Angiogeneze a fibróza u infarktu myokardu

Integriny jsou skupinou molekul odpovědných za mezibuněčnou adhezi a signalizaci. Zahrnují superrodinu heterodimerních receptorů, které se skládají z 18 různých podjednotek α ​​a β. V kombinaci mohou generovat 24 různých podtypů receptorů s řadou fyziologických a patofyziologických funkcí [Takada et al, 2007]. Receptor avp3 je integrin, který se nachází v nízkých hladinách na zralých endoteliálních buňkách, ale je výrazně regulován na endoteliálních buňkách aktivně rostoucích krevních cév. Dříve byl znám jako vitronektinový receptor, ačkoli bylo následně zjištěno, že váže mnoho dalších ligandů včetně fibrinogenu, fibronektinu, lamininu, trombospondinu, von Willebrandova faktoru a určitých podtypů kolagenu. Tyto rysy jsou také pozorovány u integrinového receptoru avp5, přičemž oba receptory rozpoznávají motiv arginin-glycin-aspartát (RGD) přítomný na těchto ligandech.

1.1.2 Úloha integrinů avp3 a avp5 u kardiovaskulárních onemocnění

Exprese avp3 a avp5 receptorů je regulována v řadě chorobných stavů a ​​to bylo zvláště dobře charakterizováno v angiogenezi spojené s růstem nádoru a metastázami [Friedlander et al, 1995; Brooks a kol., 1994]. Existuje však mnoho potenciálních rolí této integrinové dráhy u kardiovaskulárních onemocnění, včetně infarktu myokardu, aterosklerózy, restenózy, aortální stenózy a onemocnění aneuryzmat, které byly relativně neprozkoumané.

1.1.2.1 Infarkt myokardu

Po infarktu myokardu dochází k intenzivní zánětlivé reakci následované angiogenezí a fibrózou. Během této doby hojení a reparace dochází k výrazné regulaci integrinů, aby se zajistilo účinné hojení myokardu. U integrinových receptorů avp3 a avp5 to odráží angiogenezi i fibrózu vzhledem k jejich vazebným vlastnostem ligandu [van den Borne et al, 2008; Higuchi a kol., 2008]. To je v centru časné a opožděné remodelace levé komory v infarktové a periinfarktové zóně. V časné fázi dominuje angiogeneze k obnovení vaskulární integrity a tkáňové perfuze, přičemž receptory avp3 a avp5 jsou regulovány a exprimovány na aktivovaných endoteliálních buňkách v nově se tvořících cévách [Higuchi et al, 2008]. S následným hojením a remodelací myokardu vyžaduje aktivace fibroblastů a diferenciace na myofibroblasty interakce receptorů αvβ3 a αvβ5 a je zásadní pro rozvoj fibrózy [van den Borne et al, 2008]. Maladaptivní fibrotické reakce a nepříznivá remodelace levé komory mohou být základem rozvoje srdečního selhání po infarktu myokardu. Tyto procesy a dráhy mohou také hrát roli ve vývoji myokardiální fibrózy u jiných stavů, jako je hypertrofie levé komory spojená s aortální stenózou [Dweck et al, 2011].

1.1.2.2 Ateroskleróza a restenóza

Rozvoj aterosklerózy je způsoben komplexní souhrou oxidovaných lipidů, infiltrace zánětlivých buněk a migrace buněk hladkého svalstva v arteriální stěně. Jakmile se aterosklerotické pláty vytvoří, mohou progredovat a prasknout, což vede ke klinickým projevům akutního infarktu myokardu a cévní mozkové příhody. Mezi rysy spojené s rupturou plaku patří tenký vláknitý uzávěr, zásoba bohatá na lipidy a intraplakové krvácení. Prasknutí plaku je skutečně spojeno s neovaskularizací plaku a expresí vaskulárně-endoteliálního růstového faktoru [Hiyama et al, 2010], což naznačuje, že nestabilita může být indukována angiogenezí. Zvýšená regulace avp3 a avp5 receptorů tedy může představovat nový marker a potenciální terapeutický cíl [Maile et al, 2010], zranitelnosti plaků.

Proces neointimální hyperplazie a restenózy po perkutánní koronární intervenci zahrnuje nábor buněk hladkého svalstva cév. Tento proces je také závislý na receptorech αvβ3 a αvβ5 a je také potenciálním cílem pro inhibici restenózy [Kokubo et al, 2007].

1.1.3 Fluciklatid

Fluciklatid je cyklický peptid obsahující RGD, který byl nedávno vyvinut jako 18F-radiotracer k detekci nádorové angiogeneze pomocí pozitronové emisní tomografie. Je vysoce selektivní pro avp3 a avp5 receptory s afinitami (EC50) 11,1 a 0,1 nM v daném pořadí s minimální zkříženou reaktivitou s aIIbp3 receptorem (EC50 281 nM). Preklinické práce na nádorech prokázaly, že 18F-fluciklatid je vychytáván glioblastomy a že je potlačován antiangiogenním inhibitorem tyrozinkinázy, sunitinibem, což potvrzuje specifičnost fluciklatidu pro oblasti angiogeneze. Byl hodnocen v I. fázi klinických studií a bylo zjištěno, že je bezpečný a dobře tolerovaný.

1.1.4 Cíle

Dosud bylo provedeno mnoho preklinických studií zkoumajících aplikaci radioaktivních indikátorů zacílených na integrinové receptory avp3 a avp5. Klinická aplikace těchto indikátorů byla do značné míry omezena na onkologii jako metoda hodnocení angiogeneze v nádorech. Zde chceme prozkoumat roli radioaktivního indikátoru receptoru avp3 a avp5, 18F-fluciklatidu, pro posouzení angiogeneze a fibrózy ve dvou hlavních oblastech kardiovaskulárních onemocnění. Konkrétně máme v úmyslu posoudit angiogenezi a remodelaci myokardu u pacientů s nedávným infarktem myokardu. Očekáváme, že tato skupina pacientů bude mít koexistující aortální aterom, což nám poskytne příležitostné posouzení vychytávání indikátoru při ateroskleróze. Domníváme se, že je důležité vyhodnotit řadu kardiovaskulárních stavů, abychom určili, zda exprese integrinových receptorů avp3 a avp5 je specifická pro určité chorobné procesy. Pokud budou úspěšné, umožní tyto předběžné údaje podrobnější průzkum specifických oblastí onemocnění a nové terapeutické intervence. V současné době není fluciklatid licencován ani schválen pro klinické použití a je zde používán jako výzkumný prostředek ke zkoumání patofyziologie aortální stenózy.

1.2 PŮVODNÍ HYPOTÉZY

Předpokládáme, že 18F-fluciklatid může identifikovat expresi integrinových receptorů avp3 a avp5 in vivo u člověka ve dvou hlavních oblastech kardiovaskulárních onemocnění: akutní infarkt myokardu a ateroskleróza aorty. Konkrétně předpokládáme, že 18F-fluciklatid bude:

1. Prokázat selektivní vychytávání v oblasti infarktu myokardu v časné fázi zotavení (1-3 týdny).
2. Vazba v infarktových i vzdálených oblastech pacientů se závažným infarktem myokardu v pozdějších fázích zotavení (6-12 týdnů)
3. Být zachycen do aortálního aterosklerotického plátu.

6 HODNOCENÍ

6.1 ANGIOGENEZE A FIBRÓZA PO AKUTNÍM INFARKTU MYOKARDU

Po akutním infarktu myokardu dochází k intenzivní regulaci avp3 a avp5 receptorů, která zpočátku pomáhá regulovat angiogenezi a obnovu vaskulární integrity a tkáňové perfuze kromě opožděné exprese, která je spojena s rozvojem fibrózy v infarktovém myokardu. Budeme tedy hodnotit pacienty dva a devět týdnů po akutním infarktu myokardu. Protože v této populaci nebude možné provést přímé histologické potvrzení angiogeneze nebo fibrózy, porovnáme tyto nálezy s pacienty s prokázaným kolaterálním koronárním průtokem krve z chronického uzávěru koronárních tepen a také se zobrazením srdeční magnetické rezonance prokázaného a stabilního myokardu. fibróza.

6.1.1 Studijní plán

Ve dnech 14±7 a 63±7 po akutním infarktu myokardu podstoupí 30 pacientů odběr krve a pozitronovou emisi a počítačovou tomografii s 18F-fluciklatidem. Po injekci 18F-fluciklatidu budou pacienti sledováni pomocí našeho standardního klinického přístupu, včetně sledování hemodynamických parametrů, a to bude pokračovat po celou dobu jejich studijní návštěvy až do odjezdu. Rovněž podstoupí srdeční magnetickou rezonanci s hodnocením perfuze gadolinia a pozdního zlepšení v den 14±7 a znovu mezi 6. až 12. měsícem po infarktu myokardu. Budeme konkrétně přijímat dvě stejně velké a odpovídající populace pacientů (n=15 na skupinu), u kterých byla nebo nebyla revaskularizována tepna související s infarktem perkutánní koronární intervencí. Kromě toho budeme podobně hodnotit jednorázově 10 pacientů stejného věku a pohlaví s chronickou (> 6 měsíců) okluzí velké epikardiální cévy.

Vzorky krve budou hodnoceny pomocí standardních klinických biochemických a hematologických profilů, jako je úplný krevní obraz a močovina a elektrolyty. Kromě toho budou hodnoceny markery srdeční ischémie, fibrózy a angiogeneze. Další sérum, plazma a DNA budou uloženy při -80 stupních Celsia pro budoucí potenciální analýzy.

6.1.2 Výklad studie

Vzhledem k tomu, že cévy budou plně vytvořeny, nebudou kolaterální tepny a jakýkoli infarkt myokardu pacientů s chronickou okluzí exprimovat receptory avp3 a avp5 a budou působit jako negativní kontroly. Předpokládáme také, že pacienti s akutním infarktem myokardu a nevaskularizovanou kompletní okluzí koronární arterie budou mít intenzivnější vychytávání 18F-fluciklatidu jak ve 14., tak v 63. dni z důvodu větší časné neovaskularizace a rozsáhlejšího infarktu. Pacienti s kompletní revaskularizací budou mít pravděpodobně mírnou angiogenezi a fibrózu, a proto předpokládáme méně intenzivní vychytávání 18F-fluciklatidu v obou časových bodech. Sice nebudeme mít histologický komparátor, ale magnetická rezonance srdce nám poskytne údaje o rozsahu infarktu myokardu (14. den) a fibrózy (6 - 12 měsíců), funkci levé komory, stupni perfuze myokardu a přítomnosti mikrovaskulární obstrukce. Budeme také hodnotit celou skupinu s infarktem (n=30), abychom určili, zda rozsah vychytávání 18F-fluciklatidu koreluje s měřením funkce levé komory a remodelací po infarktu magnetickou rezonancí.

Máme v úmyslu použít snímky získané od 10 zdravých subjektů stejného věku a pohlaví, které byly vybrány ze souběžné studie s názvem „Identifikace in vivo angiogeneze a fibrózy u aortální stenózy pomocí pozitronové emisní tomografie“ (R&D 2012/R/CAR/23, REC 12/SS/0204). Ty budou fungovat jako negativní kontroly jako komparátory pro zdravý myokard. Jde o podobnou studii zahrnující použití radioindikátoru 18F-fluciklatidu u pacientů s aortální stenózou. Tito pacienti podstoupí jedno vyšetření CT-PET a vyšetření magnetickou rezonancí s hodnocením pozdního zesílení gadolinia a budou souhlasit s použitím svých údajů v této současné studii.

6.2 ANGIOGENEZE PŘI ATEROSKLEROZE AORTY

Pacienti s akutním infarktem myokardu budou mít vysokou prevalenci souběžné aterosklerózy aorty. V Dr. Dweck's Fellowship jsme byli schopni využít tuto asociaci a provést sekundární analýzy vychytávání 18F-fluoridu sodného v aortální a koronární ateroskleróze [Dweck et al, 2012b]. To přineslo některé vysoce inovativní nálezy, které informovaly o našem chápání aterosklerózy a role kalcifikace.

6.2.1 Studijní plán

Použijeme soubory dat získané od pacientů výše ke zkoumání vychytávání 18F-fluciklatidu v hrudní aortě. Ateroskleróza bude identifikována pomocí počítačové tomografie a zobrazení magnetické rezonance získané z hrudníku v době skenování studie. Nebude vyžadováno žádné další pořizování snímků. To poskytne pilotní data pro následné specializované studie zaměřené na akutně zanícené aterosklerotické pláty, jako jsou pacienti s nedávnými přechodnými ischemickými atakami nebo mrtvicemi, které lze připsat karotidám.