-distribution patterns in different aortic regions, the area of VV in 80 weeks old mice progressively increased along the aorta from least in the ascending aorta to a maximum in the descending aorta. At the age of 25 weeks, the animals showed an inverse pattern within these parameters. In general, the number and cross-sectional area of VV showed significant differences depending on the adjacent atherosclerotic lesion type. The VV-density was highest in lesions with intraplaque hemorrhage and lowest in calcified plaques. However, there was no correlation found between the number and cross-sectional area of VV and the plaque surface.