Cévní stárnutí a zranitelnost aterosklerotického plaku (VICTORIA)

Východiska - Proces chronologického stárnutí významně přispívá ke strukturálním a funkčním změnám ve vaskulatuře, které se objevují jako hlavní rizikový faktor pro aterosklerotické onemocnění a akutní trombotické příhody [1,2]. Kromě toho může být vaskulární deteriorace související s věkem ovlivněna volbou životního stylu, environmentálními faktory a vnějšími podněty, což vede k postupnému poklesu vaskulární integrity a funkčnosti [3,4].

Aby bylo možné identifikovat potenciální cíle pro terapeutickou intervenci s cílem oddálit nebo zvrátit škodlivé důsledky vaskulárního stárnutí, je zásadní lépe porozumět buněčným a molekulárním mechanismům vaskulárního stárnutí a také lépe definovat, jak mohou faktory prostředí tento proces urychlit [3]. -5].

V posledních desetiletích se poškození DNA – telomerické i netelomerní, spolu s mitochondriálními poškozeními – ukázalo jako klíčový spouštěč vaskulárního stárnutí a rozvoje aterosklerózy [4–11]. Množství důkazů podporuje přítomnost oxidativních lézí DNA, opotřebování telomer a poškození mitochondriální DNA jak v experimentálních modelech, tak ve vzorcích lidských plaků [12-17], stejně jako v periferních buňkách jedinců s aterosklerózou [9,18-21 ].

Navíc je stále více zřejmé, že nestabilita genomu může přímo ovlivnit vaskulární buněčnou funkci spuštěním signálních drah, které vedou k mnoha patofyziologickým změnám. Tyto změny zahrnují zánět, apoptózu, autofagii a v konečném důsledku buněčnou senescenci, která se vyznačuje sekrecí „sekrečního fenotypu spojeného se stárnutím“ (SASP). [4-11]. Robustní mechanické spojení mezi poškozením DNA a buněčným stárnutím podtrhuje poškození DNA jako hlavního kandidáta na primární příčinu stárnutí [22]. Zacílení na poškození DNA a jeho mechanistické koreláty může poskytnout logický základ pro vývoj jednotných intervencí zaměřených na zmírnění věkem podmíněné dysfunkce a onemocnění [22].

Přesné mechanismy spojující poškození DNA se SASP ve vaskulárních buňkách, stejně jako jeho role v patogenezi aterosklerózy a vulnerabilního ateromu, však zůstávají nepolapitelné.

Nedávné důkazy podtrhují vzájemné přeslechy mezi dysfunkcí telomer a mitochondriálním dysmetabolismem v procesu buněčného stárnutí [23–26] a zdůrazňují potřebu dále objasnit toto složité a složité spojení, které může otevřít nové potenciální terapeutické strategie pro onemocnění související s věkem [27]. .

Další studie jsou oprávněny k pochopení základních mechanismů, kterými mitochondriální dysfunkce ovlivňuje délku telomer a naopak, a jak jejich souhra přispívá k procesu vaskulárního stárnutí [26].

Předpokládáme, že komplexní molekulární mechanismy, které spojují dysfunkci telomer, poškození mtDNA a deregulaci nekódující RNA, jsou zapojeny do procesu vaskulárního stárnutí, což podporuje rozvoj a progresi aterosklerózy. V důsledku toho mohou být periferní markery stárnutí genetického poškození a nekódující RNA užitečné pro charakterizaci vývoje zranitelného plaku v cévách viníka a pro zlepšení prognózy pacientů.

Cíle - Specifické cíle tohoto návrhu jsou: 1) prozkoumat souvislost mezi periferními markery stárnutí buněk [délka telomer (LTL) a obsah mitochondriální DNA (mtDNAcn)] a deregulací nekódující RNA (lncRNA TERRA, MitomiR) v různá spektra anginy pectoris (stabilní angina, nestabilní, NSTEMI a STEMI) a 2) k vyhodnocení jejich asociace s velkými nežádoucími kardiovaskulárními příhodami (MACE) během 12 měsíců od zařazení.

Pacienti se srdečním šokem, městnavým srdečním selháním, terminálním onemocněním ledvin a bypassem koronární artérie budou vyloučeni. Přesné hodnocení morfologie plaku bude získáno u pacientů, kteří budou vyšetřeni na vyšetření optickou koherentní tomografií (OCT) nebo intravaskulárním ultrazvukem (IVUS) arteria viníka.

Design studie - Prospektivní, jednocentrová nerandomizovaná observační studie. Odběr vzorků a dat - U každého pacienta bude odebrán vzorek periferní krve (přibližně 10 ml) před podstoupením diagnostických nebo terapeutických angiografických procedur a použit k extrakci DNA a/nebo RNA. Vznikne biobanka dalších biologických vzorků (plná krev, plazma, sérum, sraženina, PBMC). Přibližně 12 měsíců po zařazení bude u všech pacientů zařazených do studie provedeno klinické sledování prostřednictvím běžné lékařské návštěvy nebo telefonického rozhovoru za účelem vyhodnocení nežádoucích kardiovaskulárních příhod (MACE – úmrtí, infarkt myokardu nebo potřeba následných revaskularizací).

Stanovení biomarkerů - LTL a mtDNAcn jsou měřeny po extrakci DNA z krevních leukocytů, zatímco lnc-RNA TERRA a mitomiR po extrakci RNA z krevních leukocytů a analyzovány pomocí technik Real-Time PCR.

Velikost vzorku – K detekci střední velikosti účinku (f = 0,25) v rozdílu střední hodnoty LTL mezi skupinami odhadujeme, že je zapotřebí velikost vzorku alespoň 232 celkem pacientů s hladinou alfa 0,05 a silou 90 % nebo vyšší. S ohledem na 10% míru předčasného ukončení léčby by celkový počet pacientů, kteří mají být zařazeni, měl být alespoň 260.

Statistická analýza - Normální rozdělení dat bude testováno pomocí Kolmogorova-Smirnovova testu.

Spojité proměnné budou prezentovány jako průměr, směrodatná odchylka, medián, první a třetí kvartil. Kategorické proměnné budou vyjádřeny jako čísla a procenta.

Porovnání mezi dvěma skupinami bude provedeno pomocí Studentova t testu pro nezávislé vzorky pro spojité proměnné a chí-kvadrát testu nebo Fisherova exaktního testu pro kategorické. Srovnání mezi více než dvěma skupinami bude testováno jednosměrnou analýzou rozptylu (ANOVA) následovanou Bonferroniho post-hoc testy pro dvouskupinová srovnání. Pokud není splněn předpoklad normality rozdělení dat, použijí se ekvivalentní neparametrické testy. Pearsonův nebo Spearmanův koeficient bude vypočítán ke zkoumání korelace mezi proměnnými jednorozměrným způsobem. Křivky přežití bez událostí budou sestrojeny pomocí Kaplan-Meierova modelu a testovány log-rank testem mezi různými skupinami. Jednorozměrný a vícerozměrný Coxův model proporcionálních rizik bude použit k identifikaci prediktivní hodnoty každé proměnné proti události MACE; data budou vyjádřena pomocí HR a jejich 95% intervalu spolehlivosti.

Reference

1. Hamczyk MR a kol. Biologické versus chronologické stárnutí. J Am Coll Cardiol. 3. března 2020;75:919-30.
2. Liberale L, a kol. Role vaskulárního stárnutí ve vývoji aterosklerotického plátu a vulnerability. Curr Pharm Des. 2019;2:3098-111.
3. Liu Y a kol. Expozice znečišťujících látek v životním prostředí: Potenciální přispěvatel ke stárnutí a nemocem souvisejícím s věkem. Environ Toxicol Pharmacol. 2021;83:10357.
4. Climie RE a kol. Cévní stárnutí v mládí: výzva k akci. Srdce Lung Circ. 2021;30:1613-26.
5. Ungvari Z a kol. Mechanismy vaskulárního stárnutí, Geroscience Perspective: JACC Focus Seminar. J Am Coll Cardiol. 3. března 2020;75(8):931-941
6. Andreassi MG. Koronární ateroskleróza a somatické mutace. Mutat Res. 2003;54367-8.
7. Mahmoudi M, a kol. Poškození a oprava DNA při ateroskleróze. Cardiovasc Res. 2006;71:259-68.
8. Madamanchi NRwt al. Mitochondriální dysfunkce při ateroskleróze. Circ Res. 2007;100:460-73.
9. Andreassi MG. Poškození DNA, vaskulární stárnutí a ateroskleróza. J Mol Med (Berl). 2008;86:1033-43.
10. Uryga A, a kol. Poškození a oprava DNA u cévních onemocnění. Annu Rev Physiol. 2016;78:45-66
11. Bautista-Niño PK a kol. Poškození DNA: hlavní determinant stárnutí cév. Int J Mol Sci. 2016;17:748.
12. Ballinger SW, a kol. Poškození mitochondriální DNA a dysfunkce v buňkách vaskulárního endotelu a hladkého svalstva indukované peroxidem vodíku a peroxynitritem. Circ Res 2000;86:960-6.
13. Minamino T, a kol. Senescence endoteliálních buněk u lidské aterosklerózy: role telomer v endoteliální dysfunkci. Oběh. 2002;105:1541-4.
14. Matthews C, Gorenne I, Scott S, Figg N, Kirkpatrick P, Ritchie A, Goddard M, Bennett M. Buňky hladkého svalstva cév podléhají stárnutí na základě telomer u lidské aterosklerózy: účinky telomerázy a oxidačního stresu. Circ Res. 2006; 99: 156-64
15. Durik M, a kol. Oprava DNA vyříznutím nukleotidů je spojena s vaskulární dysfunkcí související s věkem. Oběh. 2012; 126:468-78

16. Yu E, a kol. Poškození mitochondriální DNA může podporovat aterosklerózu nezávisle na reaktivních formách kyslíku prostřednictvím účinků na buňky hladkého svalstva a monocyty a koreluje s plaky s vyšším rizikem u lidí. Oběh. 2013;128:

    702-12.

17. Ataei Ataabadi Eet al. Vlastnosti cévního stárnutí způsobené selektivním poškozením DNA v buňce hladkého svalstva. Oxid Med Cell Longev. 2021;2021:2308317.
18. Vecoli C, a kol. Prognostická hodnota delece mitochondriální DNA4977 a počtu kopií mitochondriální DNA u pacientů se stabilním onemocněním koronárních tepen. Ateroskleróza. 2018;276:91-97.
19. Vecoli C, a kol. Nezávislé a kombinované účinky zkrácení telomer a delece mtDNA 4977 na dlouhodobé výsledky pacientů s onemocněním koronárních tepen. Int J Mol Sci. 2019;20:5508.
20. Dan K, a kol. Reparační aktivita deoxyribonukleové kyseliny je spojena se zhojenou rupturou koronárního plátu pomocí optické koherentní tomografie. J Cardiovasc Transl Res. 2019;12:608-10.
21. Andreassi MG a kol. Mikronukleový test pro predikci onemocnění koronárních tepen: Systematický přehled a metaanalýza. Mutat Res Rev Mutat Res. 2021;787:108348.
22. Schumacher B, a kol. Ústřední role poškození DNA v procesu stárnutí. Příroda. 2021;592:695-703.
23. Sahin E, a kol. Osa stárnutí: telomery, p53 a mitochondrie. Nat Rev Mol Cell Biol. 2012;13:397-404.
24. Sahi E, a kol. Dysfunkce telomer indukuje metabolický a mitochondriální kompromis Nature 2011;470: 359-65.
25. Fang EF a kol. Signalizace poškození jaderné DNA do mitochondrií při stárnutí Nat Rev Mol Cell Biol. 2016;17:308-21.
26. Vecoli C, a kol. Molekulární biomarkery vaskulárního stárnutí a aterosklerózy: délka telomer a běžná delece mitochondriální DNA4977. Mutat Res. 2020;784:108309.
27. Gao X a kol. Telomery a mitochondriální metabolismus: důsledky pro buněčné stárnutí a onemocnění související s věkem. Stem Cell Rev Rep. 2022;18:2315-27.