Neuartige In-vivo-Mikro-Computertomographie-Bildgebungsverfahren zur Beurteilung des Fortschreitens der nicht-alkoholischen Fettlebererkrankung

Zusammenfassung

Unter Verwendung eines diätinduzierten Mausmodells der nicht-alkoholischen Fettlebererkrankung (NAFLD) beschreiben wir den Einsatz neuartiger in vivo Mikro-Computertomographie-Bildgebungsverfahren als nicht-invasive Methode zur Beurteilung der Progressionsstadien der NAFLD, wobei der Schwerpunkt hauptsächlich auf dem hepatischen Gefäßnetzwerk liegt, da es maßgeblich an der NAFLD-bedingten Leberdysregulation beteiligt ist.

Zusammenfassung

Die nicht-alkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) ist ein wachsendes globales Gesundheitsproblem, und die Auswirkungen der NAFLD werden durch den derzeitigen Mangel an wirksamen Behandlungen noch verstärkt. Erhebliche limitierende Faktoren, die die rechtzeitige und genaue Diagnose (einschließlich Grading) und Überwachung von NAFLD sowie die Entwicklung potenzieller Therapien behindern, sind die derzeitigen Unzulänglichkeiten bei der Charakterisierung der Struktur der hepatischen Mikroumgebung und der Bewertung des Krankheitsstadiums in raumzeitlicher und nicht-invasiver Weise. Unter Verwendung eines diätinduzierten NAFLD-Mausmodells untersuchten wir den Einsatz von in vivo Mikro-Computertomographie (CT)-Bildgebungsverfahren als nicht-invasive Methode zur Beurteilung der Progressionsstadien der NAFLD, wobei wir uns hauptsächlich auf das hepatische Gefäßnetzwerk konzentrierten, da es maßgeblich an der NAFLD-bedingten Leberdysregulation beteiligt ist. Diese bildgebende Methodik ermöglicht eine longitudinale Analyse der Lebersteatose und der funktionellen Gewebeaufnahme sowie die Beurteilung des relativen Blutvolumens, des Pfortaderdurchmessers und der Dichte des Gefäßnetzwerks. Das Verständnis der Anpassungen des hepatischen Gefäßnetzwerks während der NAFLD-Progression und die Korrelation mit anderen Methoden zur Charakterisierung des Krankheitsverlaufs (Steatose, Entzündung, Fibrose) mit der vorgeschlagenen Methode kann den Weg für die Etablierung neuer, effizienterer und reproduzierbarer Ansätze für die NAFLD-Forschung an Mäusen ebnen. Es wird auch erwartet, dass dieses Protokoll den Wert präklinischer Tiermodelle für die Untersuchung der Entwicklung neuartiger Therapien gegen das Fortschreiten der Krankheit erhöht.

Einleitung

Die nicht-alkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) ist eine Stoffwechselerkrankung, von der etwa 25 % der Bevölkerung und >80 % der krankhaft adipösen Menschen betroffen sind¹. Schätzungsweise ein Drittel dieser Personen entwickelt eine nichtalkoholische Steatohepatitis (NASH), die durch Lebersteatose, Entzündung und Fibrose gekennzeichnet ist². NASH ist ein Krankheitsstadium mit einem signifikant höheren Risiko für die Entwicklung von Zirrhose und hepatozellulärem Karzinom (HCC)^3,4. Aus diesem Grund ist NASH derzeit die zweithäufigste Ursache für Lebertransplant....

Protokoll

Alle Verfahren wurden von den Mitarbeitern von BIOEMTECH in Übereinstimmung mit den europäischen und nationalen Tierschutzbestimmungen durchgeführt und von den nationalen Behörden genehmigt (Lizenznummer EL 25 BIOexp 45/PN 49553 21/01/20). Alle Experimente wurden unter Einhaltung der ARRIVE-Richtlinien²⁶ konzipiert und berichtet. Die Mäuse wurden vom Hellenic Pasteur Institute in Athen, Griechenland, gekauft.

HINWEIS: Die Tiere wurden in einzeln belüfteten Käfigen, die mit Schienen und Pappröhren angereichert waren, in einem Raum bei 20-22 °C, einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50%-60% und einem 12-stündigen Hell-D....

Ergebnisse

In dieser repräsentativen Studie zeigte die Mikro-CT-Bildgebung ohne Kontrastmittel einen höheren Anteil an Leberfett bei Mäusen mit NAFLD im Vergleich zu den Kontrollen (Tabelle 2), was die Pathologie bestätigt. Unter Verwendung des ExiTron-Kontrastmittels und der oben beschriebenen Analyse der Architektur und Dichte des hepatischen Gefäßnetzwerks wurde festgestellt, dass die Gesamtvolumendichte des hepatischen Gefäßnetzwerks bei Mäusen mit NAFLD im Vergleich zu gesunden Kontrollen höher war (.......

Diskussion

Die derzeit empfohlene Methode für die NAFLD-Diagnose und das Staging beim Menschen ist die Leberbiopsie, die das Risiko von Blutungskomplexitäten sowie Ungenauigkeiten bei der Probenahme birgt⁴⁰. Im Gegenteil, in Tiermodellen wird eine solche Diagnose durch histologische postmortale Untersuchung durchgeführt, obwohl Protokolle für eine überlebensfähige Leberbiopsie jetzt verfügbar sind und empfohlen werden, wenn das Studiendesign dies zulässt⁴¹. Der Einsatz der pos.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
eXIA160	Binitio Biomedical, Inc.		https://www.binitio.com/?Page=Products
High fat diet with 60% of kilocalories from fat	Research Diets, New Brunswick, NJ, USA	D12492
High-fructose corn syrup	Best flavors, CA	hfcs-1gallon
Lacrinorm ophthalmic ointment	Bausch & Lomb
Normal diet with 10% of kilocalories from fat	Research Diets, New Brunswick, NJ, USA	D12450
Viscover ExiTron nano 12000	Milteny Biotec, Bergisch Gladbach, Germany	130-095-698
VivoQuant	Invicro
X-CUBE	Molecubes, Belgium		https://www.molecubes.com/systems/