Meting van pulse propagatiesnelheid, distensibiliteit en spanning in een abdominale aortaaneurysma muismodel

Een abdominale aorta-aneurysma (AAA) vertegenwoordigt een significante hart-en vaatziekten gekenmerkt door een permanente gelokaliseerde verwijding van de aorta overschrijding van de oorspronkelijke diameter van het vat met 1,5 keer¹. AAA behoort tot de top 13 oorzaken van sterfte in de Verenigde Staten². De progressie van AAA wordt toegeschreven aan de degeneratie van de aortawand en elastine fragmentatie, wat uiteindelijk leidt tot aortabreuk. Deze veranderingen in de aortawand kunnen optreden zonder een significante toename van de maximale intraluminale diameter (MILD), wat erop wijst dat MILD alleen niet voldoende is om de ernst van de ziekte te voorspellen³. Daarom moeten aanvullende factoren worden geïdentificeerd om de eerste veranderingen in de aortawand te detecteren, wat de opties voor vroegtijdige behandeling kan leiden. Het algemene doel van dit protocol is om een praktische handleiding te bieden voor het beoordelen van aortafunctionele eigenschappen met behulp van echografie zoals gekenmerkt door metingen van de pulsvermeerderingssnelheid (PPV), distensibility en radiale belasting.

Een goed gekarakteriseerd experimenteel model om AAA te bestuderen, voor het eerst beschreven door Daugherty en collega’s, omvat onderhuidse infusie van angiotensine II (AngII) via osmotische pompen in Apoe^-/- muizen⁴. Nauwkeurige meting van MILD met behulp van echografie is instrumenteel geweest bij het karakteriseren van AAA in dit muismodel⁵. Hoewel histologische veranderingen tijdens de ontwikkeling van AAA uitgebreid zijn bestudeerd, zijn veranderingen in de functionele eigenschappen van de vaatwand zoals aortastijfheid niet goed gekarakteriseerd. Dit protocol benadrukt het gebruik van hoogfrequente echografie in combinatie met de geavanceerde analyses als krachtige instrumenten voor het bestuderen van de temporele progressie van AAA. Met name deze benaderingen stellen ons in staat om de functionele eigenschappen van de vaatwand te beoordelen, gemeten door PPV, distensibility en radiale belasting.

Recente klinische studies bij proefpersonen met AAA, evenals in het door murine elastase geïnduceerde AAA-model, wijzen op een positieve correlatie tussen aortastijfheid en aortadiameter^6,7. PPV, een indicator van aortastijfheid, wordt aanvaard als een uitstekende meting voor het kwantificeren van veranderingen in stijfheid in vaatwand^6,8. PPV wordt berekend door de transittijd van de pulsgolfvorm te meten op twee plaatsen langs de vasculatuur, waardoor een regionale beoordeling van aortastijfheid wordt gegeven. We hebben onlangs aangetoond dat verhoogde aortastijfheid zoals gemeten door PPV, en op cellulair niveau zoals bepaald met behulp van atoomkracht microscopie, positief correleert met aneurysma ontwikkeling⁹. Verder suggereert de literatuur dat aortastijfheid kan voorafgaan aan aneurysmale dilatatie en dus nuttige informatie kan geven over regionale intrinsieke eigenschappen van de vaatwand tijdens de ontwikkeling van AAA¹⁰. Op dezelfde manier zijn distensibility- en stammetingen de kwantificeringsinstrumenten om eerdere veranderingen in arteriële fitness te meten. Gezonde slagaders zijn flexibel en elastisch, terwijl met verhoogde stijfheid en minder elasticiteit, distensibility en spanning wordt verminderd. Hier bieden we een praktische gids en stap voor stap protocol voor het gebruik van een hoogfrequent echografisch systeem om MILD, PPV, distensibility en radiale belasting bij muizen te meten. Het protocol biedt technische benaderingen die moeten worden gebruikt in combinatie met de basisinformatie die door handleidingen voor specifieke echografie-instrumenten en de bijbehorende video tutorial. Belangrijk is dat in onze handen het beschreven beeldvormingsprotocol reproduceerbare en nauwkeurige gegevens biedt die waardevol lijken in de studie van de ontwikkeling en progressie van experimentele AAA.

Om het nut van echografie verder aan te tonen, bieden we voorbeeldbeelden en metingen uit onze eigen studies gericht op het gebruik van farmacologische benaderingen voor het voorkomen van experimentele AAA¹¹. Specifiek, inkeping signalering is voorgesteld om betrokken te zijn bij meerdere aspecten van vasculaire ontwikkeling en ontsteking¹². Met behulp van genhaploinsiënsiciëntie en farmacologische benaderingen hebben we eerder aangetoond dat Notch-remming de ontwikkeling van AAA bij muizen vermindert door infiltratie van macrofagen op de plaats van vasculaire schade^13,14,15te voorkomen. Voor het huidige artikel, met behulp van de farmacologische benadering voor Notch remming richten we ons op de relatie tussen aortastijfheid en factoren met betrekking tot AAA. Deze studies illustreren dat Notch remming vermindert aortastijfheid, dat is een maatregel van AAA progressie¹¹.