(aus: He, H., Karlas, A., Fasoula, NA. et al. Single-capillary endothelial dysfunction resolved by optoacoustic mesoscopy. Light Sci Appl 15, 37 (2026). https://doi.org/10.1038/s41377-025-02103-6)
Aus dem Abstract: Die mikrovaskuläre Endothelfunktionsstörung (MiVED) ist ein Frühindikator für eine Endothelschädigung, die häufig einer Funktionsstörung in großen Arterien vorausgeht. Obwohl die MiVED-Untersuchung neue Erkenntnisse über die Pathophysiologie von Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) liefern oder eine frühzeitigere Erkennung und feinere Krankheitsstratifizierung ermöglichen könnte, bleibt die detaillierte In-vivo-Beobachtung der MiVED aufgrund fehlender geeigneter Technologien eine Herausforderung.
Um diese Lücke zu schließen, stellten wir die Hypothese auf, dass die beschleunigte Ultrabreitband-Raster-Scan-Optoakustische Mesoskopie (RSOM), d. h. die schnelle RSOM (fRSOM), erstmals Hautmerkmale der MiVED mit einer Auflösung auf Kapillarebene auflösen könnte. Wir untersuchten, ob wir morphologische Merkmale und dynamische Reaktionen während der postokklusiven reaktiven Hyperämie aufzeichnen können, um die bislang detaillierteste Beobachtung der mikrovaskulären Endothelfunktion zu erreichen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass mit fRSOM auf der Haut die Auswirkungen des Rauchens (N = 20) und der atherosklerotischen CVD (N = 20) auf die kutane Endothelfunktion eindeutig gemessen werden konnten. Zum ersten Mal fanden wir schichtspezifische Auswirkungen, wobei Rauchen und CVD die subpapilläre Dermis anders beeinflussen als die retikuläre Dermis; eine Erkenntnis, die mit „Bulk”-Volumensignalen aus der Laser-Doppler-Flowmetrie oder Gewebespektrometrie nicht auflösbar ist.
Interessanterweise konnten wir keine wesentlichen strukturellen Veränderungen in der Mikrovaskulatur von Rauchern und Freiwilligen mit CVD feststellen, was darauf hindeutet, dass MiVED ein früherer Marker sein könnte als morphologiebasierte Biomarker, die typischerweise in histologischen Studien bewertet werden. Unsere Studie stellt eine nicht-invasive Methode vor, die die Visualisierung und Quantifizierung der mikrovaskulären Struktur und Funktion der Haut ermöglicht, eine technologische Lücke schließt und neue Einblicke in die Auswirkungen von Krankheiten auf MiVED bietet.
DV=Gesamt-Beurteilung der Dermis; SD=subpapilläre Region, RD=retikuläre Region.
MVC=maximale Volumendifferenz
Es zeigt ich ein hochsignifikanter Unterschied zwischen Gesunden (grau) und KHK-Patienten (weiß).
Fazit der Autoren: Mit fast-RSOM (fRSOM) ist es erstmals gelungen, die Endothelfunktion beim Menschen nicht-invasiv mit Auflösung einzelner Kapillaren und Hautschichten zu erfassen.
Es bietet ein grundlegend anderes Funktionsprinzip und eine neue Grundlage für das Verständnis von MiVED. Die Bedeutung dieser Fähigkeit wurde hier durch die Untersuchung der Auswirkungen des Rauchens und von Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Abhängigkeit von der Tiefe demonstriert und erstmals mit statistischer Signifikanz schlüssig gezeigt, dass diese Erkrankungen tatsächlich unterschiedliche Auswirkungen auf die subpapilläre Dermis und die retikuläre Dermis des Menschen haben.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Studie einen bahnbrechenden Meilenstein darstellt, indem sie fRSOM als eine Methode etabliert, die eine Vielzahl von MiVED-Biomarkern liefern kann, im Gegensatz zu aktuellen Techniken, die nur ein einziges Ergebnis liefern. Wichtig ist, dass diese Biomarker Einblicke auf der Ebene einzelner Kapillaren liefern und in Bezug auf Tiefe, Hautschicht oder bestimmte Kapillargruppen, einschließlich ihrer Größenverteilung, dargestellt werden können. Unter Nutzung dieser besonderen Fähigkeit von fRSOM, neuartige Biomarker zu liefern, haben wir entdeckt, dass MiVED als Funktion der Hautschicht für Rauchen und für CVD variiert. Der nicht-invasive und tragbare Charakter dieser Technologie ist ideal für eine umfassende Verbreitung und eröffnet die spannende Aussicht auf den Einsatz einer neuen Reihe von Biomarkern für die präzise MiVED-Bewertung während routinemäßiger klinischer Untersuchungen von verwandten Krankheiten und insbesondere der KHK.