Magnetic Particle Imaging (MPI): Histopathologisches Korrelat des In-vivo-Tracersignals von Superparamegnetic Iron Oxide Nanoparticles (SPIOs) in verschiedenen Organen

Zielsetzung:

Korrelation von In-vivo gemessenem MPI Signal und histopathologischem Eisennachweis zweier unterschiedlicher SPIO-Tracer nach i.v. Applikation.

Material und Methodik:

Ein selbst synthetisierter SPIO-Tracer (50µmol/kg) und Resovist (50µmol/kg) wurden in jeweils 10 New Zealand White Rabbits appliziert. Zu den Zeitpunkten 1, 5, 10, 30 and 720 Minuten nach i.v. Tracerapplikation wurden pro Studienarm 2 Tiere euthanasiert und Organproben (Myokard, Leber, Niere, Milz, Lymphknoten und Aortenwand) zur Fixierung in Formalin entnommen. Zwei Kaninchen erhielten keine SPIOs und dienten als Referenzstandard. Für alle Organe wurde das Signal mittels Magnetic Particle Spectroscopy (MPS) bestimmt. Nach der Berliner-Blau-Färbung erfolgte die Eisenquantifizierung in ein 3-Stufenschema. Die Signalhöhe der MPS wurde mit dem Stufenschema korreliert.

Ergebnisse:

Das MPS Signal von Resovist® war generell höher als das Signal des selbst synthetisierten Tracers. Die höchste Eisenkonzentration und das höchste gemessene MPS Signal (4,41*10 – 8 Am2 Hz-1) konnte für Resovist® nach 30 Minuten in der Milz nachgewiesen werden. Das MPS Signal und die Eisenmenge waren in der Milz auch stets höher als in der Leber. Allerdings korrelierte die Eisenmenge nicht mit dem Signal, da nach 12h, bei anhaltendem histopathologischen Eisennachweis, ein Signalabfall im MPS beobachtet wurde. In den übrigen Organen wurde weder histopathologisch noch mittels MPS eine Eisenaufnahme nachgewiesen.

Schlussfolgerungen:

SPIO's scheinen für die spezifische Bildgebung von Milz und Leber im MPI geeignet, während die Bildgebung der anderen Organe wenig erfolgversprechend ist. Die Eliminierung aus der Blutzirkulation und der Abbau der SPIO's erfolgen im Retikuloendothelialen System, was den MPS Signalverlauf und die steigende Eisenmenge in der Milz und Leber unterstreicht. Die Abhängigkeit des MPS-Signals von der jeweiligen Größe intakter Partikel im Gegensatz zum Gesamteisenanteil der SPIOs erklärt die fehlende Korrelation von MPS Signal und Histopathologie im zeitlichen Verlauf.