Sydämen mitokondrioiden toiminta sydämensiirron jälkeen (ENERGY-HTX)

Tausta

Ennuste sydämensiirron (HTx) jälkeen on parantunut huomattavasti sen jälkeen, kun ensimmäinen HTx tehtiin vuonna 1967. Ryhmämme tutkimukset ovat osoittaneet, että sekä vasemman että oikean kammion toiminta vaikuttaa heti sydämensiirron jälkeen, mutta tämä näyttää toipuvan jossain määrin ensimmäisen vuoden aikana. Tämä välitön vaikutus siirteen elimeen HTx:n jälkeen liittyy kudosiskemiaan ja reperfuusiovaurioon, joka aiheuttaa soluenergian ehtymisen, mitokondrioiden vajaatoiminnan ja sitä seuraavan apoptoosin. Sairaus voi edetä täysin puhjenneeksi primaariseksi siirteen vajaatoiminnaksi (PGF), johon liittyy mekaanisen kardiovaskulaarisen tuen tai inotrooppien tarve, jota havaitaan 3–30 %:lla HTx-potilaista. Sydänvamma lisää siten sairastumisriskiä ja kuolleisuutta. Akuutin PGF:n lisäksi voi kehittyä krooninen hylkimisreaktio, joka johtuu sepelvaltimon vaskulopatiasta (CAV). Siten huolimatta edistymisestä peritransplantaatiohoidossa ja immunosuppressiossa, PGF ja CAV ovat edelleen tärkeimpiä sydämeen liittyviä kuolleisuuden syitä HTx:n jälkeen, ja siksi tarvitaan lisäarviointia ja -hoitoja.

Siirteen hyljintäreaktio diagnosoidaan ja vakavuus luokitellaan endomyokardiaalisten biopsioiden (EMB) perusteella, jotka on otettu perkutaanisesti kaula- tai reisilaskimoiden kautta. Nämä biopsiat tehdään rutiininomaisesti laitoksessamme, jotta varmistetaan koetteleva immunosuppressio HTx:n jälkeen. Acute cellular hyljintä (ACR) voi esiintyä noin 25 %:lla potilaista, mikä liittyy PGF:ään, CAV:hen ja myöhemmin krooniseen hyljintään. Mitokondrioiden toiminta ja eheys voivat kuitenkin osoittautua herkemmäksi allograftin hylkimisen merkkiaineeksi. Sydämen vajaatoiminnassa mitokondrioiden tiheys muuttuu, kun taas toiminta ja eheys heikkenevät, mikä yhdistää vajaatoiminnan sydämen energian puutteeseen. Eläintutkimukset osoittavat, että mitokondrioiden kokonaistoiminnan heikkeneminen edeltää histopatologisia muutoksia sydänsiirteen hylkimisreaktion aikana HTx:n jälkeen. Siksi mitokondrioiden toiminnan arviointi HTx:n jälkeen voi mahdollistaa hyljintäreaktion ja allograftin toimintahäiriön aikaisemman havaitsemisen. Tämä voi olla erityisen tärkeää, koska uudet hoidot kohdistuvat sekä energiasubstraattien saantiin mitokondrioiden tuottamaa adenosiinitrifosfaattia (ATP) varten että mitokondrioiden toimintaan vajaatoiminnassa. Laitoksessamme on kehitetty menetelmiä mitokondrioiden toiminnan arvioimiseksi sydänkudoksessa, ja pilottitutkimukset ovat osoittaneet, että EMB:n käyttö on mahdollista. Lisäksi non-invasiivisen 11C-asetaattipositroniemissiotomografian (PET) avulla voimme arvioida sydänlihaksen ulkoista energiatehokkuutta (MEE), joka on laskettu sydänlihaksen ulkoisen työn (EW) ja oksidatiivisen aineenvaihdunnan (MVO2) suhteesta. Siten mahdollistaa mitokondrioiden energiantuotannon ja mekaanisen työn välisen kytkennän kvantifioinnin.

Huolimatta selvästä yhteydestä siirteen toimintahäiriön/hyljinnän ja mitokondrioiden toiminnan välillä, on edelleen epäselvää, liittyvätkö mitokondrioiden sisältö ja toiminta PGF:ään, ACR:ään ja CAV:hen. Tällaiset löydökset voivat olla prognostisesti tärkeitä ja jopa selventää uuden hoitokohteen.

Hypoteesit

1. Primaarinen siirrännäispumpun toiminta korreloi mitokondrioiden toiminnan kanssa ensimmäisessä sydänlihasbiopsiassa, joka on otettu luovuttajan sydämestä leikkauksen aikana
2. Sydämen mitokondrioiden toiminta paranee ensimmäisten 3 kuukauden aikana sydämensiirron jälkeen
3. Sydämensiirtopotilailla, joilla on kohtalainen tai vaikea sepelvaltimon vaskulopatia, on heikentynyt mitokondrioiden toiminta
4. MEE:tä voidaan käyttää mitokondrioiden toiminnan ja kroonisen hylkimisreaktion markkerina HTx-potilailla

Tavoitteet

Tutkimus 1: Tutkitaan, liittyykö sydänlihaksen ensisijainen toiminta sydämen mitokondrioiden toimintaan de novo HTx -potilailla

Tutkimus 2: Tutkitaan, paraneeko sydämen mitokondrioiden toiminta ajan myötä HTx:n jälkeen sekä sydämen toiminnan paraneminen

Tutkimus 3: Tutkitaan, onko sydämensiirtopotilailla, joilla on krooninen hylkimisreaktio ja siirteen vaskulopatia heikentynyt mitokondrioiden toiminta

Tutkimus 4: Arvioida, voidaanko MEE:tä käyttää mitokondrioiden toiminnan ja kroonisen hylkimisreaktion markkerina

Suunnittelu ja päätepisteet

Tutkimus 1: Sydämen ja mitokondrioiden toiminnan välinen yhteys HTx:n jälkeen

Suunnittelu: Sydänlihaksen mitokondrioiden toimintaa, joka on analysoitu 15 HTx-potilaalta, jotka on otettu luovuttajan sydämestä transplantaation aikana, verrataan EMB:hen 15 HTx-potilaalta aikataulun mukaisissa biopsioissa (1 tai 2 vuotta implantoinnin jälkeen)

Tutkimus 2: Sydämen ja mitokondrioiden toiminnan kehitys HTx-suunnittelun jälkeen: Mitokondrioiden toiminta mitattiin aikataulun mukaisessa EBM-seurannassa (1, 2, 3, 4, 8, 12 viikkoa ja 6 kuukautta HTx:n jälkeen) 24 HTx-potilaalta. Näitä tuloksia verrataan 15 potilaaseen, joille tehtiin biopsiat 1 ja 2 vuotta HTx:n jälkeen.

Tutkimus 3: Sepelvaltimon vaskulopatian vaikutus mitokondrioiden toimintaan Suunnittelu: Mitokondrioiden toiminta arvioitu CAV-potilaiden suunniteltujen EMB-seurantakäyntien yhteydessä sepelvaltimon angiografialla määritettynä (aikataulutettu toimenpide) 15 HTx-potilaan CAV:tä verrataan 15 HTx-potilaaseen, joilla ei ole CAV .

Tutkimus 4: MEE mitokondrioiden toiminnan ja allograftin hylkimisen ei-invasiivisena markkerina Suunnittelu: 24 HTX-potilasta, joille on määrätty EMB, tutkitaan kahdesti 11C-asetaatti-PET:llä. Tarkoituksena on, että rekrytoimme peräkkäin tutkimukseen 2 ilmoittautuneita potilaita. Ensimmäinen tutkimus suoritetaan 3 viikon kuluessa HTx:n jälkeen ja toinen tutkimus 6 kuukauden kuluttua. Enintään 4 viikkoa EMB:n ja toisen 11C-asetaatti-PET-tutkimuksen välillä hyväksytään.

(HTx-potilasryhmää, jolle otettiin biopsiat 1 ja 2 vuotta HTx:n jälkeen tutkimuksessa 3 (n=15), käytetään uudelleen tutkimuksissa 1 ja 2 vertailukelpoisena kohorttina. Näin ollen yhteensä 69 potilasta on mukana. On kuitenkin odotettavissa, että useita potilaita tutkimuksesta 1 ja otetaan mukaan tutkimukseen 2, mikä vähentää osallistujien kokonaismäärää.)

menetelmät

Mitokondrioiden toiminta arvioidaan sydänlihasbiopsioissa korkearesoluutioisella respirometrialla ja elektronimikroskopialla

Sydämen toiminta arvioidaan transthorakaalisella kaikukardiografialla

Sepelvaltimon angiografia suoritetaan CAV-asteen arvioimiseksi

Verinäytteitä otetaan

Tutkimuksessa 4 MEE arvioidaan positroniemissiotomografialla käyttäen validoituja kineettisiä menetelmiä.

Eettiset näkökohdat

Hanke toteutetaan Helsingin julistuksen II periaatteiden mukaisesti. Pöytäkirja, mukaan lukien kirjalliset osallistujatiedot ja suostumuslomakkeet, tulee lopullisesti hyväksyä Keski-Tanskan alueen tutkimuseettisen komitean ja .

Julkaisu- ja tutkimussuunnitelma Kaikki tulokset, olivatpa ne positiivisia, negatiivisia tai epäselviä, julkaistaan ​​kansainvälisessä vertaisarvioidussa tieteellisessä lehdessä.

Näkökulmat Soluhyljintä (ACR) pian HTx:n jälkeen liittyy vahvasti CAV:n pitkäaikaiseen kehittymiseen ja sitä seuraavaan sydänlihaksen toimintahäiriöön. Koska siirteen vajaatoiminta ja CAV ovat tärkeimmät pitkäaikaiset sydämeen liittyvät myöhäisen kuolleisuuden syyt HTx:n jälkeen, näyttää ensiarvoisen tärkeältä muuttaa pitkäaikaisia ​​vaaroja, kuten ACR, CAV ja siirteen vajaatoiminta, jotta voidaan parantaa merkittävästi transplantaation jälkeistä tulosta. Tässä yhteydessä mitokondrioiden toiminta näyttää olevan keskeinen, joten lähestymistavat mitokondrioiden toiminnan arvioimiseksi HTx-potilailla voivat osoittautua tasoittavan tietä uusille seurantaalgoritmeille ja jopa hoitokohteille.