Evaluación hemodinámica de la función de los miocitos subyacentes en la insuficiencia cardíaca derecha (HALT-RHF)

Esta propuesta tiene como objetivo mejorar el diagnóstico y la comprensión mecanicista de la disfunción de los miocitos del ventrículo derecho (VD) en pacientes con insuficiencia cardíaca con fracción de eyección reducida e hipertensión pulmonar (HFrEF-PH). La disfunción del VD es común y acelera los malos resultados en la HFrEF-PH. A pesar de su importancia, la capacidad clínica para caracterizarlo sigue siendo imprecisa. Esto frustra los esfuerzos pronósticos y terapéuticos en muchos escenarios, como la predicción de insuficiencia del VD después de un dispositivo de asistencia ventricular izquierda. En 2023, los investigadores informaron que los índices de reserva contráctil de los miocitos del VD, como la tensión isométrica activada por calcio y la tensión activa dependiente de la longitud, se reducen en el tejido del VD de corazones humanos HFrEF-PH explantados en etapa terminal. En particular, los índices clínicos se correlacionaron modestamente con la tensión activada por el calcio, pero no lograron capturar la depresión de la tensión dependiente de la longitud, siendo esta última un contribuyente clave a la reserva de Frank-Starling del VD. Esta deficiencia resalta una posible razón por la cual los índices clínicos no logran identificar la falla del VD. Una deficiencia de este trabajo fue su estudio de la enfermedad en etapa terminal, y los investigadores creen que mejores correlatos clínicos de la disfunción de los miocitos de la enfermedad en etapa anterior pueden proporcionar más información en un momento en el que las intervenciones aún serían útiles. La hipótesis central de los investigadores es que la identificación clínica de la enfermedad de los miocitos del VD en HFrEF-PH requiere medir la reserva contráctil del VD, como se obtiene durante el ejercicio. El estudio previo de los investigadores en pacientes con HP primaria respalda esto, y nuevos datos preliminares en pacientes con HP secundaria a insuficiencia cardíaca también lo hacen. Profundizando más, los investigadores informaron recientemente sobre una nueva deficiencia del filamento grueso del sarcómero en los miocitos HFrEF-PH RV, impulsada por un exceso de miosina en el estado inactivo súper relajado que dificulta su reclutamiento para formar puentes cruzados mediante calcio o estiramiento. -activación. Esto último es importante ya que no se observa en pequeños roedores y solo recientemente se ha informado en cerdos, lo que vincula recientemente la miosina súper relajada con los miocitos del VD y la reserva de la cámara en humanos. Los nuevos datos fosfoproteómicos de los investigadores muestran menos fosforilación de la proteína C de unión a miosina y aún más fosforilación de varias proteínas del disco Z del sarcómero, y respaldan el papel potencial basado en las modificaciones de la quinasa y la fosfatasa.

Esta propuesta surgió de estos hallazgos recientes. Los objetivos de los investigadores son: (1) identificar índices clínicos que capturen la insuficiencia de la reserva de miocitos del VD en la etapa inicial a media de HFrEF-PH; (2) descubrir mecanismos de depresión contráctil dependiente de la longitud de los miocitos; y (3) probar fármacos activadores de sarcómeros que podrían resultar útiles para la insuficiencia del VD HFrEF-PH. Los investigadores combinan un circuito de presión-volumen de última generación y evaluaciones clínicas de la función de la cámara del VD con fenotipado del aparato contráctil de los miocitos. Los investigadores exploran más a fondo un nuevo papel de la miosina súper relajada en la reserva de miocitos deprimida. La propuesta aprovecha mi experiencia en músculos básicos y traslacionales desarrollada durante los últimos años con el apoyo de K23 y un equipo colaborativo estelar. Sus objetivos se alinean con las visiones estratégicas del NHLBI para RV y HF avanzada. Hay tres objetivos específicos:

Objetivo 1. Probar si las medidas clínicas de la reserva de ejercicio del VD reflejan mejor la disfunción contráctil de los miocitos del VD en una etapa anterior de HFrEF-PH. Los pacientes con HFrEF remitidos para cateterismo en el corazón derecho se someten a un protocolo bien establecido en Johns Hopkins para evaluar los índices hemodinámicos y ecocardiográficos clínicos del VD junto con los parámetros del circuito de presión-volumen del VD en reposo y con ejercicio en bicicleta en decúbito supino. Se obtienen biopsias endomiocárdicas del VD y se permeabilizan los miocitos aislados para evaluar la mecánica contráctil y la tensión activada por el calcio y la longitud. Luego, los investigadores prueban si los parámetros clínicos de reserva de ejercicio del VD reflejarán con mayor sensibilidad las limitaciones de la reserva contráctil de los miocitos del VD que las medidas de reposo de la función del VD comúnmente utilizadas.

Objetivo 2. Determinar las funciones y las identidades de los mediadores de fosforilación de la reserva dependiente de la longitud de los miocitos del VD HFrEF-PH reducida. Nuevos datos fosfoproteómicos encuentran hipofosforilación de la proteína quinasa A (PKA) de proteínas de filamentos gruesos e hiperfosforilación de proteínas de andamio de disco Z en el miocardio HFrEF-PH RV. La incubación de PKA aumenta la tensión dependiente de la longitud de los miocitos, mientras que la proteína fosfatasa 2a (que no revierte los cambios de PKA) mejora la tensión activada por calcio. Los investigadores prueban la relevancia para la insuficiencia de la reserva contráctil de los miocitos en HFrEF-PH en miocitos del VD permeabilizados mediante incubación selectiva de quinasa y fosfatasa, luego mutan selectivamente sitios fosfomodificados de alto valor para probar el papel en la activación dependiente de la longitud.

Objetivo 3: determinar si los fármacos activadores de sarcómeros más nuevos restauran la tensión dependiente de la longitud de los miocitos del VD con HFrEF. Se prueban dos fármacos activadores de sarcómeros en miocitos HFrEF-PH RV: danicamtiv y CK-136, que deberían aumentar la tensión dependiente de la longitud mejor que fármacos similares probados previamente. Los investigadores determinan el impacto en la reserva contráctil de los miocitos desollados y luego prueban si los índices clínicos de reserva del VD identificados en el objetivo 1 pueden predecir el impacto en los miocitos individuales del VD HFrEF-PH del mismo paciente.

Resultados esperados: los investigadores identificarán índices clínicos óptimos de insuficiencia de la reserva del VD en HFrEF-PH, aclararán los mecanismos de la reserva dependiente de la longitud de los miocitos y probarán nuevos fármacos del VD. Los hallazgos afectarán la falla del VD debido a HFrEF-PH y deberían aplicarse también a sus otras causas. El equipo de investigación de investigadores tiene una experiencia excepcional en fenotipado traslacional del VD y biofísica muscular y está en una posición única para cumplir con esta propuesta.