Histopathologic Alterations after Endovascular Radiation and Antiproliferative Stents: Similarities and Differences

Background: Endovascular radiation and drug-eluting antiproliferative stents in experimental animals (normal pigs and rabbit arteries) show a decrease in the neointimal growth at 1 months vs. controls. However, this is accompanied by delayed healing characterized by persistence of neointimal fibrin (with or without inflammation), a decrease in smooth muscle cells, and incomplete endothelialization. Conversely, stainless steel control stents show complete healing with the neointima consisting of smooth muscle cells in a proteoglycan-collagen matrix and near complete luminal surface endothelialization. Results: Long-term (3 and 6 months) animal studies fail to show any benefit with radiation or drug-eluting stents. These experimental results are discrepant from those seen clinically in man where both therapies have shown benefit at 6 months, suggesting that animal data may not be predictive of clinical results. The main differences can be explained on the basis of preclinical studies performed in juvenile animals without underlying atherosclerosis, which leads to accelerated healing in animals vs. man such that 1 month animal data likely correspond to 6 months in man. Therefore long-term (24-30 months) angiographic and/or IVUS follow-up studies in man will be required to determine if drug-eluting stents will behave similarly to animal studies at 3 and 6 months. Hintergrund: Sowohl die endovaskuläre Bestrahlung als auch antiproliferativ beschichtete Stents führen nach 1 Monat im Vergleich zu Kontrollen an gesunden Schweine- und Kaninchenarterien zu einer Abnahme des Neointimawachstums. Dies ist allerdings von einem verzögerten Heilungsprozess begleitet, der durch die Persistenz von Fibrinablagerungen auf der Neointima (mit oder ohne Entzündungszeichen) sowie durch eine Abnahme glatter Gefäßmuskelzellen und durch eine unvollständige Endothelialisierung charakterisiert ist. Im Gegensatz hierzu zeigen die Kontrollstents aus Edelstahl einen vollständigen Heilungsprozess mit Neointimabildung, die aus glatten Gefäßmuskelzellen und nach Proteoglykankollagenmatrix besteht und zu einer nahezu kompletten Endothelialisierung des Gefäßvolumens führt. Experimentelle Langzeitstudien (3 und 6 Monate) konnten keinen Nutzen der Bestrahlung oder der antiproliferativen Stents nachweisen. Ergebnisse: Diese experimentellen Ergebnisse stehen im Widerspruch zu den klinischen Ergebnissen, die für beide Therapieformen nach 6 Monaten einen Vorteil belegten. Hieraus könnte man schließen, daß die experimentellen Daten keinen prädiktiven Wert für klinische Ergebnisse besitzen. Dieser scheinbare Widerspruch könnte damit erklärt werden, dass die experimentellen Studien an jungen Tieren ohne zugrunde liegender Atherosklerose durchgeführt wurden, bei denen der Heilungsprozess im Vergleich zum Menschen deutlich beschleunigt abläuft. Daher entsprechen möglicherweise die experimentellen 1-Monats-Daten eher den 6-Monats-Daten beim Menschen. Aus diesem Grunde werden Langzeitstudien (24-30 Monate) mit Koronarangiographie und IVUS benötigt, um eine Vergleichsmöglichkeit zu den antiproliferativ beschichteten Stents nach 3-6 Monaten im Tierexperiment zu schaffen.