Sepelvaltimotaudin, sydäninfarktin ja sydämen vajaatoiminnan translationaaliset mallit. Kehitys, validointi ja in vivo kuvantaminen positroniemissiotomografialla

Sepelvaltimotaudissa sepelvaltimot ahtautuvat ateroskleroosin vuoksi, mikä johtaa sydänlihaksen verenvirtauksen heikkenemiseen ja sydänlihasiskemiaan. Akuutissa sydäninfarktissa pitkittynyt iskemia johtaa sydänlihaskuolioon eli nekroosiin, joka korvautuu arpikudoksella. Sydäninfarktin seurauksena sydämen rakenteessa ja toiminnassa tapahtuu muutoksia, mikä johtaa niin kutsuttuun haitalliseen sydänlihaksen uudelleenmuovautumiseen ja lopulta sydämen toiminnan heikkenemiseen ja kroonisen vajaatoiminnan kehittymiseen.

Tässä väitöskirjatyössä kehitettiin ja validoitiin kolme erilaista sepelvaltimotaudin, sydänlihasiskemian ja infarktin suureläinmallia translationaalisia tutkimuksia varten. Ensimmäisessä osatyössä sepelvaltimotaudin mallissa oli yhdistetty diabetes ja hyperkolesterolemia. Toisessa osatyössä sydänlihasiskemia ja infarkti oli aiheutettu kirurgisesti ja kolmannessa osatyössä katetrisaatiolla. Mallien karakterisoinnissa käytettiin kajoamattomia positroniemissiotomografiaan (PET) perustuvia kuvantamismenetelmiä, joilla mitattiin sydänlihaksen verenvirtausta, hapenkulutusta ja glukoosinkäyttöä. Lisäksi sydämen pumppausominaisuuksia mitattiin ultraäänikardiografialla ja tietokonetomografialla. Hyperkolesterolemia ja diabetesmallilla tutkittiin ateroskleroottisten tautimuutosten kuvantamista [18F]fluorodeoksiglukoosi ([18F]FDG) PET-merkkiaineella. Sepelvaltimon ahtauman malleilla tutkittiin sydämen metabolisia ja rakenteellisia muutoksia ja levosimendaanin sydäntä suojaavaa vaikutusta. Tutkimme myös uusia radiolääkeaineita sydänlihaksen verenvirtauksen määrittämiseen. Sepelvaltimotaudin mallissa havaitsimme ateroskleroottisia muutoksia, jotka olivat yhteydessä lisääntyneeseen [18F]FDG kertymään. Sydämen vajaatoiminnan malleissa krooninen sydäninfarkti johti systolisen funktion huononemiseen, haitalliseen sydänlihaksen uudelleenmuovautumiseen ja alentuneeseen sydänlihaksen hyötysuhteeseen. Infarktinjälkeinen hoito levosimendaanilla johti infarktialueen rajoittumiseen ja sydämen pumppausominaisuuksien parantumiseen. Uudet testatut 68Ga-leimatut radiolääkeaineet eivät tässä tutkimuksessa soveltuneet sydänlihaksen verenvirtauksen määrittämiseen.

Johtopäätöksenä, diabetes ja hyperkolesterolemia johtavat varhaisen vaiheen ateroskleroottisiin muutoksiin. Sepelvaltimon tukkeuma kehitti merkittävän sydänlihasiskemian ja myöhemmän infarktin johtaen sydänlihaksen uudelleenmuovautumiseen. Testattujen koemallien myötä meillä on mahdollisuus tutkia lisää sepelvaltimotaudin ja sydämen vajaatoiminnan tautimekanismeja, uusia radiolääkeaineita ja hoitomuotoja.