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Die Therapieentscheidungen bei aortalen Läsionen (AL) erfolgt derzeit primär Durchmesser-basiert. AL beruhen auf unterschiedlichen ätiologischen Mechanismen und werden oft kumulativ mit dem Begriff Aneurysma beschrieben. Dies berücksichtigt nicht den krankheitsmechanistischen Hintergrund und bleibt prognostisch lediglich monodimensional. Diese Arbeit schlägt einen Algorithmus vor, mit welchem sämtliche AL ätiologisch diskriminiert werden können.

In einem interdisziplinärem Expertenteam (Radiologie, Gefässchirurgie, Genetik, Immunologie, Molekularbiologie) wurden CT basiert AL morphologisch deskriptiv analysiert. Dabei ergaben sich konsensbasierte Entitäten-Cluster. Um diese Cluster klinischen Bildern zuzuordnen, wurden an bestimmten Dichotomien der Einteilung Scores erforderlich. Es ergaben sich Scores für Bindegewebe, Atherosklerose Inflammation und Infektion. Im Folgenden Schritt erfolgte im Gesamtgremium auf Basis von Stichproben eine Überprüfung der diagnostischen Spezifität des entstandenen Algorithmus. In einem inter-observer Ansatz wurden dreimal n=40 Datensätze untersucht und die Einteilung validiert. Diese Einteilung wurde per Abstimmung konsentiert.

Es wurden 6 verschiedene ätiologische Entitäten definiert: Typ 1 – degenerativ-inflammatorisch, Typ 2 – bindegewebsassoziiert, Typ 3 – immunologisch, Typ 4 – infektiös, Typ 5 – traumatisch, Typ 6 – multifaktoriell identifiziert. Daraus wurde eine systematische Beschreibung relevanter Parameter (Kalzifizierungsgrad, arteriosklerotische Läsionen, Tortuosität, Konfiguration, periaortale Veränderungen) abgeleitet.

Aktuell erfolgt die Indikationsstellung der Behandlung von AL durchmesserbasiert. Die Behandlungsstrategie ist besonders durch technische Umsetzbarkeit getriggert. Es bleiben Unklarheiten bezüglich einheitlicher Nomenklatur, Prädiktion bezüglich Dynamik, Rupturraten und Outcome-Bewertung. Für diese Präzisierung gegenwärtiger Behandlungsstrategien ist eine weiterführende akademische und krankheitsbezogene Erforschung von AL erforderlich. Eine ätiologische Klassifikation ist ein basaler Schritt auf diesem Weg. Mit dem vorgeschlagenen Algorithmus wurde hierfür eine valides Klassifikationssystem vorgestellt, das ein multidimensionales differenziertes Krankheitsverständnis integriert.

Die Phylogenetik der Aorta beschreibt eine heterogene Entwicklung aus mindestens vier verschiedenen embryonalen Anlagen. Aktuell ist die Behandlung für alle Patienten mit Aortenaneurysma eine chirurgische Therapie basierend auf dem Durchmesser. Ein besseres Verständnis der Biologie der Aortenwand, z.B. komparativ zwischen verschiedenen Aneurysmaentitäten, kann helfen, eine zukünftige nicht-chirurgische Therapie zu realisieren. In dieser Studie wird die Histo-Morphologie von abdominellen Aortenaneurysmen (AAA) mit der aus dem abdominellen Teil von thorako-abdominellen Aneurysmen (TAAA) vor dem Hintergrund klassischer Risikofaktoren wie Diameter und Ko-Morbiditäten verglichen.

Proben von abdominell operierten TAAA Patienten werden mit AAA Patienten verglichen. Die histologische Aufarbeitung der Aneurysmawand basiert auf einer Klassifizierung gemäß der entzündlichen Aktivität und Zusammensetzung, Angiogenese sowie Fasergehalt in Media und Adventitia. Die individuelle Morphologie wird mit den Komorbiditäten des Patienten, Alter, Geschlecht, Körpergewicht, Körpergröße, Begleitmedikation sowie einfachen Laborparametern korreliert und zusätzlich mit dem Durchmesser. Der Patienten-Vergleich erfolgt anhand eines 4:1 Propensity Score Matchings.

Aus 272 AAA Patienten und 24 TAAA Patienten konnte ein 4:1 Matching anhand von Alter, Geschlecht, Ruptur, Durchmesser, Ko-Morbiditäten, Medikation und Laborparametern ohne signifikante Unterschiede erfolgen. In der Histo-Morphologie ergaben sich in beiden Kohorten keine Unterschiede bei Verkalkung, Entzündungsart- und stärke, Angiogenese, Fibrose und dem Gehalt elastischer Fasern.

Die Histo-Morphologie des abdominellen Teils von TAAAs unterscheidet sich nicht von AAAs und suggeriert daher einen uniformen Aspekt phylogenetisch identischer Gefäßabschnitte. Weitere Studien mit genetischer Analyse müssen diese Ergebnisse verifizieren. Forschungserkenntnisse zum AAA könnten damit auch evtl. auf thorako-abdominelle Pathologien übertragen werden.

Oxidativer Stress (OS) und seine Regulation durch den NRF2-Signalweg spielen eine wichtige Rolle in der Pathogenese des abdominellen Aortenaneurysmas (AAA). Wirkstoffe zur Reduktion von OS in der Gefäßwand gelten als vielversprechend zur Verzögerung der AAA-Progression. Das Mitochondrien-spezifische Antioxidans MitoQ zeigte bereits Erfolge bei der Therapie anderer vaskulärer Erkrankungen, seine Wirkung auf das AAA ist jedoch bisher nicht untersucht. In dieser Studie wurde die Rolle des NRF2-Signalweges im AAA-Gewebe sowie die protektive Wirkung von MitoQ gegen oxidativen Stress in primären (HAoSMC) und immortalisierten (Im-SMC) aortalen Gefäßmuskelzellen untersucht.

Mittels Immunhistochemie wurde an 22 Biopsien aus AAA-Gewebe und 9 gesunden Aorten die Expression von NRF2 sowie der oxidative Stressmarker 8-OHdG in unterschiedlichen Zelltypen quantifiziert. Isolierte HAoSMC Zellkulturen wurden in vitro für 7 Tage mit 10 nM MitoQ vorbehandelt und dann für 30 min. mit unterschiedlichen Konzentrationen H2O2 behandelt. Nach einer Regenerationszeit von 0, 2, 4, und 24 Stunden erfolgte die Bestimmung der Viabilität, der Produktion von reaktiven Sauerstoff-Spezies (ROS) sowie der Expression und Aktivität von NRF2 und seinen Zielgenen anhand von Fluoreszenzfärbung, ELISA, RT-qPCR und Aktivitäts-Assays.

Im Bereich der Intima/Media war die NRF2-Expression in AAA-Biopsien signifikant niedriger als in gesunden Aortenpräparaten, während die Menge an 8-OHdG deutlich erhöht war. Entsprechend war der Quotient NRF2/8-OHdG in AAA-Biopsien signifikant niedriger als in Kontrollpräparaten, was auf eine Beeinträchtigung im NRF2-Signalweg der HAoSMC hinweist. In vitro wirkte sich eine 30-min. Exposition mit H2O2-Konzentrationen über 100 µM toxisch auf die Im-SMC aus, gesunde primäre HAoSMC regenerierten hingegen nach 4 und 24 Stunden. Entsprechend war die ROS-Produktion in Im-SMC nach 24h Regenerationszeit signifikant erhöht. Die Vorbehandlung mit MitoQ führte zu einem deutlichen Anstieg der zellulären NRF2-Menge und -Aktivität und verringerte somit die toxische Wirkung von H2O2. Die ROS-Produktion war in MitoQ-behandelten Im-SMC unmittelbar nach 100 µM H2O2-Exposition entsprechend niedriger.

MitoQ kann oxidativem Stress durch H2O2 in HAoSMC entgegenwirken, indem es den NRF2-Signalweg aktiviert und die Zelle so vor Beschädigung schützt.

Das abdominelle Aortenaneurysma (AAA) ist eine letale Gefäßerkrankung, bei der eine sterile Inflammation die Gefäßwand schwächt und das Rupturrisiko erhöht. Exosome sind 30-150 nm große extrazelluläre Vesikel, die sterile Aktivatoren dieser Immunreaktion sein können. Ziel ist es zu untersuchen, inwiefern plasmatische Exosomen insbesondere dendritischen Zellen und T-Lymphozyten aktivieren und somit zur AAA-Entstehung und Progression beitragen.

In einem AAA-Mausmodell wurde den Behandlungstieren alle 2 Tage ein Exosomeninhibitor injiziert, während die Kontrollgruppe DMSO ohne Inhibitor erhielt. Die Größe des Aneurysmas wurde wöchentlich durch Ultraschallmessungen kontrolliert. Anschließend wurden die Aorten kryohistologisch untersucht, indem die Aortenstruktur mittels MOVAT Pentachrom/Elastika-van-Gießon-Färbung analysiert wurde. Zudem wird die Elastindefragmentierung durch Matrix-Metalloproteinasen (MMPs) in situ mittels Zymographie untersucht. Außerdem soll das Einwandern von Immunzellen und ihren Subpopulationen in das AAA durch immunhistologische Färbungen gezeigt werden.
Humanbiologisch werden Exosome und T-/Dendritische Zellen aus AAA-Patientenblut isoliert. Die Immunzellen werden mit den Exosomen kultiviert und anschließend ihre Aktivierung anhand der Freisetzung von Zytokinen mithilfe von Multi-arrays bestimmt.

Die mit Exosomeninhibitoren behandelten Mäuse zeigten langsamere Progression von AAA im Vergleich zu den Kontrolltieren. Histologische Analysen wiesen eine reduzierte Intima-Dicke und Adventitia sowie eine weniger ausgeprägte Fragmentierung der Elastinfasern durch verringerte MMP Aktivität nach. Das Ausmaß der Immunzellrekrutierung in die AAA Wand infiltrierten T-Zellen zeigte sich vermindert. Die Co-Kultivierung von dendritischen Zellen, T-Lymphozyten und Plasmaexsomen resultierte in einer vermehrten Freisetzung pro-inflammatorischer Zytokine.

Präliminare Ergebnisse im experimentellen AAA-Mausmodell deuten auf eine Schlüsselrolle von Exosomen in der Entstehung und Progression des AAA hin. Dies bietet einen potentiellen Ansatzpunkt für innovative, molekulare Therapieansätze, die eine nicht-invasive Alternative zu der chirurgischen Behandlung bieten könnten.

Vaskuläre Inflammationsprozesse, Degeneration der extrazellulären Matrix sowie der Verlust von glatten Muskelzellen spielen in der pathophysiologischen Entwicklung von Aortenaneurysmen eine wichtige Rolle. Mehrere Studien haben eine große Anzahl von miRNAs nachgewiesen, die bei Patienten mit Aortenaneurysmen eine wichtige Rolle spielen.
Ziel unserer Studie war die Untersuchung solcher zirkulierenden miRNAs im Blut von Patienten vor und nach Aneurysmaauschaltung mit der Frage, ob diese nach offener Aneurysmaausschaltung oder endovaskulärer Ausschaltung (mit oder ohne Nachweis eines Endoleaks) potentiell unterschiedlich exprimiert werden.

In einer prospektiven, nicht-randomisierten, zweiarmigen Studie im Zeitraum zwischen 2019-2021 wurden alle Patienten, die elektiv am infrarenalen Aortenaneurysma (offen (OR) sowie endovaskulär (EVAR)) operiert wurden und die Einschlusskriterien erfüllten eingeschlossen. Die Entscheidung bzgl der Operationstechnik erfolgte nach den gängigen Kriterien und war nicht Teil der Studie.
Nach Studieneinschluss wurden dann präoperativ, früh postoperativ (Tag 3) sowie im Follow-up (FU) nach 3 und 12 Monaten folgende miRNAs im Serum mittels rtqPCR untersucht: miR-29b/29c, miR-155, and miR-15a.

Insgesamt konnten 39 Patienten (87.2% männlich) eingeschlossen werden (Gruppe I n=17 OR; Gruppe II n=22 EVAR). n=10/22 Patienten entwickelten ein Typ2 Endoleak. Zwischen den beiden Gruppen gab es keinen signfikanten Unterschied bzgl Komorbiditäten und postoperativen Komplikationen.
Es zeigte sich kein signifikanter Unterschied in der Expression der zirkulierenden miR-155, miR-15a, miR-29b, or miR-29c zwischen Gruppe I und II während des FU. In der Subgruppen-Analyse zeigte sich jedoch eine signifikant niedriegere Expression von zirkulierendem miR-15a bei Patienten nach EVAR ohne Nachweis eines Endoleaks im Vergleich zu den Patienten mit Endoleak und offener Aneurysmaauschaltung früh postoperativ (Tag 3).

In unserer Studie konnten wir keinen signifikanten Unterschied in der Expression von miR-155, miR-15a, miR-29b, and miR-29c vor und nach Aneurysmaausschaltung (offen oder endovaskulär) nachweisen. Patienten nach EVAR ohne Endoleak zeigten früh postoperativ jedoch eine signifikant niedrige Expression von miR-15a. Diese Ergebnissen könnten für eine mögliche Rolle von miR-15a im frühen aortalen Remodeling nach EVAR sprechen.

Zerebrale Embolien sind weiterhin eine der häufigsten Komplikationen von endovaskulären Prozeduren im Aortenbogen. Ziel dieser experimentellen Studie war die Abklärung des Einflusses der Anatomie des Aortenbogens und der arteriosklerotischen Plaque-Formation auf das Auftreten von zerebralen Embolien während der Implantation einer thorakalen Endoprothese (TEVAR).

In einem physiologischen Flussmodel wurde die Implantation einer TEVAR in Landeszone 2 durch drei Senior-Chirurgen durchgeführt. Hierbei wurden die Aortenbogentypen I, II und III („gothic arch“) aus CT-Angiographien nachgebildet und mittels Silikon-3D-Druck umgesetzt. Für die Simulation der Atheromlast wurde auf ein etabliertes Arteriosklerose-Model zurückgegriffen. Es wurden Plaque-Konfigurationen der Klassifikationen III-V nachgebildet und im Silikonmodel verankert (Feezor et al., 2007). Die Embolisate wurden während der Interventionen in zwei Filtersystemen aufgefangen und abschließend ausgewertet. Diese Rohdaten bildeten dann die Grundlage für eine abschließende mathematische Modellierung.

Es konnte gezeigt werden, dass über 42% der experimentellen Prozeduren unter den hier simulierten „Extrembedingungen“ einer relativ hohen Atheromlast zu Embolien, vorzugsweise der linken A. carotis und damit des linken zerebralen Stromgebietes führten. Interessanterweise wurde auch ein vergleichsweiser hoher Anteil von Embolien im rechten zerebralen Stromgebiet nachgewiesen. Bereits eine mäßige Atheromlast, selbst bei günstiger Anatomie (Aortenbogentyp I), führte zu einem signifikanten Anstieg der Embolien während der Aortenbogentyp nur einen vergleichsweisen geringeren Einfluss auf die Rate der Embolien hatte und ein „gothic arch“ insbesondere zu Embolien des rechten Stromgebietes führte. Zu Kongressbeginn soll zudem die mathematische Modellierung der Ergebnisse vollständig vorliegen, sodass Aussagen zu einer Vielzahl von simulierten Wahrscheinlichkeiten vorliegen.

Die vergleichsweise hohe Rate an Embolien zeigt, dass für zukünftige endovaskuläre Prozeduren im Aortenbogen, die Weiterentwicklung von „low-Profile“ Endoprothesen und eine standardisierte präoperative Evaluation ggf. statistische Modellierung der Atheromlast sinnvoll erscheinen.

Feezor RJ, Martin TD, Hess PJ et al (2007) Risk factors for perioperative stroke during thoracic endovascular aortic repairs (TEVAR). J Endovasc Ther 14:568–573

Laborchemische Veränderungen nach gefäßchirurgischen Eingriffen sind häufig, ihr Einfluss auf die Prognose nach fenestriertem endovaskulären Aortenrepair (FEVAR) jedoch noch nicht gänzlich erforscht. Diese Studie untersucht die Veränderung erhobener Laborparameter in den ersten 14 Tagen postoperativ. Ein potenzieller Einfluss auf das Patientenüberleben soll dabei durch eine neue Herangehensweise an die Darstellung untersucht werden.

In einer retrospektiven Kohorte von 100 konsekutiven Patienten mit Operation ab 2013 (82 Männer, 18 Frauen, Medianalter 73 Jahre [Q1–Q3: 70–76]) wurden Hämoglobin (Hb), C-reaktives Protein (CRP), Kreatinin, Thrombozyten und Leukozyten präoperativ und bis 14 Tage postoperativ erhoben. Die Area Outside Reference (AOR) wurde berechnet und ihr Einfluss auf die Mortalität mittels Cox-Regression, adjustiert für Alter und Geschlecht, untersucht. Zur Bestimmung der Gesamtmortalität wurde für alle Patienten ein Sterberegisterabgleich per 31.12.2023 durchgeführt.

Ein relevanter postoperativer Hb-Abfall von ≥2g/dl wurde bei 64% der Patienten beobachtet. Die Thrombozytenwerte sanken postoperativ im Mittel um 63,8% und zeigten dann eine schrittweise Erholung. Die Leukozytenkonzentration stieg initial an, fiel um den fünften postoperativen Tag ab und nahm anschließend erneut zu. Kreatinin und CRP stiegen postoperativ und CRP blieb deutlich über dem Referenzbereich. Die AOR zeigte keinen signifikanten Einfluss auf die Mortalität zum Sterberegisterabgleich 2023, mit Ausnahme der Leukozyten. Dieser Effekt war nicht mehr nachweisbar, wenn die fünf innerhalb 30 Tage verstorbenen Patienten ausgeschlossen wurden.

Postoperative Veränderungen hämatologischer Laborparameter nach FEVAR folgen charakteristischen Mustern. Der häufige Thrombozytenabfall in den ersten Tagen bedarf einer differenzialdiagnostischen Abgrenzung zur heparininduzierten Thrombozytopenie, da eine Heparingabe im Rahmen der Operation üblich und therapeutische Konsequenzen möglich sind. Die AOR der untersuchten Parameter, inklusive Kreatinin, erwies sich als nicht prädiktiv für die langfristige Mortalität, was einer vorsichtigen Interpretation bedarf, auch unter Berücksichtigung früherer Untersuchungen zum Akuten Nierenversagen nach FEVAR. Weitere Studien sind erforderlich, um den Einfluss inflammatorischer Veränderungen auf die postoperative Prognose zu bewerten.

Abdominelle Aortenaneurysmen (AAA) weisen eine deutlich erhöhte Wandsteifigkeit auf. Pathomechanistisch könnten Pulsationen des elastischen AAA-Halses axiale Kräfte auf den angrenzenden, starren AAA-Sack ausüben und so das Wachstum des AAA fördern. Das CASD (Circumferential Aortic Stiffening Device) ist das erste seiner Art und eine mögliche endovaskuläre Therapieoption, die entwickelt wurde, um den AAA-Hals zu immobilisieren und den anfälligen AAA-Sack mechanisch vor proximalen Aortenpulsationen zu schützen.

In einem in-vivo AAA Großtiermodell am Schwein wurde nach einem etablierten Protokoll (Ballondilatation, fokale Behandlung mit Kollagenase, Elastase und CaCl₂) eine AAA Induktion vorgenommen. Eine Woche nach der Induktionsoperation wurde das CASD unter Fluoroskopie über einen femoralen Zugang in den AAA-Hals implantiert (Behandlungsgruppe) oder die Schweine blieben unbehandelt (Kontrollgruppe). Serielle Ultraschallmessungen dienten zur Überwachung der Aortenwandbewegung und des Fortschreitens des AAA. Vier Wochen nach der AAA-Induktion wurden histologische und molekulare Parameter der AAA-Wand-Remodellierung bewertet.

Die ex-vivo AAA-Induktionsoperation führte nach 7 Tagen zu einer deutlichen AAA-Bildung (~40 % Vergrößerung des Aortendurchmessers). In der Behandlungsgruppe konnte das CASD sicher und zuverlässig in den AAA-Hals implantiert werden, ohne Anzeichen akuter Gefäßtraumata, Dissektion, Thrombose oder Stentmigration. Nach der Implantation bewirkte das CASD eine schnelle Versteifung des Aortenhalses. Im Gegensatz zur Kontrollgruppe, die nach 7 Tagen ein fortschreitendes AAA-Wachstum zeigte, wurde das AAA-Wachstum in der CASD-behandelten Gruppe gestoppt – und sogar rückgängig gemacht –, was zu einer signifikant kleineren AAA-Größe am Tag 28 führte. Die Regression des AAA ging zudem mit einer Unterdrückung der Parameter der Aneurysmawand-Remodellierung einher

Die CASD-Implantation konnte sicher und zuverlässig in einem AAA-Großtiermodell durchgeführt werden und stoppte das Wachstum des AAA Diameters effektiv. Das CASD könnte somit einen neuartigen therapeutischen Ansatz bei der Behandlung von AAA ermöglichen.