Verisuonten vanheneminen ja ateroskleroottisen plakin haavoittuvuus (VICTORIA)

Tausta - Kronologinen ikääntymisprosessi myötävaikuttaa merkittävästi verisuoniston rakenteellisiin ja toiminnallisiin muutoksiin, ja se on noussut merkittäväksi riskitekijäksi ateroskleroottisille sairauksille ja akuuteille tromboottisille tapahtumille [1,2]. Lisäksi elämäntapavalinnat, ympäristötekijät ja ulkoiset ärsykkeet voivat vaikuttaa ikään liittyvään verisuonten heikkenemiseen, mikä johtaa verisuonten eheyden ja toiminnan asteittaiseen heikkenemiseen [3,4].

Jotta voitaisiin tunnistaa mahdolliset kohteet terapeuttiselle interventiolle verisuonten ikääntymisen haitallisten seurausten viivyttämiseksi tai kumoamiseksi, on ratkaisevan tärkeää ymmärtää paremmin verisuonten ikääntymisen solu- ja molekyylimekanismit sekä määritellä paremmin, kuinka ympäristötekijät voivat nopeuttaa prosessia [3 -5].

Viime vuosikymmeninä DNA-vauriot – sekä telomeeriset että ei-telomeeriset, mitokondrioiden vaurioiden ohella – ovat nousseet keskeiseksi laukaisimeksi verisuonten ikääntymisessä ja ateroskleroosin kehittymisessä [4-11]. Lukuisat todisteet tukevat oksidatiivisten DNA-vaurioiden, telomeerien kulumisen ja mitokondrioiden DNA-vaurioiden esiintymistä sekä kokeellisissa malleissa että ihmisen plakkinäytteissä [12-17] sekä ateroskleroosia sairastavien yksilöiden ääreissoluissa [9,18-21]. ].

Lisäksi on yhä ilmeisempää, että genominen epävakaus voi suoraan vaikuttaa verisuonten solutoimintaan laukaisemalla signalointireittejä, jotka johtavat lukuisiin patofysiologisiin muutoksiin. Nämä muutokset kattavat tulehduksen, apoptoosin, autofagian ja viime kädessä solujen vanhenemisen, jolle on tunnusomaista "vanhenemiseen liittyvän sekretorisen fenotyypin" (SASP) erittyminen. [4-11]. Vankka mekaaninen yhteys DNA-vaurion ja solujen ikääntymisen välillä korostaa DNA-vaurioita ensisijaisena ikääntymisen syynä [22]. DNA-vaurion ja sen mekaanisten korrelaatioiden kohdistaminen voi tarjota loogisen perustan yhtenäisten interventioiden kehittämiselle ikääntymiseen liittyvien toimintahäiriöiden ja sairauksien lieventämiseksi [22].

Siitä huolimatta tarkat mekanismit, jotka yhdistävät DNA-vaurion SASP:hen verisuonisoluissa, sekä sen rooli ateroskleroosin ja haavoittuvan aterooman patogeneesissä ovat edelleen vaikeaselkoisia.

Viimeaikaiset todisteet korostavat telomeerihäiriön ja mitokondrioiden dysmetabolismin keskinäistä ylikuulumista solujen vanhenemisprosessissa [23-26], mikä korostaa tarvetta selvittää tätä monimutkaista ja monimutkaista yhteyttä, joka voi avata uusia potentiaalisia hoitostrategioita ikääntymiseen liittyviin sairauksiin [27]. .

Lisätutkimukset ovat perusteltuja ymmärtääkseen taustalla olevat mekanismit, joilla mitokondrioiden toimintahäiriöt vaikuttavat telomeerien pituuteen ja päinvastoin, ja kuinka niiden vuorovaikutus edistää verisuonten ikääntymisprosessia [26].

Oletamme, että monimutkaiset molekyylimekanismit, jotka yhdistävät telomeerien toimintahäiriön, mtDNA-vaurion ja ei-koodaavan RNA:n säätelyn, ovat mukana verisuonten ikääntymisprosessissa, mikä edistää ateroskleroosin kehittymistä ja etenemistä. Näin ollen perifeeriset ikääntymismerkit geneettisistä vaurioista ja ei-koodaavasta RNA:sta voivat olla hyödyllisiä luonnehtimaan haavoittuvan plakin kehittymistä syyllisissä suonissa ja parantamaan potilaiden ennustetta.

Tavoitteet - Tämän ehdotuksen erityistavoitteet ovat: 1) tutkia solujen ikääntymisen perifeeristen merkkiaineiden [telomeerien pituus (LTL) ja mitokondrion DNA:n (mtDNAcn) sisältö] ja ei-koodaavan RNA:n deregulaation (lncRNA TERRA, MitomiR) välistä yhteyttä angina pectoriksen eri spektrit (stabiili angina pectoris, epästabiili, NSTEMI ja STEMI) ja 2), jotta voidaan arvioida niiden yhteys merkittäviin haitallisiin kardiovaskulaarisiin tapahtumiin (MACE) 12 kuukauden sisällä ilmoittautumisesta.

Potilaat, joilla on sydänsokki, kongestiivinen sydämen vajaatoiminta, loppuvaiheen munuaissairaus ja sepelvaltimon ohitusleikkaus, suljetaan pois. Tarkka arvio plakin morfologiasta hankitaan potilaille, joille seulotaan syyllisen valtimon optinen koherenssitomografia (OCT) tai intravaskulaarinen ultraääni (IVUS).

Tutkimuksen suunnittelu - Prospektiivinen, yhden keskuksen ei-satunnaistettu havainnointitutkimus. Näytteiden ja tietojen kerääminen - Jokaiselta potilaalta otetaan perifeerinen verinäyte (noin 10 ml) ennen diagnostisia tai terapeuttisia angiografiatoimenpiteitä, ja sitä käytetään DNA:n ja/tai RNA:n erottamiseen. Muiden biologisten näytteiden (kokoveri, plasma, seerumi, hyytymä, PBMC:t) biopankki perustetaan. Noin 12 kuukautta ilmoittautumisen jälkeen kaikille tutkimukseen otetuille potilaille suoritetaan kliininen seuranta rutiininomaisen lääkärikäynnin tai puhelinhaastattelun kautta haitallisten kardiovaskulaaristen tapahtumien (MACE - kuolema, sydäninfarkti tai myöhempien revaskularisaatioiden tarve) arvioimiseksi.

Biomarkkerien määritys - LTL ja mtDNAcn mitataan DNA:n erottamisen jälkeen veren leukosyyteistä, kun taas lnc-RNA TERRA ja mitomiR, RNA:n erottamisen jälkeen veren leukosyyteistä ja analysoidaan Real-Time PCR-tekniikoilla.

Näytteen koko – Keskimääräisen vaikutuksen koon (f = 0,25) havaitsemiseksi keskimääräisen LTL-arvon erossa ryhmien välillä arvioimme, että näytteen koko on yhteensä vähintään 232 potilasta, alfataso 0,05 ja teho 90 % tai enemmän. Kun otetaan huomioon 10 %:n keskeyttämisaste, mukaan otettavien potilaiden kokonaismäärän tulee olla vähintään 260.

Tilastollinen analyysi - Aineiston normaalijakauma testataan Kolmogorov-Smirnov-testillä.

Jatkuvat muuttujat esitetään keskiarvona, keskihajonnana, mediaanina, ensimmäisenä ja kolmantena kvartiilina. Kategoriset muuttujat ilmaistaan ​​numeroina ja prosentteina.

Kahden ryhmän vertailu suoritetaan käyttämällä Studentin t-testiä riippumattomille näytteille jatkuville muuttujille ja khin neliötestiä tai Fisherin tarkkaa testiä kategorisille muuttujille. Vertailut useamman kuin kahden ryhmän välillä testataan yksisuuntaisella varianssianalyysillä (ANOVA), jota seuraa Bonferroni post-hoc -testit kahden ryhmän vertailua varten. Jos oletus tietojen jakauman normaalista ei täyty, käytetään vastaavia ei-parametrisia testejä. Pearson- tai Spearman-kerroin lasketaan, jotta voidaan tutkia muuttujien välistä korrelaatiota yksimuuttujaisella tavalla. Tapahtumavapaat eloonjäämiskäyrät muodostetaan Kaplan-Meier-mallilla ja testataan log-rank-testillä eri ryhmien välillä. Yksimuuttujien ja monimuuttujien Cox-suhteellisten vaarojen mallia käytetään tunnistamaan kunkin muuttujan ennustearvo suhteessa MACE-tapahtumaan; tiedot ilmaistaan ​​HR:llä ja niiden 95 %:n luottamusvälillä.

Viitteet

1. Hamczyk MR, et ai. Biologinen vs. kronologinen ikääntyminen. J Am Coll Cardiol. 2020, 3. maaliskuuta; 75:919–30.
2. Liberale L, et ai. Verisuonten ikääntymisen rooli ateroskleroottisen plakin kehittymisessä ja haavoittuvuudessa. Curr Pharm Des. 2019;2:3098-111.
3. Liu Y et ai. Altistuminen ympäristön epäpuhtauksille: mahdollinen ikääntymisen ja ikääntymiseen liittyvien sairauksien aiheuttaja. Environ Toxicol Pharmacol. 2021;83:10357.
4. Climie RE, et ai. Verisuonten ikääntyminen nuoruudessa: kehotus toimia. Sydän Lung Circ. 2021;30:1613-26.
5. Ungvari Z et ai. Verisuonten ikääntymisen mekanismit, Geroscience Perspective: JACC Focus Seminar. J Am Coll Cardiol. 2020 maaliskuu 3;75(8):931-941
6. Andreassi MG. Sepelvaltimon ateroskleroosi ja somaattiset mutaatiot. Mutat Res. 2003; 54367-8.
7. Mahmoudi M, et ai. DNA-vaurio ja korjaus ateroskleroosissa. Cardiovasc Res. 2006;71:259-68.
8. Madamanchi NRwt al. Mitokondrioiden toimintahäiriö ateroskleroosissa. Circ Res. 2007; 100:460-73.
9. Andreassi MG. DNA-vaurio, verisuonten vanheneminen ja ateroskleroosi. J Mol Med (Berl). 2008;86:1033-43.
10. Uryga A, et ai. DNA-vaurio ja korjaus verisuonisairaudissa. Annu Rev Physiol. 2016;78:45-66
11. Bautista-Niño PK, et ai. DNA-vaurio: tärkein verisuonten ikääntymisen määräävä tekijä. Int J Mol Sei. 2016; 17:748.
12. Ballinger SW, et ai. Vetyperoksidin ja peroksinitriitin aiheuttamat mitokondrioiden DNA-vauriot ja toimintahäiriöt verisuonten endoteelisoluissa ja sileissä lihassoluissa. Circ Res 2000;86:960-6.
13. Minamino T, et ai. Endoteelisolujen vanheneminen ihmisen ateroskleroosissa: telomeerin rooli endoteelin toimintahäiriössä. Levikki. 2002;105:1541-4.
14. Matthews C, Gorenne I, Scott S, Figg N, Kirkpatrick P, Ritchie A, Goddard M, Bennett M. Verisuonten sileät lihassolut läpikäyvät telomeeripohjaisen vanhenemisen ihmisen ateroskleroosissa: telomeraasin ja oksidatiivisen stressin vaikutukset. Circ Res. 2006; 99: 156-64
15. Durik M, et ai. Nukleotidien poisto DNA:n korjaus liittyy ikääntymiseen liittyvään verisuonten toimintahäiriöön. Levikki. 2012; 126:468-78

16. Yu E, et ai. Mitokondrioiden DNA-vauriot voivat edistää ateroskleroosia reaktiivisista happilajeista riippumatta vaikuttamalla sileisiin lihassoluihin ja monosyytteihin ja korreloivat korkeamman riskin plakkien kanssa ihmisillä. Levikki. 2013; 128:

    702-12.

17. Ataei Ataabadi Eet al. Verisuonten ikääntymisen piirteet, jotka johtuvat selektiivisestä DNA-vauriosta sileässä lihassolussa. Oxid Med Cell Longev. 2021; 2021: 2308317.
18. Vecoli C, et ai. Mitokondrion DNA4977-deleetion ja mitokondrion DNA-kopioluvun ennustearvo potilailla, joilla on stabiili sepelvaltimotauti. Ateroskleroosi. 2018; 276:91-97.
19. Vecoli C, et ai. Telomeerien lyhenemisen ja mtDNA 4977 -deleetion itsenäiset ja yhdistetyt vaikutukset sepelvaltimotautia sairastavien potilaiden pitkäaikaisiin tuloksiin. Int J Mol Sei. 2019; 20:5508.
20. Dan K, et ai. Deoksiribonukleiinihapon korjausaktiivisuus liittyy parantuneeseen sepelvaltimoplakin repeämiseen optisella koherenssitomografialla. J Cardiovasc Transl Res. 2019;12:608-10.
21. Andreassi MG, et ai. Mikrotumamääritys sepelvaltimotaudin ennustamiseen: Systemaattinen katsaus ja meta-analyysi. Mutat Res Rev Mutat Res. 2021;787:108348.
22. Schumacher B, et ai. DNA-vaurion keskeinen rooli ikääntymisprosessissa. Luonto. 2021; 592:695-703.
23. Sahin E, et ai. Ikääntymisen akseli: telomeerit, p53 ja mitokondriot. Nat Rev Mol Cell Biol. 2012;13:397-404.
24. Sahi E, et ai. Telomeerien toimintahäiriö aiheuttaa metabolisen ja mitokondrion kompromissin Nature 2011; 470: 359-65.
25. Fang EF, et ai. Ydin-DNA-vaurioiden signalointi mitokondrioille ikääntyvässä Nat Rev Mol Cell Biol. 2016;17:308-21.
26. Vecoli C, et ai. Verisuonten ikääntymisen ja ateroskleroosin molekyylibiomarkkerit: telomeerien pituus ja mitokondrioiden DNA4977 yleinen deleetio. Mutat Res. 2020;784:108309.
27. Gao X, et ai. Telomeerit ja mitokondrioiden aineenvaihdunta: vaikutukset solujen vanhenemiseen ja ikääntymiseen liittyviin sairauksiin. Stem Cell Rev Rep. 2022;18:2315-27.