Biomarcadores séricos y celulares para la estenosis de la válvula aórtica (AthenaValve)

El depósito de sales de calcio en la pared arterial y en las válvulas del corazón es un fenómeno que ocurre comúnmente asociado con el aumento de la edad y diversos factores patológicos. Un caso particular es la calcificación de la válvula aórtica, que se acompaña de una estenosis progresiva que lleva a la insuficiencia cardíaca. Como resultado, causa una morbilidad significativa y un aumento dramático en la mortalidad si no se trata quirúrgicamente o mediante una intervención transcatéter. Afecta aproximadamente al 2% de la población mayor de 65 años, siendo la tercera causa de muerte en esta población. Cuenta con alrededor de 100 cirugías por 100 000 años-persona en la década y 180 000 pacientes cada año son candidatos para el implante percutáneo de válvula aórtica (TAVI) en los EE. UU., Canadá y la Unión Europea.

La característica de la enfermedad es que aún hoy permanece sin un diagnóstico en las etapas tempranas críticas y todas las terapias existentes han fallado en retardar o revertir el daño cuando se aplican en las etapas finales. Estudios experimentales previos sugirieron que los medicamentos existentes pueden ser más efectivos si se administran temprano en el curso de la enfermedad. En el momento en que la estenosis aórtica se hace evidente en la ecocardiografía o en la tomografía computarizada (TC), ya se han desarrollado las lesiones bioquímicas y moleculares subyacentes. Además, entre los pacientes con estenosis de la válvula aórtica, se desconoce quién evolucionará rápidamente hacia un estrechamiento dinámico de la válvula y estudios de investigación previos informan tasas de progresión significativamente diversas entre los pacientes, con aproximadamente el 20-25% demostrando tasas de más del doble. Así, el talón de Aquiles del manejo terapéutico de los pacientes es la falta de diagnóstico precoz y pronóstico de progresión de la enfermedad.

Bajo una combinación de efectos patológicos por factores como hipertensión, diabetes mellitus y dislipidemia en pacientes con una posible predisposición genética, se produce un deterioro de la estructura y función normal del endotelio, lo que conduce progresivamente a la enfermedad del tejido valvular subyacente. La acidosis local y la acumulación de radicales oxidativos de oxígeno provocan daño a los fosfolípidos de membrana, oxidación de colesterol y proteínas, que pierden su estructura cuaternaria normal y se degradan. El depósito gradual de sales de fosfato y carbonato de calcio sobre las proteínas patológicas conduce a la calcificación del tejido valvular. El daño se acompaña de una reacción inflamatoria intensa con activación de la médula ósea e infiltración de tejido con células inmunocompetentes: macrófagos, linfocitos B y T, mastocitos se infiltran y contribuyen activamente a la enfermedad. Dentro de este entorno, las citocinas inflamatorias secretadas por las células inflamatorias conducen a la activación de vías de células embrionarias que ayudan a mejorar aún más la calcificación a través de la conversión de fibroblastos residentes en osteoblastos activos, que depositan activamente sales de calcio a través de vesículas extracelulares.

En la enfermedad están involucrados múltiples tipos de células y órganos distantes (hígado - metabolismo del colesterol, bazo y médula ósea - activación de la respuesta inmune) y se espera que el daño libere fragmentos de sustancias biológicas y bioquímicas en la circulación sanguínea. Por lo tanto, se espera que la enfermedad se refleje en cambios en la proteína sérica. Es posible detectar proteínas y metabolitos en el suero sanguíneo en pacientes adecuadamente seleccionados, inscritos prospectivamente y monitoreados durante el curso de la estenosis de la válvula aórtica. Una descripción óptima de subgrupos de pacientes con progresión rápida o lenta de la enfermedad puede revelar información importante para el diagnóstico clínico futuro y el uso pronóstico. Además, la enfermedad se caracteriza por la infiltración celular de una plétora de células inmunitarias conocidas y desconocidas que contribuyen a la enfermedad. Por lo tanto, el descubrimiento de nuevos fenotipos celulares vinculados a la progresión de la enfermedad puede ayudar a delinear aspectos clínicos importantes.

Los propósitos de Athena Valve son:

(A) Recopilación de datos sobre la progresión de la calcificación y estenosis de la válvula aórtica, descripción de subpoblaciones con progresión rápida y lenta y registro de eventos clínicos.

(B) El análisis bioinformático de datos de transcriptómica-metabolómica-proteómica combinada de tejido de válvula aórtica modelo animal enfermo en las etapas temprana, intermedia y final, en comparación con bases de datos multiómicas de pacientes existentes, para investigar moléculas candidatas - "impulsores del daño con relación de causalidad.

(C) El análisis proteómico diferencial de muestras de suero de pacientes con estenosis valvular aórtica severa, definida retrospectivamente como progresos de la enfermedad rápidos versus lentos y grupo de control de individuos sin estenosis valvular aórtica y calcificación severa.

(D) El análisis metabolómico diferencial de muestras de suero de pacientes con estenosis valvular aórtica severa, definidos retrospectivamente como progresos de la enfermedad rápidos versus lentos y grupo de control de individuos sin estenosis valvular aórtica y calcificación severa.

(E) Para obtener el perfil diferencial de las células inmunitarias circulantes entre los pacientes.

(F) El análisis de datos bioinformáticos integrados del proteoma y metaboloma del suero del paciente diferencial enriquecido con los resultados del modelo animal y las bases de datos existentes de otros pacientes, para determinar las moléculas relacionadas causalmente más probables con la progresión de la enfermedad en una red molecular.

(G) Utilización de los objetivos proteicos más importantes para el desarrollo de un ensayo de detección novedoso para múltiples objetivos proteicos en suero sanguíneo mediante ELISA multiplex basado en los resultados del análisis bioinformático.

(H) Aplicación del nuevo ensayo ELISA multiplex en muestras de suero pareadas de pacientes con estenosis aórtica moderada a severa y grupo de control de individuos sin estenosis de la válvula aórtica y calcificación severa, inscritos y monitoreados prospectivamente, validación inicial del ensayo y revisión de su diagnóstico actuación.

Breve Metodología:

Dos cohortes clínicas independientes proporcionarán los datos y las muestras de suero necesarios. El primero, una cohorte retrospectiva de pacientes con estenosis severa de la válvula aórtica definirá las diferencias séricas, ecocardiográficas y clínicas entre subgrupos con diferentes tasas de progresión. La segunda cohorte, desarrollada prospectivamente, confirmará los datos clínicos y ecocardiográficos obtenidos retrospectivamente y proporcionará mediciones de referencia y de seguimiento de la calcificación de la válvula aórtica (puntuación de calcio por TC). Las muestras de suero de referencia y de seguimiento emparejadas validarán los objetivos de suero de la cohorte retrospectiva. Los pacientes serán evaluados con ecocardiografía anualmente y con TC de seguimiento a los 2 y 5 años de la inscripción.

La proteómica retrospectiva se realizará con cromatografía líquida/espectrometría de masas (LC/MS) no dirigida y la metabolómica con cromatografía líquida-espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) no dirigida en modo de monitorización de reacciones en serie (SRM). La proteómica y la metabolómica prospectivas serán cuantitativas y específicas. Las muestras de sangre se congelarán inmediatamente y se almacenarán a -80 C.

Además, las células mononucleares de sangre periférica se aislarán y crioconservarán a -80 C con centrifugación de densidad diferencial. Las poblaciones de células se analizarán utilizando citometría de masas, citometría de flujo, clasificación de células y métodos moleculares.

Para el enriquecimiento fisiopatológico, se utilizará un modelo de conejo de Nueva Zelanda modificado para estenosis aórtica en un protocolo longitudinal de recolección de tejido en la enfermedad en etapa temprana, intermedia y tardía (correspondiente a inflamación - calcificación y estenosis de válvula posterior).