Imaging for disease activity in atherosclerosis

Abstract

La aterosclerosis y sus consecuencias son las principales causas de muerte en todo el mundo. Las herramientas de diagnóstico por imagen pueden ser potencialmente útiles para detectar personas en riesgo de sufrir eventos clínicos y para controlar la eficacia de las terapias y, aunque trazadores PET como 18FDG o 18F-NaF ya están en uso clínico, la asociación entre los mecanismos de la pared arterial y la señal de 18FDG/18F-NaF necesitan más aclaración. En la presente tesis, utilizamos el modelo de aterosclerosis de minicerdo transgénico PCSK9D374Y de tamaño humano para realizar un análisis de la distribución y especificidad del 18F-NaF en las placas calcificadas de PCSK9D374Y (Objetivo I). Además, desarrollamos un método para reducir los niveles de LDL en minicerdos PCSK9D374Y con aterosclerosis establecida y caracterizamos los cambios resultantes en la composición de la placa (Objetivo II). Por último, investigamos la utilidad del 18FDG-PET para monitorizar la regresión de la placa inducida por la reducción de LDL y el mecanismo subyacente (Objetivo III). Métodos - Para el objetivo I, se realizaron 18F-NaF-PET de la aorta in vivo y ex vivo y se autoradiografiaron múltiples arterias. La histología de la placa, la intensidad de la señal y la autorradiografía se relacionaron mediante análisis de regresión y colocalización. Para los objetivos II y III, los minicerdos PCSK9D374Y con aterosclerosis fueron sometidos a una intervención de reducción de LDL durante 3 meses con una dieta baja en grasas o una dieta baja en grasas complementada con un inhibidor de la proteína de transferencia microsomal (MTP). En todos los animales, se realizaron 18FDG-PET y se analizaron secciones seriadas de la aorta abdominal y las arterias ilíaca y DA para determinar la morfología de la placa, la acumulación de lípidos y el contenido celular. En un experimento separado, se analizaron las placas abdominales de cerdos ateroscleróticos y en regresión mediante la secuenciación del ARN unicelular. Resultados y conclusiones – En el Objetivo I, demostramos que la intensidad de señal de 18F-NaF se correlaciona con la cantidad de calcificación de la placa in vivo y ex vivo. Además, el análisis de la autorradiografía mostró que el 18F-NaF se une específicamente a las calcificaciones de la placa, independientemente de su clasificación como macro o microcalcificaciones. En los objetivos II y III, descubrimos que el inhibidor de MTP combinado con una dieta baja en grasas podía disminuir los niveles plasmáticos de LDL en minicerdos PCSK9D374Y hasta niveles clínicamente aceptados, permitiendo la creación de un modelo de regresión de la aterosclerosis. La regresión de la enfermedad implicó una reducción significativa del contenido lipídico y del área necrótica en comparación. El número de macrófagos se redujo, aunque no significativamente. Este modelo se aplicó para validar la capacidad del 18FDG-PET para monitorizar la actividad de la enfermedad. La señal de 18FDG se redujo sustancialmente en los cerdos con inhibidor de MTP en comparación con los cerdos con enfermedad activa. Mediante el análisis de scRNA-seq, se detectó la reducción del metabolismo de la glucosa tanto en las en los componentes celulares de las placas en regresión