Ultrastrukturální charakteristiky mitochondrií v kardiomyocytech při srdečním selhání (MITOCH-HF)

Podle moderních koncepcí může být mitochondriální dysfunkce základním základem pro rozvoj a progresi CHF, včetně pacientů podstupujících revaskularizaci myokardu. Procesy mitochondriální fúze, dělení a mitofágie jsou zaměřeny na udržení buněčné homeostázy. Změna rovnováhy těchto procesů může vést k hromadění poškozených organel s narušenými funkcemi. U pacientů s CHF jsou dysfunkční mitochondrie charakterizovány rozptylem velikosti, dezorganizací krist a změnami lokalizace vzhledem k myofibrilám.

Téma vlivu mitochondriální dysfunkce na prognózu a klinický průběh CHF přitom zůstává i dnes diskutabilní. Přímé studium strukturních a funkčních rysů mitochondrií v lidských kardiomyocytech je extrémně obtížný úkol, a proto se takové studie provádějí extrémně zřídka a na velmi omezených kohortách. V plánované studii bude vzhledem k dlouhé době náboru studijního materiálu studována ultrastruktura mitochondrií u velké kohorty pacientů v rozsahu od 45 do 60 osob.

Cílem této studie je studovat asociaci mitochondriální dysfunkce s klinickým průběhem a výsledky CHF ischemické etiologie a také posoudit míru souladu nepřímých kritérií mitochondriální dysfunkce s přímou ultrastrukturální charakteristikou mitochondrií v kardiomyocytech.

Tato jednocentrická prospektivní kohortová studie bude zahrnovat 45–60 pacientů. Pacientům budou odebrány bioptické vzorky z pravého boltce, odběr a konzervace krve a jejích derivátů. K posouzení ultrastruktury mitochondrií kardiomyocytů bude provedena elektronová mikroskopie vzorků myokardu. Výsledky přímé studie mitochondrií budou porovnány s nepřímými známkami mitochondriální dysfunkce: registrací fenoménu zvýšeného vyplavování radiofarmak z myokardu, zvýšením počtu kopií mitochondriální DNA a koncentrací cytochromu C v myokardu. krev, příslušnost mitochondriální DNA k haploskupině K. Výsledky získané v každém z výzkumných úkolů budou mít vysoký vědecký význam a publikační potenciál.

Výsledky studie budou získány řešením následujících úkolů:

1. Prozkoumat klinický a prognostický význam mitochondriální dysfunkce, potvrzený přímými i nepřímými vyšetřovacími metodami, u pacientů s CHF se stenózní aterosklerózou koronárních tepen, kteří podstoupili chirurgickou revaskularizaci myokardu v prospektivní kohortové studii;
2. Studovat ultrastrukturální charakteristiky mitochondrií kardiomyocytů z boltce pravé síně pomocí transmisního elektronového mikroskopu JEM-1400 (JEOL, Japonsko) u pacientů s CHF se sníženou nebo mírně sníženou ejekční frakcí levé komory (HFrEF, HFmrEF) a stenózní aterosklerózou koronární tepny;
3. Vyhodnotit vlastnosti mitochondriálního genomu, zejména určit, zda mitochondriální DNA patří do haploskupiny K, což může být spojeno se zhoršenou adaptací na hypoxii v důsledku negativního účinku substituce guaninu na adenin v pozici 9055 (G9055A) [Strauss K.A. a kol. Závažnost kardiomyopatie spojené s deficitem translokátoru-1 adeninnukleotidu koreluje s haploskupinou mtDNA. Proč Natl Acad Sci USA 26. února 2013;110(9):3453-8. doi: 10.1073/pnas.1300690110] a jeho vztah k prognóze onemocnění a ultrastruktuře mitochondrií podle elektronové mikroskopie;
4. Studovat asociaci počtu kopií mitochondriální DNA v krevní plazmě s ultrastrukturálními známkami mitochondriální dysfunkce u CMC;
5. Zhodnotit obsah biochemického markeru mitochondriálního poškození - cytochromu C v krevním séru pacientů s CHF a identifikovat korelaci jeho koncentrace se závažností strukturálních a funkčních změn v mitochondriích;
6. Posoudit význam fenoménu zvýšeného vyplavování radiofarmaka Tc99-MIBI z myokardu a určit míru korelace rychlosti vyplavování Tc99-MIBI s ultrastrukturálním stavem mitochondrií, jakož i s klinickým průběhem resp. prognóza CHF;
7. Vypočítejte statistické parametry (senzitivita, specificita, stupeň shody) pro každý z nepřímých známek mitochondriální dysfunkce a jejich souhrn v diagnostice poruch mitochondriální ultrastruktury podle dat elektronové mikroskopie a predikce klinického průběhu a výsledků CHF u pacientů podstupujících chirurgický zákrok revaskularizaci myokardu.

Plánuje se tedy poprvé na světě prokázat souvislost přímých ultrastrukturálních známek mitochondriální dysfunkce s klinickým průběhem a výsledky CHF u pacientů, kteří podstoupili chirurgickou revaskularizaci myokardu. Poprvé na světě bude prezentována míra souladu dostupných nepřímých známek mitochondriální dysfunkce se skutečným ultrastrukturálním stavem mitochondrií se zahrnutím 45–60 pacientů do studie. Na základě výsledků studie bude navržen parametr nebo soubor parametrů, které budou nejvíce souviset s klinickým průběhem onemocnění a výsledkem u pacientů s CHF ischemické etiologie.

Získané výsledky budou mít vysoký vědecký význam a důležitost světové úrovně, a to jak pro základní lékařskou vědu, tak pro praktickou realizaci výsledků.