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Assessment of Albumin ECM Accumulation and Inflammation as Novel In Vivo Diagnostic Targets for Multi-Target MR Imaging

  • Atherosclerosis is a progressive inflammatory vascular disease characterized by endothelial dysfunction and plaque burden. Extracellular matrix (ECM)-associated plasma proteins play an important role in disease development. Our magnetic resonance imaging (MRI) study investigates the feasibility of using two different molecular MRI probes for the simultaneous assessment of ECM-associated intraplaque albumin deposits caused by endothelial damage and progressive inflammation in atherosclerosis. Male apolipoprotein E-deficient (ApoE-/-)-mice were fed a high-fat diet (HFD) for 2 or 4 months. Another ApoE-/--group was treated with pravastatin and received a HFD for 4 months. T1- and T2*-weighted MRI was performed before and after albumin-specific MRI probe (gadofosveset) administration and a macrophage-specific contrast agent (ferumoxytol). Thereafter, laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry and histology were performed. With advancing atherosclerosis, albumin-based MRIAtherosclerosis is a progressive inflammatory vascular disease characterized by endothelial dysfunction and plaque burden. Extracellular matrix (ECM)-associated plasma proteins play an important role in disease development. Our magnetic resonance imaging (MRI) study investigates the feasibility of using two different molecular MRI probes for the simultaneous assessment of ECM-associated intraplaque albumin deposits caused by endothelial damage and progressive inflammation in atherosclerosis. Male apolipoprotein E-deficient (ApoE-/-)-mice were fed a high-fat diet (HFD) for 2 or 4 months. Another ApoE-/--group was treated with pravastatin and received a HFD for 4 months. T1- and T2*-weighted MRI was performed before and after albumin-specific MRI probe (gadofosveset) administration and a macrophage-specific contrast agent (ferumoxytol). Thereafter, laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry and histology were performed. With advancing atherosclerosis, albumin-based MRI signal enhancement and ferumoxytol-induced signal loss areas in T2*-weighted MRI increased. Significant correlations between contrast-to-noise-ratio (CNR) post-gadofosveset and albumin stain (R2 = 0.78, p < 0.05), and signal loss areas in T2*-weighted MRI with Perls’ Prussian blue stain (R2 = 0.83, p < 0.05) were observed. No interference of ferumoxytol with gadofosveset enhancement was detectable. Pravastatin led to decreased inflammation and intraplaque albumin. Multi-target MRI combining ferumoxytol and gadofosveset is a promising method to improve diagnosis and treatment monitoring in atherosclerosis.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:J. Möckel, J. Brangsch, C. Reimann, Jan Ole Kaufmann, I. Sack, D. B. Mangarova, A. Kader, M. Taupitz, L. C. Adams, S. Keller, A. Ludwig, B. Hamm, R. M. Botnar, M. R. Makowski
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Biology
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.5 Proteinanalytik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:MDPI
Verlagsort:Basel
Jahrgang/Band:10
Ausgabe/Heft:10
Aufsatznummer:964
Erste Seite:1
Letzte Seite:16
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Aneurysm; Atherosclerotic plaques; Contrast agent; Extracellular matrix; Gadofosveset; Human serum albumin; Imaging; MRI; Macrophages; Magnetic resonance imaging
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Umwelt
Umwelt / Sensorik
DOI:10.3390/biology10100964
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-536725
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:03.11.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:03.11.2021
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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