Ultrastrukturelle karakteristika af mitokondrier i kardiomyocytter ved hjertesvigt (MITOCH-HF)

Ifølge moderne koncepter kan mitokondriel dysfunktion være det grundlæggende grundlag for udvikling og progression af CHF, herunder hos patienter, der gennemgår myokardie revaskularisering. Processerne med mitokondriel fusion, deling og mitofagi er rettet mod at opretholde cellulær homeostase. En ændring i balancen mellem disse processer kan føre til ophobning af beskadigede organeller med nedsatte funktioner. Hos patienter med CHF er dysfunktionelle mitokondrier kendetegnet ved størrelsesspredning, krisedesorganisering og lokaliseringsændringer i forhold til myofibriller.

Samtidig er emnet om indflydelsen af ​​mitokondriel dysfunktion på prognosen og det kliniske forløb af CHF fortsat diskutabelt i dag. Direkte undersøgelse af de strukturelle og funktionelle træk ved mitokondrier i humane kardiomyocytter er en ekstremt vanskelig opgave, og derfor udføres sådanne undersøgelser ekstremt sjældent og på meget begrænsede kohorter. I den planlagte undersøgelse vil ultrastrukturen af ​​mitokondrier i en stor gruppe patienter, der spænder fra 45 til 60 personer, blive undersøgt på grund af den lange tid af rekruttering af studiemateriale.

Formålet med denne undersøgelse er at studere sammenhængen mellem mitokondriel dysfunktion og det kliniske forløb og resultaterne af CHF af iskæmisk ætiologi, samt at vurdere graden af ​​overholdelse af indirekte kriterier for mitokondriel dysfunktion med direkte ultrastrukturelle karakteristika af mitokondrier i kardiomyocytter.

Dette enkeltcenter prospektive kohortestudie vil involvere 45-60 patienter. Patienterne vil få taget biopsiprøver fra højre aurikel samt blodopsamling og -konservering og dets derivater. Elektronmikroskopi af myokardieprøver vil blive udført for at vurdere ultrastrukturen af ​​mitokondrier af kardiomyocytter. Resultaterne af en direkte undersøgelse af mitokondrier vil blive sammenlignet med indirekte tegn på mitokondriel dysfunktion: registrering af fænomenet øget udvaskning af radioaktive lægemidler fra myokardiet, en stigning i antallet af kopier af mitokondrielt DNA og koncentrationen af ​​cytokrom C i blod, mitokondrie-DNA's tilknytning til haplogruppe K. De opnåede resultater i hver af forskningsopgaverne vil have høj videnskabelig betydning og publiceringspotentiale.

Resultaterne af undersøgelsen vil blive opnået ved at løse følgende opgaver:

1. At undersøge den kliniske og prognostiske betydning af mitokondriel dysfunktion, bekræftet af direkte og indirekte undersøgelsesmetoder, hos patienter med CHF med stenoserende aterosklerose i koronararterierne, som gennemgik kirurgisk myokardie revaskularisering i det prospektive kohortestudie;
2. At studere ultrastrukturelle karakteristika af mitokondrier af kardiomyocytter fra auriklen i højre atrium ved hjælp af et transmissionselektronmikroskop JEM-1400 (JEOL, Japan) hos patienter med CHF med reduceret eller let reduceret venstre ventrikulær ejektionsfraktion (HFrEF, HFmrEF) og stenoserende aterosklerose af kranspulsårerne;
3. At evaluere funktionerne i det mitokondrielle genom, især for at bestemme, om mitokondrielt DNA tilhører haplogruppe K, som kan være forbundet med nedsat tilpasning til hypoxi på grund af den negative effekt af guanin-erstatning på adenin i position 9055 (G9055A) [Strauss K.A. et al. Sværhedsgraden af ​​kardiomyopati forbundet med adenin-nukleotidtranslokator-1-mangel korrelerer med mtDNA-haplogruppe. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Feb 26;110(9):3453-8. doi: 10.1073/pnas.1300690110] og dens relation til sygdommens prognose og mitokondriers ultrastruktur ifølge elektronmikroskopi;
4. At studere sammenhængen mellem antallet af kopier af mitokondrielt DNA i blodplasma med ultrastrukturelle tegn på mitokondriel dysfunktion i CMC;
5. At evaluere indholdet af den biokemiske markør for mitokondriel skade - cytochrom C i blodserumet hos patienter med CHF og at identificere sammenhængen mellem dens koncentration med sværhedsgraden af ​​strukturelle og funktionelle ændringer i mitokondrier;
6. At vurdere betydningen af ​​fænomenet med øget udvaskning af det radiofarmaceutiske Tc99-MIBI fra myokardiet og at bestemme graden af ​​korrelation af udvaskningshastigheden af ​​Tc99-MIBI med den ultrastrukturelle tilstand af mitokondrier, såvel som med det kliniske forløb og prognose for CHF;
7. Beregn statistiske parametre (sensitivitet, specificitet, grad af konkordans) for hvert af de indirekte tegn på mitokondriel dysfunktion og deres helhed i diagnosticering af mitokondrielle ultrastrukturforstyrrelser i henhold til elektronmikroskopidata og forudsigelse af det kliniske forløb og udfald af CHF hos patienter, der skal opereres myokardie revaskularisering.

Det er således planlagt for første gang i verden at bevise sammenhængen mellem direkte ultrastrukturelle tegn på mitokondriel dysfunktion med det kliniske forløb og resultaterne af CHF hos patienter, der gennemgik kirurgisk myokardie revaskularisering. For første gang i verden vil graden af ​​overholdelse af tilgængelige indirekte tegn på mitokondriel dysfunktion med mitokondriers sande ultrastrukturelle tilstand blive præsenteret, med inddragelse af 45-60 patienter i undersøgelsen. Baseret på resultaterne af undersøgelsen vil der blive foreslået en parameter eller et sæt parametre, der vil være mest forbundet med det kliniske forløb af sygdommen og resultatet hos patienter med CHF af iskæmisk ætiologi.

De opnåede resultater vil have høj videnskabelig betydning og betydning i verdensklasse, både for grundlæggende lægevidenskab og for den praktiske implementering af resultaterne.