Molecular Imaging of Tissue Repair After Myocardial Infarction - Preclinical evaluation of novel (68)Ga-labeled PET tracers

Kiugel Max

Sydämen vajaatoiminta on palautumaton toimintahäiriö, joka johtaa elimistön metabolisten tarpeiden suhteen riittämättömään verenkiertoon. Sydämen vajaatoiminta kehittyy lähes 25 prosentille sydäninfarktista selvinneistä potilaista. Turun yliopistossa väittelevä Max Kiugel tutki molekulaarisia kohteita ja niihin soveltuvia merkkiaineita sydämen vajaatoiminnan PET-kuvantamista varten.

Akuutin sydäninfarktin hoito on viime vuosikymmeninä parantunut huomattavasti ja kuolleisuus on merkittävästi vähentynyt. Tämän seurauksena infarktinjälkeisestä sydämen vajaatoiminnasta on enenevässä määrin muodostunut taakka sekä yksilöille että yhteiskunnalle.

Max Kiugel tutki väitöskirjassaan uusia molekulaarisia kohteita ja niihin kohdentuvia merkkiaineita positroniemissiotomografiaa eli PET-kuvantamista varten. αvβ3-integriinifragmentin kuvantaminen osoittautui tutkimuksessa varsin potentiaaliseksi työkaluksi sydänlihaksen paranemisen kehityskulun arvioimisessa.

– Sydämen vajaatoiminnan kehittymiseen liittyy solujen geometristen ja molekylaaristen muutosten yhdistelmä sekä sairastuneessa että säästyneessä sydänkudoksessa. Nämä epäsuotuisat muutokset johtuvat joko korjausmekanismien epätarkoituksenmukaisesta toiminnasta tai niiden kyvyttömyydestä kompensoida laajaa sydänkudoksen menetystä, mikä voi aiheuttaa muun muassa säästyneiden sydänlihassolujen liiallista kasvua ja liiallista kudoksenjäykistymistä, Kiugel sanoo.

Tarkkoja molekyylimekanismeja havaitsevia merkkiaineita tarvitaan

Kajoamaton kuvantaminen on Kiugelin mukaan hyödyllinen työkalu sekä taudin todentamiseksi että rakenteellisen toimintahäiriön taustalla olevan syyn osoittamiseksi.

– Kuvantamistekniikoiden kehitys on mahdollistanut taudin nykytilan visualisoinnin lisäksi yksityiskohtaisten molekyyliprosessien karakterisoinnin, mikä voi tarjota mahdollisuuden ennustaa vajaatoiminnan kehittymistä hyvin varhaisessa vaiheessa. Tämä mahdollistaisi räätälöidyn hoidon suunnittelun, joilla olisi merkittävä vaikutus taudin ennusteeseen, Kiugel toteaa.

PET-kuvantaminen on viime aikoina tullut entistä paremmin ihmisten saataville. Lisäksi sydänkuvantaminen on hyötynyt merkittävästi nykyaikaisista hybridilaitteista, jotka yhdistävät PET-kuvantamisen tietokonetomografiaan (CT) ja magneettikuvaukseen (MRI).

– Kehitteellä olevat kuvantamisstrategiat pyrkivät havaitsemaan muun ohella epäsuotuisaa tulehdusta, uudisverisuonitusta, soluväliaineen muovautumista, reaktiivista fibroosia ja autonomisen hermotuksen vauriota. Täten merkkiaineet, jotka kykenisivät havaitsemaan näitä spesifisiä molekyylimekanismeja, ovat erityisen kiinnostuksen ja kysynnän kohteita, Kiugel huomauttaa.

Väittelijä tutki kolmea uutta PET-merkkiainetta

Väitöskirjassaan Kiugel tutki kolmea uutta 68Ga-leimattua PET-merkkiainetta sydämen korjausmekanismien kuvantamiseksi. Yhtä näistä hän tutki myös valtimonkovettumatautiin liittyvän hauraan plakin kuvantamisessa. αvβ3-integriiniin kohdentuvan merkkiaineen kertymä näkyi tutkimuksessa selkeästi koe-eläimillä, ja veren puhdistuma sekä merkkiaineen stabiilius olivat riittävät.

Hyaluronihappoa sitova CD44-reseptori osoitti Kiugelin mukaan kuvantamiskohteena alustavaa potentiaalia, sillä siihen kohdennetun merkkiaineen kertymä assosioitui infarktinjälkeiseen tulehdusreaktioon. Metalloproteinaasi 2/9 -kohdennetulle kuvantamiselle puolestaan ilmeni merkittäviä rajoituksia sekä merkkiaineiden epävakauden että hitaan veripuhdistuman vuoksi.

Väitöskirja on englanninkielinen