Co-Transplantation von aus mesenchymalen Stammzellen gewonnenen Exosomen und autologen Mitochondrien für Patienten, die für eine CABG-Operation in Frage kommen

Diese Forschung wird als retrospektive Kohortenstudie am Tehran Heart Center durchgeführt. Die Patienten werden aus CABG-Kandidaten mit stark niedriger Ejektionsfraktion ausgewählt, die durch Speckle-Echokardiographie bestimmt wird. Patienten mit schweren Komorbiditäten oder Hirnschädigungen werden von der Studie ausgeschlossen. Von den Patienten wird eine detaillierte Einverständniserklärung eingeholt. Patienten, die ihre Einwilligung verweigern, erhalten eine Standardbehandlung.

Kriterien

Einschlusskriterien:

• Patienten, die aufgrund von CAD±MR ein Kandidat für CABG sind
• Vorgeschichte von Q-Wellen-MI, weniger als einen Monat
• Alter: 35-80
• LVEF
• Lebensfähigkeitsstudie, belegt durch Low-Dose-Dobutamin-Stress-Echokardiogramm und/oder Thallium-Umverteilungs-Nuklearstudie (mindestens vier lebensfähige Segmente).

Ausschlusskriterien:

• Schwere Komorbiditäten (z. B. Nierenversagen, Leberversagen etc.)
• Unfähigkeit, eine informierte Einwilligung zu erteilen

• Zerebraler Schaden

  1. Studiengruppen:

     Die Standardbehandlung, die für alle Patienten durchgeführt wird, ist die Revaskularisierung durch Koronararterien-Bypassoperation. Die Patienten werden basierend auf den erhaltenen Behandlungen zusätzlich zur Standardbehandlung in vier Gruppen eingeteilt.

     Mitochondrien- und Exosomentransplantation durch intrakoronare und intramyokardiale Injektion. Studiengruppen:

     1. Intrakoronare und intramyokardiale Injektion von Exosomen (5 Patienten)
     2. Intrakoronare und intramyokardiale Injektion von Mitochondrien (5 Patienten)
     3. Intrakoronare und intramyokardiale Injektion von Exosomen und Mitochondrien (5 Patienten)
     4. Placebo (5 Patienten) Bei den Patienten in den Gruppen b und c werden Mitochondrien aus einer Muskelgewebeprobe entnommen, die zu Beginn der Operation aus nach Sternotomie freigelegten Brustmuskeln entnommen wurde. Gleichzeitig mit der Operation werden Mitochondrien aus der Muskelprobe entnommen. Wenn durch die Bypass-Transplantate eine Revaskularisierung erreicht wird, werden die extrahierten Mitochondrien in den Herzmuskel injiziert. Eine 31-Gauge-Insulinspritze führt Injektionen an zehn verschiedenen Stellen im ischämischen Bereich des Herzmuskels durch. Neben der direkten Injektion in den Herzmuskel wird ein Drittel der extrahierten Mitochondrien in den Koronarsinus injiziert.

     Patienten in den Gruppen a und b erhalten das in Schritt 2 beschriebene extrahierte Exosom aus MSC-Zellen. Das extrahierte Exosom wird nach der Platzierung des kardiopulmonalen Bypasses in den Koronarsinus injiziert.

  2. Isolierung und Charakterisierung von mesenchymalen Stammzellen aus der menschlichen Nabelschnur (UC-MSCs) Menschliche mesenchymale Stammzellen aus der Nabelschnur werden im Sinne einer früheren Studie enzymatisch durch Kollagenase isoliert und in DMEM/F12-Medium mit 10 % Exosomen-depletiertem FBS (GMP grade) mit Penicillin und Streptomycin-Antibiotika versetzt und bei 37 °C und 5 % CO2 inkubiert. Nachdem die Zellkonfluenz 80 % erreicht hat, wird das konditionierte Medium gesammelt (für die Isolierung von Exosomen werden die Zellen in Passage 3 verwendet).

     Die phänotypische Analyse wird bei der dritten Passage durchgeführt. Oberflächenantigene werden mittels Durchflusszytometrie auf CD90, CD105, CD73 und CD34 analysiert.

  3. Extraktion von Exosomen aus UC-MSCs durch Ultrazentrifugation und Charakterisierung.

     Nachdem die Zellkonfluenz 80 % erreicht hat, wird das konditionierte Medium zur Exosomenisolierung durch mehrere Ultrazentrifugen gesammelt. Kurz gesagt, nach 48 h wird das konditionierte Medium (CM) der Zellen bei 400 g für 10 min zentrifugiert, um Zellen zu entfernen, und bei 2500 g für 30 min, um apoptotische Körper und Trümmer zu eliminieren. Danach wurde CM zweimal bei 100.000 g für zwei Stunden zentrifugiert, gefolgt von dem Vorgang des Suspendierens des Exosomenpellets in PBS.

     Oberflächenantigene werden mittels Western Blot auf CD9, CD63 und CD81 analysiert. Darüber hinaus wird das Bradford Colorimetric Assay (BCA)-Kit verwendet, um das Gesamtprotein der Exosomenproduktion bei einer Wellenlänge von 570 nm zu messen. Dynamische Lichtstreuung (DLS) bestimmt die Größenverteilung von Exosomen.

  4. Extraktion von Mitochondrien aus US-MSCs und Charakterisierung.

  5. Kurzfristige Bewertung der Sicherheit von klinischen Studien mit Transplantaten von Mitochondrien und Exosomen Phase I:

     Der Patient wird nach der Operation basierend auf klinischen Symptomen, Anzeichen, Arrhythmie, echokardiographischen Auswertungen und Laborergebnissen engmaschig überwacht.

  6. Kurzzeitbewertungen des Patienten in Bezug auf Blutfaktoren (cTnT, CK-MB), Kreatinkinase (CK) und ihr Isoenzym CK-MB sind entscheidende Werkzeuge für die Diagnose eines akuten Myokardinfarkts (AMI). Der Gehalt an CK-MB im Verhältnis zur Gesamt-CK in Myokardzellen ist variabel; bei normalem Myokard ist er niedrig und bei hypoxischem Myokard und Herzinfarkt um ein Vielfaches erhöht.

  7. SPECT-Scan, Herz-MRT und Dobutamin-Stress-Speckle-Echokardiographie, vor und nach 2 Monaten.

     Die Bewertung der Genesung des Patienten wird einen Monat nach der Operation durchgeführt. Diese Bewertung basiert auf den Anzeichen und Symptomen der Patienten, Funktionsklassenbewertungen, Speckle- und Dobutamin-Stress-Eco, SPECT-Nuklearherz-Scan und Herz-MRT-Bildgebung (CMR). Bewertungen werden vor der Operation und einen Monat nach der Operation durchgeführt. Zwischen den Bewertungsergebnissen wird ein enger Vergleich durchgeführt, um über mögliche Verbesserungen des Zustands des Patienten zu berichten.

     Die bewerteten Variablen für die Folgebewertung umfassen:

     • Ejektionsfraktionsvariablen von Eco und CMR (LVEF, RVEF, Global EF)
     • 16 Segmentlebensfähigkeitsanalyse durch SPECT-Scan und CMR
     • Bewertung der NYHA-Klassifizierung basierend auf der körperlichen Untersuchung des Patienten.
  8. Die Datenanalyse wird von IBM SPSS Statistics Version 25 durchgeführt. Ein p-Wert von weniger als 0,05 wird als signifikant bewertet.