MRT - Bildgebung bei Fütterung spezifischer Diäten in verschiedenen Mausmodellen

Die Nichtalkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) ist eine Variante der Fettleber, deren Grundvoraussetzung das Fehlen eines signifikanten Alkoholkonsums ist. Durch die Zunahme an Adipositas und Diabetes mellitus Typ 2 erkrankten Menschen ist die NAFLD zur häufigsten Lebererkrankung geworden. Die Prävalenz in Europa liegt zwischen 20 und 30 %. Die Nichtalkoholische Steatohepatitis (NASH) entwickelt sich durch weitere Schädigungsmechanismen aus der NAFLD. Ein Voranschreiten der NASH führt zu Fibrosen und zu Zirrhosen. Durch die Veränderungen steigt das Risiko für die Entwicklung von Hepatocellulärem Carcinom (HCC).
Zentrales Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Entstehung (zeitlich und diätabhängig) o.g. Lebererkrankungen bei der AL-Maus zu untersuchen und mit der C57-Maus zu vergleichen, um somit Rückschlüsse auf den Einfluss genetischer Defekte auf Entzündung und Tumorentstehung zu ziehen.
Die Mäuse wurden nach dem Absetzen mit 21 Tagen in 4 verschiedene Fütterungsgruppen randomisiert. Von jeder Fütterungsgruppe wurden mindestens 13 Tiere abschließend untersucht. Vom Tag des Absetzens bis zum Versuchsende erhielten die Mäuse ihr jeweiliges Futter. Ab der 25. Lebenswoche bis zur 37. Lebenswoche erfolgten die MRT-Untersuchungen alle 4 Wochen in Narkose.
Der Fokus dieser Arbeit lag auf der Quantifizierung des Lebervolumens im MRT, dem Vergleich zum Lebergewicht, Körpergewicht und den Leberfunktionsparametern in den zwei Mausmodellen bei Fütterung verschiedener Diäten. Nach Korrektur eines Ausreißers zeigte sowohl die gemessene GPT eine große bis sehr große signifikante Korrelation zum Lebervolumen (r > 0.7) als auch eine große, signifikante Korrelation (r > 0.5) zum Lebergewicht. Im Gegensatz zur GPT zeigt die GOT hier nur eine kleine, nicht-signifikante Korrelation (r ≈ 0.1).
Die Serumhypercholesteinämie zeigte sich bei allen AL-Mäusen unabhängig von der Diät, war jedoch am ausgeprägtesten bei den Tieren auf Westerndiät. Ebenfalls lagen die Triglyceridwerte der AL-Mäuse über dem Niveau der C57-Mäuse.
Beim Lebervolumen zeigte sich der signifikante Einfluss der Diät (p < 0.001) aber nicht der des Genotyps (p = 0.73). Eine Tendenz (nicht signifikant) einer Interaktion zwischen Diät und Genotyp (p = 0.076).
Beim Lebergewicht zeigte sich der signifikante Effekt der Diät (p < 0.001) und des Genotyps (p = 0.002), aber keine Interaktion zwischen Diät und Genotyp (p = 0.33).
Das gemessene Lebervolumen zeigte eine sehr große, signifikante Korrelation (r >0.8) mit dem Lebergewicht und bestätigte die Auswertungsmöglichkeit mit dem MRT. Die klinische 3 T MRT Untersuchung mit passender Spule ist somit gut geeignet um die Leber hinsichtlich Größenänderung zu monitoren.
Die Hautveränderungen bei den AL-Mäusen auf Cholesteroldiät waren teils sehr ausgeprägt, so dass diese Tiere vorzeitig aus dem Versuch genommen wurden. Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is a variant of fatty liver that occurs in the absence of significant alcohol consumption. Due to the increase in obesity and type 2 diabetes mellitus, NAFLD has become the most common liver disease. The prevalence in Europe is between 20 and 30%. Non-alcoholic steatohepatitis (NASH) develops from NAFLD through additional mechanisms of damage. Progression of NASH leads to fibrosis and to cirrhosis. These changes increase the risk of developing hepatocellular carcinoma (HCC).
The central aim of the research project was to investigate the development (time and diet dependent) of the above-mentioned liver diseases in the AL-mouse and to compare it with the C57-mouse in order to draw conclusions on the influence of genetic defects on inflammation and tumor development.
Mice were randomized into 4 different feeding groups after weaning at 21 days of age. At least 13 animals from each feeding group were conclusively examined. From the day of weaning until the end of the experiment, the mice were fed their respective diets. From the 25th week of life until the 37th week of life, MRI examinations were performed under anesthesia every 4 weeks.
The focus of this work was to quantify liver volume on MRI, compare to liver weight, body weight, and liver function parameters in the two mouse models when fed different diets. After correction for an outlier, both measured GPT show a strong significant correlation with liver volume (r > 0.7) and a strong significant correlation (r > 0.5) with liver weight. In contrast to GPT, GOT shows only a weak, nonsignificant correlation here (r ≈ 0.1).
Serum hypercholesterolemia was evident in all AL-mice regardless of diet but was most pronounced in animals on the Western diet. Likewise, the triglyceride levels of the AL-mice were above the level of the C57-mice.
Liver volume showed the significant influence of diet (p < 0.001) but not that of genotype (p = 0.73). A tendency (not significant) of an interaction between diet and genotype (p = 0.076).
Liver weight showed a significant effect of diet (p < 0.001) and genotype (p = 0.002), but no interaction between diet and genotype (p = 0.33).
Measured liver volume showed a large significant correlation (r >0.8) with liver weight, confirming the evaluation possibility with MRI. Thus, the clinical 3 T MRI examination with matching coil is well suited to monitor the liver in terms of size change.
The skin changes in the AL-mice on Cholesterol diet were very pronounced, so that these animals were taken out of the experiment prematurely.