Vaskulær senescens og aterosklerotisk plaksårbarhed (VICTORIA)

Baggrund - Processen med kronologisk aldring bidrager væsentligt til strukturelle og funktionelle ændringer i vaskulaturen, der viser sig som en væsentlig risikofaktor for aterosklerotisk sygdom og akutte trombotiske hændelser [1,2]. Ydermere kan aldersrelateret vaskulær forringelse påvirkes af livsstilsvalg, miljøfaktorer og eksterne stimuli, hvilket resulterer i et gradvist fald i vaskulær integritet og funktionalitet [3,4].

For at identificere potentielle mål for terapeutisk intervention for at forsinke eller vende de skadelige konsekvenser af vaskulær aldring, er det afgørende at bedre forstå de cellulære og molekylære mekanismer af vaskulær aldring samt bedre at definere, hvordan miljøfaktorer kan accelerere processen [3 -5].

I løbet af de sidste årtier er DNA-skader - både telomer og ikke-telomer, sammen med mitokondrielle svækkelser - dukket op som en afgørende udløser i vaskulær aldring og udvikling af åreforkalkning [4-11]. Et væld af beviser understøtter tilstedeværelsen af ​​oxidative DNA-læsioner, telomer-nedslidning og mitokondriel DNA-skade i både eksperimentelle modeller og humane plakprøver [12-17] såvel som i de perifere celler hos individer med åreforkalkning [9,18-21 ].

Desuden er det mere og mere tydeligt, at genomisk ustabilitet direkte kan påvirke vaskulær cellulær funktion ved at udløse signalveje, der fører til en lang række patofysiologiske ændringer. Disse ændringer omfatter inflammation, apoptose, autofagi og i sidste ende cellulær senescens, som er præget af udskillelsen af ​​den "ældnings-associerede sekretoriske fænotype" (SASP). [4-11]. Den robuste mekanistiske sammenhæng mellem DNA-skade og cellulær aldring understreger DNA-skader som en primær kandidat til den primære årsag til aldring [22]. Målretning af DNA-skader og dens mekanistiske korrelater kan give et logisk grundlag for udviklingen af ​​ensartede interventioner rettet mod at mildne aldersrelateret dysfunktion og sygdom [22].

Ikke desto mindre forbliver de præcise mekanismer, der forbinder DNA-beskadigelse med SASP i vaskulære celler, såvel som dets rolle i patogenesen af ​​aterosklerose og sårbart aterom, uhåndgribelige.

Nylige beviser understreger gensidig krydstale mellem telomer-dysfunktion og mitokondriel dysmetabolisme i processen med cellulær senescens [23-26], hvilket understreger behovet for yderligere at belyse denne komplekse og indviklede forbindelse, som kan åbne nye potentielle terapeutiske strategier for aldersrelateret sygdom [27] .

Yderligere undersøgelser er berettiget til at forstå de underliggende mekanismer, hvorved mitokondriel dysfunktion påvirker telomerlængden og omvendt, og hvordan deres samspil bidrager til processen med vaskulær aldring [26].

Vi antager, at komplekse molekylære mekanismer, der forbinder telomer-dysfunktion, mtDNA-skader og ikke-kodende RNA-deregulering, er involveret i processen med vaskulær aldring, hvilket fremmer udviklingen og progressionen af ​​aterosklerose. Som følge heraf kan perifere ældningsmarkører for genetisk skade og ikke-kodende RNA være nyttige til at karakterisere udviklingen af ​​en sårbar plak i synderens kar og til at forbedre patienternes prognose.

Mål - De specifikke mål med nærværende forslag er: 1) at undersøge sammenhængen mellem perifere markører for celleældning [telomerlængde (LTL) og mitokondrielt DNA (mtDNAcn) indhold] og ikke-kodende RNA-deregulering (lncRNA TERRA, MitomiR) i de forskellige spektre af angina pectoris (stabil angina, ustabil, NSTEMI og STEMI) og 2) for at evaluere deres sammenhæng med alvorlige kardiovaskulære hændelser (MACE) inden for 12 måneder efter tilmelding.

Patienter med hjertechok, kongestiv hjertesvigt, nyresygdom i slutstadiet og koronararterie-bypassgraft vil blive udelukket. En nøjagtig evaluering af plaquemorfologien vil blive erhvervet for patienter, der vil blive screenet for optisk kohærenstomografi (OCT) undersøgelse eller intravaskulær ultralyd (IVUS) af den skyldige arterie.

Undersøgelsesdesign - Prospektivt, enkeltcenter ikke-randomiseret observationsstudie. Prøve og dataindsamling - En perifer blodprøve (ca. 10 ml) vil blive indsamlet i hver patient, før den gennemgår diagnostiske eller terapeutiske angiografiprocedurer og anvendes til ekstraktion af DNA og/eller RNA. En biobank af andre biologiske prøver (fuldblod, plasma, serum, koagel, PBMC'er) vil blive etableret. Ca. 12 måneder efter indskrivningen vil der blive udført en klinisk opfølgning for alle patienter, der er indskrevet i undersøgelsen gennem et rutinemæssigt lægebesøg eller telefoninterview for at evaluere uønskede kardiovaskulære hændelser (MACE - død, myokardieinfarkt eller behov for efterfølgende revaskulariseringer).

Bestemmelse af biomarkører - LTL og mtDNAcn måles efter DNA-ekstraktion fra blodleukocytter, mens lnc-RNA TERRA og mitomiR, efter RNA-ekstraktion fra blodleukocytter, og analyseres ved brug af Real-Time PCR-teknikker.

Prøvestørrelse - For at detektere en medium effektstørrelse (f = 0,25) i forskellen mellem den gennemsnitlige LTL-værdi mellem grupperne, estimerer vi, at der kræves en prøvestørrelse på mindst 232 samlede patienter med et alfa-niveau på 0,05 og en power på 90 % eller højere. Med en frafaldsrate på 10 % bør det samlede antal patienter, der skal indskrives, være mindst 260.

Statistisk analyse - Normalfordelingen af ​​dataene vil blive testet ved hjælp af Kolmogorov-Smirnov-testen.

Kontinuerlige variable vil blive præsenteret som middelværdi, standardafvigelse, median, første og tredje kvartil. Kategoriske variable vil blive udtrykt som tal og procenter.

Sammenligninger mellem to grupper vil blive udført ved hjælp af Students t-test for uafhængige stikprøver for kontinuerte variable, og chi-kvadrat-testen eller Fishers eksakte test for kategoriske. Sammenligninger mellem mere end to grupper vil blive testet med en-vejs variansanalyse (ANOVA) efterfulgt af Bonferroni post-hoc test for 2-gruppe sammenligninger. Hvis antagelsen om normalitet af datafordelingen ikke er opfyldt, vil de tilsvarende ikke-parametriske tests blive brugt. Pearson- eller Spearman-koefficienten vil blive beregnet for at undersøge sammenhængen mellem variablerne på en univariat måde. Hændelsesfrie overlevelseskurver vil blive konstrueret ved hjælp af Kaplan-Meier modellen og testet med log-rank test mellem forskellige grupper. Den univariate og multivariate Cox proportionelle faremodel vil blive brugt til at identificere den prædiktive værdi af hver variabel mod MACE-hændelsen; dataene vil blive udtrykt med HR og deres 95 % konfidensinterval.

Referencer

1. Hamczyk MR, et al. Biologisk versus kronologisk aldring. J Am Coll Cardiol. 3. marts 2020;75:919-30.
2. Liberale L, et al. Rollen af ​​vaskulær aldring i aterosklerotisk plakudvikling og sårbarhed. Curr Pharm Des. 2019;2:3098-111.
3. Liu Y et al. Eksponering for miljøforurenende stoffer: En potentiel bidragyder til aldring og aldersrelaterede sygdomme. Environ Toxicol Pharmacol. 2021;83:10357.
4. Climie RE, et al. Vaskulær aldring hos unge: en opfordring til handling. Hjerte Lunge Circ. 2021;30:1613-26.
5. Ungvari Z, et al. Mechanisms of Vascular Aging, A Geroscience Perspective: JACC Focus Seminar. J Am Coll Cardiol. 3. marts 2020;75(8):931-941
6. Andreassi MG. Koronar aterosklerose og somatiske mutationer. Mutat Res. 2003;54367-8.
7. Mahmoudi M, et al. DNA-skader og reparation i åreforkalkning. Cardiovasc Res. 2006;71:259-68.
8. Madamanchi NRwt al. Mitokondriel dysfunktion i aterosklerose. Circ Res. 2007;100:460-73.
9. Andreassi MG. DNA-skader, vaskulær senescens og åreforkalkning. J Mol Med (Berl). 2008;86:1033-43.
10. Uryga A, et al. DNA-skade og reparation ved vaskulær sygdom. Annu Rev Physiol. 2016;78:45-66
11. Bautista-Niño PK, et al. DNA-skade: en hoveddeterminant for vaskulær aldring. Int J Mol Sci. 2016;17:748.
12. Ballinger SW, et al. Hydrogenperoxid- og peroxynitrit-induceret mitokondriel DNA-skade og dysfunktion i vaskulære endotelceller og glatte muskelceller. Circ Res 2000;86:960-6.
13. Minamino T, et al. Endotelcelle-ældning i human aterosklerose: telomerens rolle i endoteldysfunktion. Cirkulation. 2002;105:1541-4.
14. Matthews C, Gorenne I, Scott S, Figg N, Kirkpatrick P, Ritchie A, Goddard M, Bennett M. Vaskulære glatte muskelceller gennemgår telomer-baseret senescens i menneskelig åreforkalkning: virkninger af telomerase og oxidativt stress. Circ Res. 2006; 99: 156-64
15. Durik M, et al. Nukleotidudskæring DNA-reparation er forbundet med aldersrelateret vaskulær dysfunktion. Cirkulation. 2012; 126:468-78

16. Yu E, et al. Mitokondriel DNA-skade kan fremme åreforkalkning uafhængigt af reaktive iltarter gennem virkninger på glatte muskelceller og monocytter og korrelerer med plaques med højere risiko hos mennesker. Cirkulation. 2013;128:

    702-12.

17. Ataei Ataabadi Eet al. Vaskulære ældningstræk forårsaget af selektiv DNA-skade i glatte muskelceller. Oxid Med Cell Longev. 2021;2021:2308317.
18. Vecoli C, et al. Prognostisk værdi af mitokondrielt DNA4977-deletion og mitokondrielt DNA-kopinummer hos patienter med stabil koronararteriesygdom. Åreforkalkning. 2018;276:91-97.
19. Vecoli C, et al. Uafhængige og kombinerede virkninger af telomerforkortelse og mtDNA 4977 deletion på langsigtede resultater af patienter med koronararteriesygdom. Int J Mol Sci. 2019;20:5508.
20. Dan K, et al. Deoxyribonukleinsyrereparationsaktivitet er forbundet med ophelet koronar plakruptur ved optisk kohærenstomografi. J Cardiovasc Transl Res. 2019;12:608-10.
21. Andreassi MG, et al. Mikronukleusassay til forudsigelse af koronararteriesygdom: En systematisk gennemgang og meta-analyse. Mutat Res Rev Mutat Res. 2021;787:108348.
22. Schumacher B, et al. Den centrale rolle af DNA-skader i aldringsprocessen. Natur. 2021;592:695-703.
23. Sahin E, et al. Aldringsakse: telomerer, p53 og mitokondrier. Nat Rev Mol Cell Biol. 2012;13:397-404.
24. Sahi E, et al. Telomer dysfunktion inducerer metabolisk og mitokondriel kompromis Nature 2011;470: 359-65.
25. Fang EF, et al. Nuklear DNA-skade signalerer til mitokondrier i aldrende Nat Rev Mol Cell Biol. 2016;17:308-21.
26. Vecoli C, et al. De molekylære biomarkører for vaskulær aldring og åreforkalkning: telomerlængde og mitokondriel DNA4977 almindelig deletion. Mutat Res. 2020;784:108309.
27. Gao X, et al. Telomerer og mitokondriel metabolisme: implikationer for cellulær senescens og aldersrelaterede sygdomme. Stamcelle Rev Rep. 2022;18:2315-27.