TY - JOUR A1 - Mangarova, Dilyana B. A1 - Kaufmann, Jan Ole A1 - Brangsch, Julia A1 - Kader, Avan A1 - Möckel, Jana A1 - Heyl, Jennifer L. A1 - Verlemann, Christine A1 - Adams, Lisa C. A1 - Ludwig, Antje A1 - Reimann, Carolin A1 - Poller, Wolfram C. A1 - Niehaus, Peter A1 - Karst, Uwe A1 - Taupitz, Matthias A1 - Hamm, Bernd A1 - Weller, Michael G. A1 - Makowski, Marcus R. T1 - ADAMTS4-Specific MR Peptide Probe for the Assessment of Atherosclerotic Plaque Burden in a Mouse Model N2 - Introduction Atherosclerosis is the underlying cause of multiple cardiovascular pathologies. The present-day clinical imaging modalities do not offer sufficient information on plaque composition or rupture risk. A disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs 4 (ADAMTS4) is a strongly upregulated proteoglycan-cleaving enzyme that is specific to cardiovascular diseases, inter alia, atherosclerosis. Materials and Methods Male apolipoprotein E-deficient mice received a high-fat diet for 2 (n = 11) or 4 months (n = 11). Additionally, a group (n = 11) receiving pravastatin by drinking water for 4 months alongside the high-fat diet was examined. The control group (n = 10) consisted of C57BL/6J mice on standard chow. Molecular magnetic resonance imaging was performed prior to and after administration of the gadolinium (Gd)-based ADAMTS4-specific probe, followed by ex vivo analyses of the aortic arch, brachiocephalic arteries, and carotid arteries. A P value <0.05 was considered to indicate a statistically significant difference. Results With advancing atherosclerosis, a significant increase in the contrast-to-noise ratio was measured after intravenous application of the probe (mean precontrast = 2.25; mean postcontrast = 11.47, P < 0.001 in the 4-month group). The pravastatin group presented decreased ADAMTS4 expression. A strong correlation between ADAMTS4 content measured via immunofluorescence staining and an increase in the contrast-to-noise ratio was detected (R2 = 0.69). Microdissection analysis revealed that ADAMTS4 gene expression in the plaque area was significantly greater than that in the arterial wall of a control mouse (P < 0.001). Laser ablation–inductively coupled plasma–mass spectrometry confirmed strong colocalization of areas positive for ADAMTS4 and Gd. Conclusions Magnetic resonance imaging using an ADAMTS4-specific agent is a promising method for characterizing atherosclerotic plaques and could improve plaque assessment in the diagnosis and treatment of atherosclerosis. N2 - Einleitung Atherosklerose ist die Ursache für zahlreiche Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Die derzeitigen klinischen Bildgebungsverfahren liefern keine ausreichenden Informationen über die Zusammensetzung von Plaques oder das Risiko einer Ruptur. A Disintegrin and Metalloproteinase with Thrombospondin Motifs 4 (ADAMTS4) ist ein stark hochreguliertes Proteoglykan-spaltendes Enzym, das unter anderem bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Atherosklerose spezifisch auftritt. Materialien und Methoden Männliche Apolipoprotein-E-defiziente Mäuse erhielten 2 (n = 11) oder 4 Monate lang (n = 11) eine fettreiche Ernährung. Zusätzlich wurde eine Gruppe (n = 11) untersucht, die 4 Monate lang neben der fettreichen Ernährung Pravastatin über das Trinkwasser erhielt. Die Kontrollgruppe (n = 10) bestand aus C57BL/6J-Mäusen, die mit Standardfutter ernährt wurden. Vor und nach der Verabreichung der gadolinium (Gd)-basierten ADAMTS4-spezifischen Sonde wurde eine molekulare Magnetresonanztomographie durchgeführt, gefolgt von Ex-vivo-Analysen des Aortenbogens, der Arteria brachiocephalica und der Arteria carotis. Ein P-Wert < 0,05 wurde als statistisch signifikanter Unterschied gewertet. Ergebnisse Mit fortschreitender Atherosklerose wurde nach intravenöser Anwendung der Sonde ein signifikanter Anstieg des Kontrast-Rausch-Verhältnisses gemessen (Mittelwert vor Kontrastmittelgabe = 2,25; Mittelwert nach Kontrastmittelgabe = 11,47, P < 0,001 in der 4-Monats-Gruppe). Die Pravastatin-Gruppe zeigte eine verminderte ADAMTS4-Expression. Es wurde eine starke Korrelation zwischen dem mittels Immunfluoreszenzfärbung gemessenen ADAMTS4-Gehalt und einem Anstieg des Kontrast-Rausch-Verhältnisses festgestellt (R2 = 0,69). Die Mikrodissektionsanalyse ergab, dass die ADAMTS4-Genexpression im Plaque-Bereich signifikant höher war als in der Arterienwand einer Kontrollmaus (P < 0,001). Laserablation-induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie bestätigte eine starke Kolokalisierung von ADAMTS4- und Gd-positiven Bereichen. Schlussfolgerungen Die Magnetresonanztomographie mit einem ADAMTS4-spezifischen Kontrastmittel ist eine vielversprechende Methode zur Charakterisierung atherosklerotischer Plaques und könnte die Plaquebewertung in der Diagnose und Behandlung von Atherosklerose verbessern. KW - Peptide Aptamer KW - MRI Probe KW - Magnetic resonance imaging (MRI) KW - Peptide libraries KW - Laser ablation–inductively coupled plasma–mass spectrometry KW - ICP MS KW - Imaging PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-635832 DO - https://doi.org/10.1097/RLI.0000000000001152 SN - 1536-0210 VL - 60 IS - 8 SP - 499 EP - 507 PB - Ovid Technologies (Wolters Kluwer Health) CY - Philadelphia, Pennsylvania, USA AN - OPUS4-63583 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Galbacs, G. A1 - Keri, A. A1 - Kalomista, I. A1 - Kovacs-Szeles, E. A1 - Gornushkin, Igor B. T1 - Deuterium analysis by inductively coupled plasma mass spectrometry using polyatomic species: An experimental study supported by plasma chemistry modeling N2 - based on the use of the signal from hydrogen-containing polyatomic ions formed in the inductively coupled plasma. Prior to analytical experiments, a theoretical study was performed to assess the concentration of polyatomic species present in an equilibrium Ar-O-D-H plasma, as a function of temperature and stoichiometric composition. It was established that the highest sensitivity and linearity measurement of D concentration in a wide range can be achieved by monitoring the ions of D2 and ArD, at masses 4 and 42, respectively. Results of the calculations are in good agreement with the experiments. Signal stability, spectral interferences, as well as the effect of plasma parameters were also assessed. Under optimized conditions, the limit of detection (LOD) was found to be 3 ppm atom fraction for deuterium when measured as ArD (in calcium and potassium free water), or 78 ppm when measured as D2. The achieved LOD values and the 4 to 5 orders of magnitude dynamic range easily allow the measurement of deuterium concentrations at around or above the natural level, up to nearly 100% (or 1 Mio ppm) in a standard quadrupole ICP-MS instrument. An even better performance is expected from the method in high resolution ICP-MS instruments equipped with low dead volume sample introduction systems KW - ICP MS KW - Deuterium KW - Deuterium enriched water PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1016/j.aca.2020.01.011 VL - 1104 SP - 28 EP - 37 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-50777 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -