Angiogenezis és fibrózis szívinfarktusban

Az integrinek olyan molekulák csoportja, amelyek az intercelluláris adhézióért és a jelátvitelért felelősek. A heterodimer receptorok szupercsaládját alkotják, amelyek 18 különböző α és β alegységből állnak. Kombinációjukban 24 különböző receptor altípust tudnak létrehozni, amelyek számos fiziológiai és patofiziológiai funkcióval rendelkeznek [Takada et al, 2007]. Az αvβ3 receptor egy olyan integrin, amely alacsony szinten található meg az érett endotélsejteken, de jelentősen szabályozott az aktívan növekvő erek endotélsejtjein. Korábban vitronektin receptorként ismerték, bár később kiderült, hogy számos más ligandumhoz kötődik, beleértve a fibrinogént, fibronektint, laminint, trombospondint, von Willebrand faktort és bizonyos kollagén altípusokat. Ezek a jellemzők az αvβ5 integrin receptornál is megfigyelhetők, mivel mindkét receptor felismeri az ezeken a ligandumokon jelen lévő arginin-glicin-aszpartát (RGD) motívumot.

1.1.2 Az αvβ3 és αvβ5 integrinek szerepe a szív- és érrendszeri betegségekben

Az αvβ3 és αvβ5 receptorok expressziója számos beteg állapotban fokozottan szabályozott, és ezt különösen jól jellemezték a tumornövekedéssel és metasztázisokkal kapcsolatos angiogenezisben [Friedlander és munkatársai, 1995; Brooks és munkatársai, 1994]. Ennek az integrin útvonalnak azonban számos lehetséges szerepe van a szív- és érrendszeri betegségekben, beleértve a szívinfarktust, az érelmeszesedést, a resztenózist, az aorta szűkületét és az aneurizmabetegséget, amelyek viszonylag feltáratlanok.

1.1.2.1 Szívinfarktus

A szívinfarktus után intenzív gyulladásos válasz lép fel, amelyet angiogenezis és fibrózis követ. A gyógyulás és a helyreállítás ezen időszaka alatt az integrinek erős szabályozása zajlik a szívizom hatékony gyógyulása érdekében. Az αvβ3 és αvβ5 integrin receptorok esetében ez az angiogenezist és a fibrózist egyaránt tükrözi, tekintettel ligandumkötő tulajdonságaikra [van den Borne és mtsai, 2008; Higuchi és mtsai, 2008]. Ez a korai és késleltetett bal kamrai remodelláció középpontjában áll az infarktus és a periinfarktus zónában. A korai fázist az angiogenezis uralja, hogy helyreállítsa a vaszkuláris integritást és a szöveti perfúziót, az αvβ3 és αvβ5 receptorok fokozott szabályozásával és az aktivált endotélsejteken expresszálódnak az újonnan kialakuló erekben [Higuchi és mtsai, 2008]. A myocardialis ezt követő gyógyulásával és remodellációjával a fibroblasztok aktiválódása és a miofibroblasztokká történő differenciálódás αvβ3 és αvβ5 receptor kölcsönhatásokat igényel, és központi szerepet játszik a fibrózis kialakulásában [van den Borne és mtsai, 2008]. A maladaptív fibrotikus válaszok és a bal kamrai kedvezőtlen remodelling állhat a szívizominfarktust követő szívelégtelenség kialakulásának hátterében. Ezek a folyamatok és útvonalak szerepet játszhatnak a szívizom fibrózisának kialakulásában más állapotokban is, mint például az aortaszűkülethez társuló bal kamrai hipertrófia [Dweck és mtsai, 2011].

1.1.2.2 Érelmeszesedés és resztenózis

Az érelmeszesedés kialakulása az oxidált lipidek, a gyulladásos sejtek beszűrődésének és az artériás falban zajló simaizomsejtek vándorlásának összetett kölcsönhatásából adódik. Miután kialakultak, az ateroszklerotikus plakkok előrehaladhatnak és felszakadhatnak, ami akut miokardiális infarktus és stroke klinikai megjelenéséhez vezet. A plakk felszakadásával kapcsolatos jellemzők közé tartozik a vékony rostos sapka, a lipidekben gazdag medence és az intraplakkos vérzés. Valójában a plakk szakadás különösen a plakk neovaszkularizációjával és a vaszkuláris-endothel növekedési faktor expressziójával jár együtt [Hiyama és mtsai, 2010], ami arra utal, hogy az instabilitást angiogenezis indukálhatja. Így az αvβ3 és αvβ5 receptorok fokozott szabályozása a plakk sebezhetőség új markere és potenciális terápiás célpontja lehet [Maile és mtsai, 2010].

A perkután koszorúér-beavatkozást követő neointimális hiperplázia és restenosis folyamata magában foglalja a vaszkuláris simaizomsejtek toborzását. Ez a folyamat az αvβ3 és αvβ5 receptoroktól is függ, és a resztenózis gátlásának is potenciális célpontja [Kokubo és mtsai, 2007].

1.1.3 Fluciklatid

A fluciclatide egy RGD-t tartalmazó ciklikus peptid, amelyet a közelmúltban 18F-radiotracerként fejlesztettek ki tumor angiogenezis kimutatására pozitronemissziós tomográfia segítségével. Erősen szelektív az αvβ3 és αvβ5 receptorokra, amelyek affinitása (EC50) 11,1, illetve 0,1 nM, az αIIbβ3 receptorral minimális keresztreaktivitás mellett (EC50 281 nM). A preklinikai tumormunka kimutatta, hogy a 18F-fluciclatidet a glioblasztómák felveszik, és ezt az antiangiogén tirozin-kináz inhibitor, a szunitinib elnyomja, megerősítve a fluciklatid specifitását az angiogenezis területeire. fázisú klinikai vizsgálatok során értékelték, és biztonságosnak és jól tolerálhatónak találták.

1.1.4 Célok

A mai napig számos preklinikai tanulmány foglalkozott az αvβ3 és αvβ5 integrin receptorokat célzó radiotracerek alkalmazásával. Ezeknek a nyomjelzőknek a klinikai alkalmazása nagyrészt az onkológiára korlátozódott, mint a daganatokon belüli angiogenezis értékelésére. Itt szeretnénk feltárni az αvβ3 és αvβ5 receptor radiotracer, a 18F-fluciclatid szerepét az angiogenezis és a fibrózis értékelésében két fő kardiovaszkuláris betegség területén. Konkrétan a közelmúltban szívinfarktuson átesett betegek szívizom angiogenezisét és remodellingjét kívánjuk értékelni. Arra számítunk, hogy ennek a betegcsoportnak egyidejűleg aorta atheromája lesz, és ez lehetővé teszi számunkra az érelmeszesedés nyomjelző felvételének opportunista értékelését. Fontosnak tartjuk, hogy felmérjük a szív- és érrendszeri állapotok körét, hogy meghatározzuk, hogy az αvβ3 és αvβ5 integrinreceptor expressziója sajátos-e bizonyos betegségek folyamataiban. Siker esetén ezek az előzetes adatok lehetővé teszik az egyes betegségterületek részletesebb feltárását és újszerű terápiás beavatkozásokat. Jelenleg a fluciclatide klinikai felhasználásra nincs engedélyezve vagy jóváhagyva, és itt vizsgálati szerként használják az aorta szűkület patofiziológiájának feltárására.

1.2 EREDETI HIPOTÉZISEK

Feltételezzük, hogy a 18F-fluciclatid képes azonosítani az αvβ3 és αvβ5 integrin receptorok expresszióját in vivo emberben két fő kardiovaszkuláris betegségi területen: akut szívinfarktusban és aorta atherosclerosisban. Konkrétan azt feltételezzük, hogy a 18F-fluciklatid:

1. Szelektív felvétel kimutatása a szívinfarktus régiójában a gyógyulás korai szakaszában (1-3 hét).
2. Kötődik a súlyos szívinfarktuson átesett betegek infarktusos és távoli régióiban a gyógyulás későbbi szakaszában (6-12 hét)
3. Az aorta ateroszklerotikus plakkjába kell felvenni.

6 ÉRTÉKELÉS

6.1. ANGIOGENESIS ÉS FIBROZIS AKUT SZIVÍVÍZIINFRAKCIÓT KÖVETŐEN

Az akut szívinfarktus után az αvβ3 és αvβ5 receptorok intenzív felszabályozása zajlik, ami kezdetben segít az angiogenezis szabályozásában, valamint az érrendszeri integritás és a szöveti perfúzió helyreállításában, a késleltetett expresszió mellett, amely az infarktusos szívizomban kialakuló fibrózissal jár. Ezért a betegeket két és kilenc héttel az akut miokardiális infarktus után értékeljük. Mivel ebben a populációban nem lehetséges az angiogenezis vagy fibrózis közvetlen szövettani megerősítése, ezeket a leleteket olyan betegekkel hasonlítjuk össze, akiknél a krónikus koszorúér-elzáródásból származó kollaterális koszorúér-véráramlás, valamint a megállapított és stabil szívizom szívmágneses rezonancia képalkotása. fibrózis.

6.1.1 Tanulmányi ütemterv

Az akut miokardiális infarktust követő 14. ± 7. és 63. ± 7. napon 30 betegen vesznek részt vérvételen, pozitronemissziós és komputertomográfiás vizsgálaton 18F-fluciclatiddal. A 18F-fluciclatid injekció beadását követően a betegeket standard klinikai megközelítésünkkel monitorozzuk, beleértve a hemodinamikai paraméterek megfigyelését, és ez a vizsgálati látogatásuk során az indulásig folytatódik. Szívmágneses rezonancia képalkotáson is átesnek a gadolínium perfúzió és a késői javulás értékelésével a 14±7. napon, majd ismét 6-12 hónappal a szívinfarktus után. Kifejezetten két egyforma méretű és egyező betegpopulációt fogunk toborozni (n=15 csoportonként), akiknél az infarktushoz kapcsolódó artériát perkután koszorúér-beavatkozással revaszkularizálták, vagy nem végezték el. Ezen túlmenően, egy alkalommal hasonló módon értékelünk 10 korú és nemű beteget, akiknek krónikus (>6 hónapos) elzáródása van egy fő epicardialis érben.

A vérmintákat standard klinikai biokémiai és hematológiai profilok, például teljes vérkép, valamint karbamid és elektrolitok segítségével értékelik. Ezenkívül értékelni fogják a szív ischaemia, fibrózis és angiogenezis markereit. További szérumot, plazmát és DNS-t -80 Celsius-fokon tárolnak a jövőbeni lehetséges elemzések céljából.

6.1.2 A tanulmány értelmezése

Tekintettel arra, hogy az erek teljesen kiépültek, a krónikus elzáródásban szenvedő betegek kollaterális artériái és bármely infarktusos szívizom nem expresszálja az αvβ3 és αvβ5 receptorokat, és negatív kontrollként működnek. Arra is számítunk, hogy az akut szívinfarktusban és nem revaszkularizált teljes koszorúér-elzáródásban szenvedők a 14. és a 63. napon is intenzívebben veszik fel a 18F-fluciclatidot a nagyobb korai neovaszkularizáció és a kiterjedtebb infarktus miatt. A teljes revaszkularizációban szenvedő betegeknél valószínűleg mérsékelt angiogenezis és fibrózis alakul ki, ezért mindkét időpontban kevésbé intenzív 18F-fluciklatid felvételre számítunk. Szövettani összehasonlító eszközünk ugyan nem lesz, de a szívmágneses rezonancia képalkotás adatokat szolgáltat a szívinfarktus (14. nap) és a fibrózis (6-12 hónap) mértékéről, a bal kamra működéséről, a szívizom perfúzió mértékéről és jelenlétéről. mikrovaszkuláris elzáródás esetén. Felmérjük a teljes infarktusos csoportot (n=30), hogy meghatározzuk, hogy a 18F-fluciclatid felvétel mértéke korrelál-e a bal kamra működésének és az infarktust követő remodelling mágneses rezonancia méréseivel.

Szándékunkban áll felhasználni az „In vivo angiogenezis és fibrózis azonosítása aortaszűkületben pozitronemissziós tomográfia segítségével” című, egyidejűleg létező tanulmányból származó, 10 életkorú és nemű egészséges alanyok képeit (R&D 2012/R/CAR/23, REC 12/SS/0204). Ezek negatív kontrollként működnek, mint az egészséges szívizom komparátorai. Ez egy hasonló vizsgálat, amely magában foglalja a 18F-Fluciclatide radiotracer alkalmazását aorta szűkületben szenvedő betegeknél. Ezek a betegek egyetlen CT-PET-vizsgálaton és MRI-vizsgálaton estek át a késői gadolínium-növekedés értékelésével, és beleegyeznek, hogy adataikat felhasználják ebben a vizsgálatban.

6.2 ANGIOGENESIS AZ AORTA ATHEROSKLERÓZISÁBAN

Az akut szívinfarktusban szenvedő betegeknél nagy az egyidejű aorta atherosclerosis prevalenciája. Dr. Dweck ösztöndíjában ki tudtuk használni ezt az összefüggést, és másodlagos elemzéseket végeztünk a 18F-nátrium-fluorid felvételéről aorta és koszorúér atherosclerosisban [Dweck et al, 2012b]. Ez néhány rendkívül innovatív megállapítást eredményezett, amelyek megalapozták az érelmeszesedés és a meszesedés szerepének megértését.

6.2.1 Tanulmányi ütemterv

A fenti betegektől kapott adatkészleteket fogjuk felhasználni a 18F-fluciklatid mellkasi aortán belüli felvételének felderítésére. Az érelmeszesedést számítógépes tomográfiával és mágneses rezonancia képekkel azonosítják, amelyeket a mellkasról a vizsgálati szkennelés idején nyernek. További képfelvételre nincs szükség. Ez kísérleti adatokkal szolgál majd az akutan gyulladt ateroszklerotikus plakkok, például a közelmúltban átmenő ischaemiás rohamokban vagy a carotis betegségnek tulajdonítható stroke-ban szenvedő betegek további célzott tanulmányainak tájékoztatásához.