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Vaskuläre Verkalkung (VC) ist ein unabhängiger Risikofaktor für kardiovaskuläre Morbidität und Mortalität 1,2,3. Lange Zeit als passiver chemischer Prozess der ektopischen Mineralablagerung betrachtet, erscheint es nun als modifizierbare Gewebeheilungsreaktion, die den aktiven Beitrag verschiedener Zellen einschließlich aktivierter vaskulärer glatter Muskelzellen (hVSMC) als Treiber der Krankheit beinhaltet 4,5. Im lebenden Organismus VC kann durch Multislice-CT-Scans als Beurteilung der atherosklerotischen Belastung gemessen werden 6,7,8. Derzeit ist ein Paradigmenwechsel im Gange, bei dem der Schweregrad von VC als Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Typ-II-Diabetes, chronische Nierenerkrankungen und das Altern anerkannt wird 9,10,11,12,13,14,15.
hVSMCs sind der häufigste Zelltyp im Herz-Kreislauf-System und ein Hauptakteur bei der Entwicklung von VC. In-vitro-hVSMC-induzierte Verkalkung ist ein weit verbreitetes Krankheitsmodell zur Untersuchung kardiovaskulärer Erkrankungen16,17. Die meisten Protokolle zum Nachweis von In-vitro-Verkalkung verwenden jedoch Endpunktmessungen, die die Datenerfassung einschränken, eine stärkere Verwendung von Zellmaterial erfordern und die Forschung verlangsamen können. Gängige Methoden zum Nachweis von in vitro hVSMC-Verkalkung umfassen den o-Cresolphthalein-Assay, der die solubilisierte Calciumablagerung gegen das Gesamtprotein misst und eine Zelllyse erfordert18. Außerdem wird Alizarin-Rot-Färbung verwendet, die direkt an Kalziumablagerungen auf festen Zellen oder Gewebe bindet19. Um die hVSMC-Verkalkung im Laufe der Zeit mit o-Cresolphthalein oder Alizarinrot zu untersuchen, sind Chargen von Replikaten pro Zeitpunkt erforderlich, was den Bedarf an biologischem Material erhöht und damit die Wahrscheinlichkeit einer Variabilität erhöht.
In diesem Artikel beschreiben wir die Methode für die Anwendung eines neuartigen Assays, der hVSMCs mit einer fluoreszierenden Bildgebungssonde verwendet, um die In-vitro-VC-Progression zu bestimmen und als singulärer Verkalkungsassay im Endstadium zu fungieren. Wir haben bereits gezeigt, dass dieser Assay direkt mit den o-Cresolphthalein- und Alizarin-Rot-Methoden vergleichbar ist und zur Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Kulturbedingungen verwendet werden kann20. Zusätzlich zu Echtzeitmessungen kann dieser Assay verwendet werden, um die Neigung von Serum- oder Plasmaproben als Surrogatmarker für die klinische VC-Entwicklung zu bestimmen20. Dies wird bei der Anwendung biologischer Strategien der kardiovaskulären Wissenschaften und der Krankheitsmodellierung helfen. Eine weitere Anwendung des Assays kann als translationales BioHybrid-System zur Beurteilung des Schweregrads oder der Progression von VC aus Blutbestandteilen wie Serum oder Plasma erfolgen.