Detektion von Eisenoxid-beladenen Endothelzellmonolayern in einem klinschen 3 T-Scanner

Die Diagnose primärer systemischer Vaskulitiden gestaltet sich schwierig, da pathognomonische Symptome oftmals fehlen. Daher sollen Methoden im Rahmen der molekularen Bildgebung entwickelt werden, mit denen sich entzündliche Veränderungen der Gefäße nichtinvasiv mittels MRT darstellen lassen.

Hierzu wurde zunächst ein Zellkultursystem etabliert, das die Darstellung von Zellmonolayern, die unspezifisch mit Eisenoxid beladen wurden, in einem klinischen 3T-MRT-Gerät erlaubt. Es wurden zwei unterschiedliche Versuchsaufbauten miteinander verglichen: Zum einen wurden humane Nabelschnurvenen-Endothelzellen (HUVEC) auf Multiwellplatten kultiviert, zum anderen auf Filtereinsätzen mit einer PET-Membran. Mehrere unterschiedliche Eisenoxidnanopartikel wurden hinsichtlich ihrer spontanen Aufnahmerate in die HUVEC und ihrer Nachweisbarkeit im MRT an einem 3T MRT (Achieva, Philips) verglichen. Die Monolayer wurden jeweils vor und nach dem Scan hinsichtlich Konfluenz und Intaktheit lichtmikroskopisch überprüft. Die aufgenommene Eisenmenge wurde mittels des Spectroquant Eisen-Tests (Merck) bestimmt. Mittels Berlinerblau-Färbung wurde die Lokalisation des Eisens bestimmt.

Es zeigte sich, dass bei Kultivierung der Zellen auf Membraneinsätzen Monolayer nachgewiesen werden konnten, die eine deutlich geringere Eisenmenge aufgenommen hatten als bei Kultur auf Multiwellplatten. Außerdem unterschieden sich die eingesetzten Nanopartikel hinsichtlich ihrer Aufnahmeraten in die Zellen deutlich.

Insgesamt ermöglicht das beschriebene Kultursystem den Nachweis auch geringe Eisenkonzentrationen in Zellmonolayern und bietet somit die technischen Voraussetzungen für eine Markierung entzündungsspezifischer Moleküle in Endothelzellen in vitro.

Diese Arbeit wurde unterstützt durch das Land Schleswig-Holstein im Rahmen des Verbundprojektes „Molecular Imaging North“ – Schleswig-Holstein (MOIN-SH) und Molecular Imaging Center (MIC).