Evaluación de Marcadores Translesionales y Metabolómica

Introducción

Hipótesis

La cardiopatía coronaria es la principal causa de muerte en los Estados Unidos y representa más de 500 000 vidas cada año. La aterosclerosis es el mecanismo subyacente de la angina inestable, el infarto de miocardio y la muerte súbita cardiaca. El estrechamiento luminal de las arterias causado por la invasión de la placa aterosclerótica provoca las manifestaciones isquémicas crónicas de la cardiopatía coronaria, mientras que la superposición de trombos sobre las placas conduce a síndromes coronarios agudos. Hasta la fecha, la angiografía ha sido el método de elección para detectar lesiones arteriales. Sin embargo, esta técnica de diagnóstico, que compara aproximadamente el grado de estenosis luminal de las arterias en relación con sus segmentos, no proporciona información sobre el estado de la enfermedad dentro de la arteria y, a menudo, no detecta las lesiones propensas a la trombosis, a menudo denominadas placa vulnerable'. Se han empleado múltiples métodos invasivos y no invasivos para identificar la placa vulnerable, generalmente tratando de obtener imágenes de la placa y su morfología, sin embargo, ninguno ha ganado un uso generalizado.

La elevación de varios marcadores bioquímicos en el torrente sanguíneo se ha asociado con eventos cardiovasculares adversos. La inflamación se ha identificado como un componente importante de la placa aterosclerótica inestable. La respuesta inflamatoria parece participar tempranamente en el desarrollo de la aterosclerosis e involucra múltiples vías3. De hecho, ahora se ha demostrado que muchos marcadores de inflamación predicen el riesgo cardiovascular4-7 y estudios recientes han demostrado que los marcadores inflamatorios clave se sintetizan dentro de las lesiones ateroscleróticas8-10. Otro proceso que parece preceder a la inflamación es el estrés oxidativo. El aumento del estrés oxidativo celular puede ser el proceso que inicia gran parte de la inflamación subsiguiente y, en última instancia, al desarrollo del proceso aterosclerótico. Nuestros datos preliminares demuestran que el estrés oxidativo aumenta en pacientes con síndromes coronarios agudos y después de la colocación de stents coronarios. El sistema inmunológico también se activa en aquellos con placa aterosclerótica inestable con cambios bien documentados en las células T11-12.

Un nuevo y emocionante campo de la medicina es la aplicación de enfoques de sistemas. Uno de estos enfoques de sistemas es la metabolómica. La metabolómica se basa en el uso de RMN (y otros métodos espectroscópicos) y estadísticas multivariadas para el análisis e interpretación de datos. La espectroscopia de RMN se basa en el comportamiento de los átomos colocados en un campo magnético externo estático. La espectroscopia de 1H-NMR permite la detección y cuantificación simultáneas de miles de metabolitos de bajo peso molecular dentro de un fluido biológico, lo que da como resultado la generación de un perfil endógeno que puede alterarse en la enfermedad para proporcionar una "huella digital" característica del proceso de la enfermedad. Se ha utilizado clínicamente en la detección de cáncer de ovario y enfermedad arterial coronaria13, 14.

Con esto en mente, la diferencia en los niveles de oxidación y marcadores inflamatorios, leucocitos activados y el perfil metabolómico a lo largo de una lesión aterosclerótica, es decir, el gradiente translesional, puede ser de utilidad clínica. Un gradiente translesional elevado de marcadores inflamatorios y oxidativos, la activación de leucocitos, así como un cambio en el perfil metabolómico, podrían usarse para identificar placas propensas a la ruptura. Por implicación, la capacidad de identificar de manera simple y confiable tales placas tendría profundas consecuencias clínicas al permitir la colocación de stents intracoronarios en lesiones de alto riesgo, pero que aún no limitan el flujo que, si no se tratan, se romperían y conducirían a un síndrome coronario agudo.

Hipotetizamos que:

1. los gradientes translesionales de (a) marcadores de estrés oxidativo, y (b) inflamación, y (c) leucocitos activados estarán elevados en las lesiones culpables en oposición a las lesiones no culpables en los mismos individuos; y
2. los gradientes translesionales de los marcadores de oxidación, inflamación y activación leucocitaria diferirán en las placas con apariencia morfológica de alto riesgo en comparación con las placas con apariencia morfológica de bajo riesgo, según lo evaluado por ultrasonido intravascular (IVUS); y
3. El perfil metabolómico evaluado por espectroscopía de 1H-NMR diferenciará las lesiones culpables y no culpables, así como las placas que tienen morfologías de alto y bajo riesgo.

Objetivos

Objetivo 1: Determinar y comparar los gradientes translesionales de marcadores establecidos de estrés oxidativo, inflamación y activación de leucocitos en lesiones culpables frente a lesiones no culpables en los mismos individuos.

Objetivo 2: Comparar los gradientes de translesión de los marcadores de oxidación, inflamación y activación leucocitaria con la morfología de la placa evaluada mediante ecografía intravascular (IVUS).

Objetivo 3: Determinar si se puede utilizar un enfoque de sistemas que utilice metabolómica basada en 1H-NMR para distinguir las lesiones culpables y no culpables rotas, así como las placas que tienen morfologías de alto y bajo riesgo.

Puntos finales

1. Una comparación de los marcadores de oxidación, inflamación y activación de leucocitos en lo siguiente:

   1. Se realizará una comparación entre los gradientes de marcadores translesionales (nivel distal - nivel proximal) de muestras de la lesión culpable y de la lesión no culpable.
   2. Se hará una comparación entre los niveles (nivel distal - nivel proximal) a la lesión culpable antes y después de la angioplastia/colocación de stent.
2. Una comparación de los marcadores de oxidación, inflamación y activación de leucocitos con los índices morfológicos de la placa evaluados por ultrasonido intravascular.
3. Una comparación de los espectros metabolómicos de 1H-NMR de lesiones culpables y no culpables, así como de placas que tienen morfologías de placa de alto y bajo riesgo.