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 -