Caracterización del estrés primario y secundario relacionado con takOtsubo (MAESTRO)

Antecedentes y justificación El síndrome de Takotsubo (STT) es una forma aguda y reversible de lesión miocárdica a menudo precedida por un desencadenante físico o emocional. Aunque el TTS generalmente se consideraba una enfermedad benigna por su naturaleza reversible, ahora está claro que la inestabilidad hemodinámica y eléctrica durante la fase aguda expone a los pacientes a frecuentes complicaciones adversas graves en el hospital. Sin embargo, la fisiopatología del STT está lejos de comprenderse por completo. Evidencia consistente demostró que los eventos ambientales experimentados por la mayoría de estos pacientes y percibidos como estresantes (tanto físicos como emocionales) inducen una activación cerebral y una respuesta relacionada con el estrés, con una biodisponibilidad creciente de mediadores de estrés locales y circulantes, como catecolaminas y cortisol. que demostró desempeñar un papel importante en la etiología del "miocardio neurógeno aturdido" responsable de esta condición clínica. Estudios recientes fortalecieron la hipótesis de un vínculo sobresaliente entre el sistema de respuesta al estrés del cerebro y el corazón en pacientes con TTS utilizando un enfoque de neuroimagen. Las estructuras anatómicas fundamentales involucradas en la respuesta al estrés son la neocorteza, el sistema límbico, la formación reticular, el tronco encefálico y la médula espinal junto con el eje hipotalámico-pituitario-suprarrenal que finalmente conduce a la secreción de cortisol. En este sentido, se han demostrado diferencias estructurales sustanciales en el neocórtex y la red límbica (ínsula, amígdala, córtex cingulado e hipocampo) entre pacientes con TTS en comparación con controles sanos utilizando imágenes de resonancia magnética funcional cerebral (fMRI), junto con una hipoconectividad de las regiones centrales del cerebro que tienen una función reguladora del sistema autónomo y límbico. Además, un estudio PET/TC reciente demostró que la actividad límbica aumentada precede al desarrollo de TTS y que los pacientes con la actividad más alta de la amígdala desarrollan el síndrome antes, lo que respalda la hipótesis de que un sustrato neurobiológico puede predisponerlos a este síndrome clínico.

De interés, dado que el STT se ha identificado en un número cada vez mayor de pacientes hospitalizados, surgió una heterogeneidad clínica importante entre los afectados, y las características clínicas como desencadenantes físicos junto con enfermedad neurológica o psiquiátrica aguda, niveles altos de troponina y fracción de eyección baja mostraron identificar una categoría específica de personas con STT con mayor riesgo de mortalidad y complicaciones hospitalarias. Por lo tanto, recientemente ha surgido que hasta el momento se han descrito dos categorías diferentes de pacientes con STT, con diferentes características clínicas y perfiles de riesgo: STT primario, que afecta principalmente a pacientes después de un estresor emocional, en ausencia de enfermedad coronaria epicárdica, con liberación de troponina menor , disfunción ventricular izquierda (VI) levemente reducida y rápidamente revertida y pronóstico benigno; el segundo de STT secundario, que ocurre después de un estresor físico, en presencia de enfermedad arterial coronaria (EAC) epicárdica, con mayor liberación de troponina, con disfunción del VI más severa o persistente y asociada a peor pronóstico. Una hipótesis interesante, que queda por probar, es que solo el STT primario podría deberse a una disfunción ventricular izquierda reversible de origen neurogénico a través de la activación de las neuronas que se originan en el sistema límbico que puede causar una vasoconstricción reversible de la microvasculatura coronaria, mientras que el STT secundario puede deberse a un daño miocárdico directo inducido por catecolaminas provocado por un desencadenante físico en pacientes con CAD concomitante. Sin embargo, los determinantes fisiopatológicos del TTS primario y secundario, respectivamente, nunca se han investigado hasta el momento, así como nunca se ha demostrado una activación diferente del eje cerebro-corazón en estas dos categorías de pacientes con TTS.

La disfunción miocárdica posterior a un factor de estrés físico también se ha descrito en la miocardiopatía inducida por sepsis, una complicación sistémica bien conocida de la tormenta de citocinas posterior a la respuesta inmune del huésped a la infección, que puede afectar significativamente el pronóstico de estos pacientes. Tanto la disfunción sistólica del ventrículo izquierdo (DSVI) como la disfunción diastólica del VI (DDVI) se han descrito en el primer período de shock séptico grave como en el STT secundario, pero excepto por la naturaleza reversible de la disfunción miocárdica, las características clínicas y ecocardiográficas (p. anomalías cinéticas típicas del ventrículo izquierdo, características electrocardiográficas y posibles efectos perjudiciales del uso de vasopresores) parecían distinguir el TTS secundario de la miocardiopatía inducida por sepsis, lo que sugiere una respuesta sistémica diferente del huésped a los mismos "estresores" y diferentes mecanismos fisiopatológicos subyacentes a estas condiciones clínicas.

Los perfiles bioquímicos de los pacientes con STT primario frente a los secundarios aún no se han identificado en gran medida, y aún se desconoce si existe un perfil diferente asociado con estas dos categorías de pacientes. Los mecanismos conocidos asociados con el desarrollo de TTS incluyen niveles elevados de catecolaminas plasmáticas circulantes y sus metabolitos. Se ha informado que el TTS se caracteriza por un infiltrado inflamatorio de macrófagos miocárdicos y un aumento de las citocinas proinflamatorias sistémicas. De hecho, estudios recientes informaron que los pacientes con TTS agudo tenían niveles elevados de las citocinas proinflamatorias IL-6, IL-8 y CXCL1 en la sangre; sin embargo, hasta donde sabemos, ningún estudio investigó la carga inflamatoria en la y TTS secundario.

Una respuesta proinflamatoria también se conoce como un mecanismo patogénico clave de la miocardiopatía inducida por sepsis. De hecho, las citocinas proinflamatorias, como el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α), la interleucina-1-beta (IL-1β) y las quimiocinas activadas por patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP) se han implicado en la patogenia de la disfunción miocárdica posterior a la sepsis, así como disfunción endotelial y alteración de la liberación de NO derivado del endotelio que puede alterar la regulación fisiológica de la distribución del flujo sanguíneo. Es de destacar que, en la miocardiopatía inducida por sepsis, la respuesta inmunitaria alterada a los patógenos conduce a una regulación negativa de los receptores β-adrenérgicos y a la atenuación de la respuesta adrenérgica a nivel de los cardiomiocitos, al contrario de lo que se ha demostrado en el STT. . Sin embargo, hasta ahora nunca se ha investigado si las diferentes respuestas biológicas a los mismos factores estresantes pueden ser la base de las diferentes características clínicas del TTS secundario, la miocardiopatía inducida por sepsis y los pacientes con sepsis/shock séptico sin disfunción miocárdica.

Además, dado que la importancia de los mediadores de estrés agudo es clara, el papel de la exposición al estrés crónico en la patogenia del STT y si existe una diferencia entre los pacientes con STT primario y secundario siguen sin explorarse. En este sentido, el cortisol capilar ha surgido recientemente como un nuevo biomarcador de la actividad HPA a largo plazo, proporcionando un método alternativo para evaluar el grado de exposición al estrés psicosocial meses antes de un evento estresante agudo. De hecho, se ha demostrado que el cortisol, al igual que otros componentes lipofílicos del suero, puede atravesar los capilares que nutren el folículo por difusión e incorporarse al cabello en crecimiento de manera proporcional a su concentración circulante. De hecho, dado que el cabello crece a una velocidad de alrededor de 1 cm/mes, el muestreo de cabello a 6 cm del cuero cabelludo puede permitir estimar los niveles de cortisol plasmático hasta seis meses antes. Por lo tanto, los invastigators tienen como objetivo investigar si una exposición crónica diferente al estrés, evaluada a través del análisis de cortisol en el cabello, puede desempeñar un papel en la patogénesis del STT primario frente al secundario.

Justificación El TTS primario y secundario mostró una importante heterogeneidad clínica al identificar dos subtipos diferentes de pacientes con diferentes resultados y perfiles de riesgo. los invastigators plantean la hipótesis de que una activación diferente de las estructuras cerebrales implicadas en la respuesta al estrés agudo, así como una exposición diferente al estrés crónico, pueden sustentar los diferentes perfiles clínicos y de riesgo observados en pacientes con STT primario frente a secundario. Además, los invastigators plantean la hipótesis de que distintas firmas de biomarcadores circulantes pueden estar asociadas con estas dos categorías de pacientes con STT. Por lo tanto, la identificación de estas firmas específicas puede ayudar en el diagnóstico de estos pacientes y allanar el camino para la identificación de vías fisiopatológicas específicas y el desarrollo de futuras terapias. Además, dado que el TTS primario frente al secundario mostró diferentes resultados clínicos, los invastigators plantean la hipótesis de que la identificación de tales firmas específicas puede ayudar en la estratificación pronóstica de los pacientes con TTS.

Además, los invastigators quieren evaluar las diferentes características clínicas de los pacientes con TTS secundario, miocardiopatía inducida por sepsis y sepsis/choque séptico sin disfunción miocárdica, para ver si una respuesta biológica diferente al mismo evento estresante (infección) puede ser la base de diferentes mecanismos fisiopatológicos.

Así, nuestras hipótesis son las siguientes:

• Una activación diferente de las estructuras cerebrales involucradas en la respuesta al estrés agudo puede subsistir en los diferentes perfiles clínicos y de resultados observados en el STT primario frente al secundario.
• Una exposición diferente al estrés crónico, evaluada a través del análisis de cortisol en el cabello, puede predisponer a TTS primario o secundario.
• Los biomarcadores circulantes en plasma específicos podrían discriminar entre TTS primario y secundario, lo que ayuda a identificar los mecanismos fisiopatológicos subyacentes.
• Los biomarcadores circulantes de plasma específicos podrían discriminar entre la miocardiopatía inducida por sepsis, el STT secundario y los pacientes con sepsis/choque séptico sin disfunción miocárdica, lo que ayuda a identificar los mecanismos fisiopatológicos subyacentes.

OBJETIVOS Objetivo principal El objetivo principal del estudio es evaluar la activación de las estructuras cerebrales implicadas en la respuesta al estrés agudo en TTS primario frente a secundario a través del análisis de tomografía por emisión de positrones (PET).

Objetivos secundarios

1. Evaluar la exposición al estrés crónico a través de los niveles de cortisol en el cabello en TTS primario frente a secundario.
2. Identificar biomarcadores circulantes en plasma en STT primario frente a secundario, tanto en el contexto agudo como a los 3 meses de seguimiento.
3. Identificar si se pueden identificar diferentes biomarcadores circulantes en plasma en sepsis/shock séptico sin disfunción cardíaca frente a miocardiopatía inducida por sepsis;
4. Identificar si se pueden identificar diferentes biomarcadores circulantes en plasma en sepsis/shock séptico sin disfunción cardíaca versus TTS secundario;
5. Identificar si se pueden identificar diferentes biomarcadores circulantes en plasma en la miocardiopatía inducida por sepsis frente al STT secundario, subyacentes a diferentes mecanismos fisiopatológicos.

Diseño del estudio Estudio de intervención prospectivo unicéntrico por procedimiento (sin fármaco ni dispositivo)

Duración del estudio El estudio tendrá una duración de 42 meses luego de la aprobación por el Comité de Ética local, de los cuales los primeros 24 estarán destinados a la fase de inscripción, 12 a seguimiento y los 6 siguientes a análisis de datos y redacción científica.

Procedimientos Los investigadores evaluarán datos demográficos (es decir, edad, sexo, raza), factores de riesgo cardiovascular clásicos, antecedentes de síndromes coronarios agudos previos, antecedentes de malignidad, antecedentes psiquiátricos y tratamientos médicos.

En el momento de la angiografía coronaria para pacientes con STT primario o secundario y dentro de las primeras 48 horas para pacientes con sepsis o shock séptico, se recolectarán muestras de sangre arterial en 1 tubo CAT Serum Clot Activator Vacuette® de 9 mL y 4 tubos Vacuette® de 6 mL tubos de EDTA. Además, se recogerá una muestra de cabello de 6 cm para el ensayo de cortisol capilar.

Para los pacientes con TTS primario o secundario, las muestras de sangre se recolectarán mediante punción venosa con 1 tubo CAT Serum Clot Activator de 9 ml Vacuette® y 4 tubos EDTA de 6 ml Vacuette® también a los 3 meses de seguimiento.

Las muestras de sangre se centrifugarán inmediatamente para obtener muestras de sangre completa, suero y plasma, y ​​luego se dividirán en alícuotas en tubos tipo Eppendorf. A continuación, todas las muestras se almacenarán a -80 °C hasta el análisis.

Los niveles de biomarcadores circulantes de vías proinflamatorias y antiinflamatorias (IL-6, IL-1beta, IL-10, IL-18) se medirán mediante un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA) cuantitativo comercialmente disponible. Los invastigators también evaluarán los niveles de Endotelina-1 y BDNF y finalmente, los invastigators evaluarán la expresión de catecolaminas y receptores relativos a través de la prueba ELISA.

Visita de seguimiento La participación en este estudio requiere para pacientes con TTS primario frente a secundario, una visita de seguimiento a los 3 meses (90 +/- 5 gg) después de la inscripción para evaluar un análisis de tomografía por emisión de positrones (PET), y durante la misma visita , se realizará además el muestreo de sangre venosa como se ha descrito anteriormente.

Análisis de tomografía por emisión de positrones (PET) Se realizarán imágenes de 18F-FDG-PET/CT 3 meses después del evento agudo en el Departamento de Medicina Nuclear de Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS utilizando un escáner integrado (por ejemplo, Biograph 64 Siemens Healthcare, Erlangen , Alemania, o similar). Se administrará 18F-FDG (370 MBq) por vía intravenosa después de un ayuno nocturno. La imagen PET tridimensional se realizará después de 1 h de espera tranquila. Se adquirirá una TC sin contraste y sin sincronización para la corrección de la atenuación. Las estructuras cerebrales analizadas incluirán la neocorteza, el sistema límbico (ínsula, amígdala, corteza cingulada e hipocampo), formación reticular, tronco encefálico y médula espinal.

El análisis de la actividad neuronal asociada al estrés se realizará en un análisis retrospectivo utilizando métodos de investigación validados por investigadores que ignoran los datos clínicos. La captación de 18F-FDG amígdala se medirá colocando regiones circulares de interés (ROI) sobre las amígdalas derecha e izquierda y midiendo la acumulación del trazador como un valor de captación estandarizado (SUV).

Los SUV medios de la amígdala bilateral se evaluarán como un promedio e individualmente dividiéndolos por la captación neural regional reguladora para generar una relación entre la amígdala y la actividad reguladora (20). La medida principal de la actividad de la amígdala (AmygA) se obtendrá promediando los SUV de las amígdalas derecha e izquierda, y dividiendo ese valor por el SUV medio del lóbulo temporal (TL) (20). Además, debido a que la corteza prefrontal ventromedial (vmPFC) sirve como un centro regulador en condiciones estresantes, AmygA también se ajustará para el SUV medio de vmPFC en un análisis secundario.

Cálculo del tamaño de la muestra Hasta donde sabemos, no existe literatura previa que compare el TTS primario con el secundario. Por lo tanto, esto se configura como un estudio piloto. Como tal, no se necesita un cálculo formal del tamaño de la muestra. Con base en las reglas generales comunes para estudios piloto de Julious (2005), quien se refiere a 12 sujetos por grupo, y en el número anual de pacientes con STT observados en nuestra Unidad, los invastigators planean inscribir 60 pacientes en 24 meses, de los cuales 15 con STT primario y 15 con STT secundario y, además, 15 con sepsis/choque séptico y 15 con miocardiopatía inducida por sepsis.

Análisis estadístico Se describirá la muestra en sus variables demográficas, antropométricas, clínicas, instrumentales, mediante técnicas de estadística descriptiva. Las variables cualitativas se expresarán como frecuencia porcentual absoluta y relativa, mientras que las variables cuantitativas como media y desviación estándar (DE) o mediana y rango intercuartílico (RIC), según corresponda. La distribución gaussiana se evaluará previamente mediante la prueba de Shapiro-Wilk. En el caso de datos faltantes, estos serán tratados por métodos de imputación de datos a través del paquete imputeR, utilizando métodos de imputación múltiple con métodos de Regresión Lasso centrado en la media en caso de datos cuantitativos, mientras que los árboles de clasificación para la imputación por función "RpartC", centrados en la moda , que es el objeto de clase más representado, sobre datos cualitativos.

Las comparaciones entre grupos al inicio del estudio se evaluarán mediante la prueba de Chi-cuadrado o la prueba exacta de Fisher, con extensión de Freeman-Halton, en su caso, en el caso de datos cualitativos, mientras que las comparaciones entre datos cuantitativos se realizarán mediante ANOVA de una vía o Kruskal-Wallis. prueba. Las comparaciones por pares se calcularán mediante la prueba t de Student o la prueba U de Mann Whitney. En este último caso, al usar el paquete R "coin", se aplicará la prueba de rango con signo de Wilcoxon-Pratt para tratar la presencia de vínculos.

La evaluación del punto final primario, en términos de diferencias de valores de SUV entre TTS primario y secundario, se evaluará mediante la prueba t de Student o la prueba U de Mann Whitney.

Entre los criterios de valoración secundarios, el cortisol capilar y la diferencia de biomarcadores a los 3 meses en comparación con el valor inicial se evaluarán principalmente en los grupos individuales mediante la prueba t de Student pareada o la prueba de suma de rangos de Wilcoxon para datos pareados.

Las diferencias entre grupos y dentro de los grupos a lo largo del tiempo y en la línea de base en biomarcadores y niveles de cortisol se representarán aún más mediante "gráficos de violín", mediante el uso de paquetes R "ggpubr", "ggstatsplot", "ggplot2", "ggprism" y "ggsignif" .

La variable principal, así como las variables secundarias destinadas a comparar la variación de los índices mencionados entre los dos grupos, se realizarán mediante modelos lineales de efectos mixtos para medidas repetidas (LMMRM), con el paquete R "glmmTMB", que incluye datos de resultados en formato largo. -formato como variable dependiente. Los efectos fijos incluirán la asignación de submuestras, el tiempo como variable cualitativa y su interacción, mientras que los efectos aleatorios identificarán a los pacientes. En profundidad, las correlaciones entre medidas repetidas se modelarán utilizando una estructura de simetría compuesta o una matriz de covarianza no estructurada, de lo contrario. El paquete R "DHARMa" probará el mejor ajuste para los modelos, que utiliza un enfoque basado en simulación para crear residuos escalados (cuantiles) fácilmente interpretables para los LMM ajustados y proporciona una prueba para la dispersión excesiva o insuficiente del modelo. Los residuales resultantes están estandarizados a valores entre 0 y 1 y pueden interpretarse de forma tan intuitiva como los residuales de una regresión lineal.

Para usar estos modelos en muestras pequeñas, se realizará un ajuste similar al de Bartlett mediante un remuestreo de arranque con el paquete R "pbkrtest". De hecho, teniendo en cuenta que la aproximación del estadístico de prueba T de máxima verosimilitud (LR) a la distribución chi-cuadrado en muestras grandes no es precisa a pequeña escala, la corrección de Bartlett divide por un término de corrección, con el término de ajuste que es una estimación del primer momento de la distribución nula del estadístico T.

Los valores de p <0,05 se considerarán estadísticamente significativos. También se informarán valores de p sugerentes (0,05 ≤ p < 0,10). Todos los análisis se realizarán con el software R, versión 4.2.0 (CRAN ®, R Core 2022, Viena, Austria).