Individualized Early Risk Assessment for Heart Diseases (IndivuHeart)
2019. április 26. frissítette: Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
Heart failure (HF) is the common end-stage of different medical conditions.
It is the only growing cardiovascular disease and its prognosis remains worse than that of many malignancies.
The lack of evidence-based treatment for patients with diastolic HF (HFpEF) exemplifies that the current "one for all" therapy has to be advanced by an individualized approach.
Inherited cardiomyopathies can serve as paradigmatic examples of different HF pathogenesis.
Both gain- and loss-of-function mutations of the same gene cause disease, calling for disease-specific agonism or antagonism of this gene´s function.
However, mutations alone do not predict the severity of cardiomyopathies nor therapy, because their impact on cardiac myocyte function is modified by numerous factors, including the genetic context.
Today, patient-specific cardiac myocytes can be evaluated by the induced pluripotent stem cell (hiPSC) technology.
Yet, unfolding the true potential of this technology requires robust, quantitative, high content assays.
The researchers' recently developed method to generate 3D-engineered heart tissue (EHT) from hiPSC provides an automated, high content analysis of heart muscle function and the response to stressors in the dish.
The aim of this project is to make the technology a clinically applicable test.
Major steps are (i) in depths clinical phenotyping and genotyping of patients with cardiomyopathies or HFpEF, (ii) follow-up of the clinical course, (iii) generation of hiPSC lines (40 patients, 40 healthy controls), and (iv) quantitative assessment of hiPSC-EHT function under basal conditions and in response to pro-arrhythmic or cardio-active drugs and chronic afterload enhancement.
The product of this study is an SOP-based assay with standard values for hiPSC-EHT function/stress responses from healthy volunteers and patients with different heart diseases.
The project could change clinical practice and be a step towards individualized risk prediction and therapy of HF.
A tanulmány áttekintése
Állapot
Ismeretlen
Beavatkozás / kezelés
Részletes leírás
At present, heart function in patients can only be analysed by imaging methods or hemodynamic measurements. This has dramatically changed by the discovery that hiPSC can be generated from somatic cells (e.g. fibroblasts) by transduction of pluripotency genes. The investigators and others have shown that pluripotent stem cells can be efficiently differentiated into beating cardiac myocytes. This allows for the first time to study the function of cardiac myocytes from an individual patient. However, at present, only alterations were reproduced in hiPSC cells that were known previously and important limitations have to be resolved:
- Immaturity of hiPSC-derived cardiac myocytes
- Variability of hiPSC-generation, cardiac myocyte differentiation and experimental analyses
- No readout of contractile force, the parameter mostly affected in heart failure
- No modeling of hemodynamic stress in vitro
- No statistically valid correlation of hiPSC-cardiac myocyte function with clinical/genetic data
- Uncertainty as to standard values and adequate controls
- Unclear predictive value
The research challenge for the coming years is to resolve these shortcomings. IndivuHeart formulates a number of hypotheses and goals that are based on the researchers' longstanding expertise in tissue engineering and recent, still unpublished data on the pathophysiology of HCM and its modeling in EHT. The study will
- reveal standard values for hiPSC-EHT function in a statistically valid manner, both under basal and stress conditions,
- define a "cardiomyopathy phenotype" in vitro,
- allow new mechanistic insight into the pathogenesis of human HCM and DCM,
- uncover HCM-like abnormalities in HFpEF,
- allow individualized drug testing (acute and chronic).
Tanulmány típusa
Megfigyelő
Beiratkozás (Várható)
80
Kapcsolatok és helyek
Ez a rész a vizsgálatot végzők elérhetőségeit, valamint a vizsgálat lefolytatásának helyére vonatkozó információkat tartalmazza.
Tanulmányi helyek
-
-
-
Hamburg, Németország, 20246
- Department of Experimental Pharmacology and Toxicology
-
-
Részvételi kritériumok
A kutatók olyan embereket keresnek, akik megfelelnek egy bizonyos leírásnak, az úgynevezett jogosultsági kritériumoknak. Néhány példa ezekre a kritériumokra a személy általános egészségi állapota vagy a korábbi kezelések.
Jogosultsági kritériumok
Tanulmányozható életkorok
18 év (Felnőtt)
Egészséges önkénteseket fogad
Igen
Tanulmányozható nemek
Összes
Mintavételi módszer
Nem valószínűségi minta
Tanulmányi populáció
Recruitment of patients will be done by the Cardiomyopathy Outpatient Clinic which is led by Dr. M. Patten and Dr. J. Münch at the Department of Cardiology, University Heart Centre, UKE (Prof.
Blankenberg).
Leírás
Inclusion Criteria:
- HCM: ProBNP ≥ 300 ng/l; IVSd ≥ 20 mm; E/E´ ≥ 8, LVOT > 30 mmHg
- DCM: presence of signs and/or symptoms of HF (NYHA II-IV); ProBNP ≥ 300 ng/l; LV EF ≤ 40% for > 3 month
Exclusion Criteria:
- Uncontrolled hypertension,
- coronary artery disease,
- persistent atrial fibrillation,
- enlisted for myectomy
Tanulási terv
Ez a rész a vizsgálati terv részleteit tartalmazza, beleértve a vizsgálat megtervezését és a vizsgálat mérését.
Hogyan készül a tanulmány?
Tervezési részletek
Kohorszok és beavatkozások
Csoport / Kohorsz |
Beavatkozás / kezelés |
|---|---|
|
Control group
40 healthy volunteers will serve as control group.
Skin biopsy, genotyping and disease phenotyping
|
Major steps of the project are (i) in depths clinical phenotyping and follow-up of the clinical course of probands (ii) genotyping of candidate genes involved in heart disease development and (iii) in vitro functional tests of engineered heart tissue (EHT), miniature beating heart muscles.
These EHTs are generated from hiPSC (human induced pluripotent stem cells) lines derived from skin biopsies of each participant.
|
|
DCM patients
20 patients with dilated cardiomyopathy
|
Major steps of the project are (i) in depths clinical phenotyping and follow-up of the clinical course of probands (ii) genotyping of candidate genes involved in heart disease development and (iii) in vitro functional tests of engineered heart tissue (EHT), miniature beating heart muscles.
These EHTs are generated from hiPSC (human induced pluripotent stem cells) lines derived from skin biopsies of each participant.
|
|
HCM patients
20 patients with hypertrophic cardiomyopathy
|
Major steps of the project are (i) in depths clinical phenotyping and follow-up of the clinical course of probands (ii) genotyping of candidate genes involved in heart disease development and (iii) in vitro functional tests of engineered heart tissue (EHT), miniature beating heart muscles.
These EHTs are generated from hiPSC (human induced pluripotent stem cells) lines derived from skin biopsies of each participant.
|
Mit mér a tanulmány?
Elsődleges eredményintézkedések
Eredménymérő |
Intézkedés leírása |
Időkeret |
|---|---|---|
|
generation of hiPSC-EHT and in vitro phenotyping
Időkeret: up to 60 month
|
After generation of proband-specific 3D-engineered heart tissue (EHT) from hiPSC we will make a quantitative assessment of hiPSC-EHT function under basal conditions and in response to pro-arrhythmic or cardio-active drugs and chronic afterload enhancement.
|
up to 60 month
|
Másodlagos eredményintézkedések
Eredménymérő |
Intézkedés leírása |
Időkeret |
|---|---|---|
|
clinical phenotyping and disease progression
Időkeret: up to 60 month
|
All 40 patients will be subjected to (i) high-end echocardiography including tissue Doppler and speckle tracking technology, (ii) MRI, (iii) spiroergometry and (iv) 24 h-holter ECG monitoring.
Key parameters are guideline-recommended indices of systolic (e.g.
fractional shortening, ejection fraction) and diastolic heart function (e.g.
left atrial size, E/A, E'/A' and E/E´ratios), outflow tract gradient and cardiac remodeling (gadolinium late enhancement).
The latter will be only done in HCM/DCM for ethical reasons.
Technical analyses will be made at study entry and after 4 years, clinical examinations once a year (Cardiomyopathy Outpatient Clinic).
Patients and their treating physicians will be prompted to report any clinical event during the course of the study.
|
up to 60 month
|
|
genotyping
Időkeret: up to 60 month
|
The genetic part of this project does not focus on the detection of new HCM/DCM disease genes, but on comprehensively determining the molecular basis of cardiomyopathy in the included patients. DNA samples will first be subjected to sequencing of a panel of about 120 cardiomyopathy-related candidate genes, which detects approximately 75% of all disease-causing mutations. The rest will be analysed by whole genome sequencing. The resulting sequence data will be processed using CASAVA, followed by subsequent analyses using the GATK software package provided through the Broad Institute (Boston, USA) and the commercial software CLC-BIO. |
up to 60 month
|
Együttműködők és nyomozók
Itt találhatja meg a tanulmányban érintett személyeket és szervezeteket.
Nyomozók
- Kutatásvezető: Thomas Eschenhagen, Prof.Dr.med., Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
Publikációk és hasznos linkek
A vizsgálattal kapcsolatos információk beviteléért felelős személy önkéntesen bocsátja rendelkezésre ezeket a kiadványokat. Ezek bármiről szólhatnak, ami a tanulmányhoz kapcsolódik.
Általános kiadványok
- Takahashi K, Tanabe K, Ohnuki M, Narita M, Ichisaka T, Tomoda K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. Cell. 2007 Nov 30;131(5):861-72. doi: 10.1016/j.cell.2007.11.019.
- Hansen A, Eder A, Bonstrup M, Flato M, Mewe M, Schaaf S, Aksehirlioglu B, Schwoerer AP, Uebeler J, Eschenhagen T. Development of a drug screening platform based on engineered heart tissue. Circ Res. 2010 Jul 9;107(1):35-44. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.109.211458. Epub 2010 May 6. Erratum In: Circ Res. 2011 Nov 11;109(11):e54. Schworer, Alexander [corrected to Schwoerer, Alexander P].
- Eschenhagen T, Fink C, Remmers U, Scholz H, Wattchow J, Weil J, Zimmermann W, Dohmen HH, Schafer H, Bishopric N, Wakatsuki T, Elson EL. Three-dimensional reconstitution of embryonic cardiomyocytes in a collagen matrix: a new heart muscle model system. FASEB J. 1997 Jul;11(8):683-94. doi: 10.1096/fasebj.11.8.9240969.
- Madsen A, Hoppner G, Krause J, Hirt MN, Laufer SD, Schweizer M, Tan WLW, Mosqueira D, Anene-Nzelu CG, Lim I, Foo RSY, Hansen A, Eschenhagen T, Stenzig J. An Important Role for DNMT3A-Mediated DNA Methylation in Cardiomyocyte Metabolism and Contractility. Circulation. 2020 Oct 20;142(16):1562-1578. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.119.044444. Epub 2020 Sep 4. Erratum In: Circulation. 2021 Apr 13;143(15):e830.
Tanulmányi rekorddátumok
Ezek a dátumok nyomon követik a ClinicalTrials.gov webhelyre benyújtott vizsgálati rekordok és összefoglaló eredmények benyújtásának folyamatát. A vizsgálati feljegyzéseket és a jelentett eredményeket a Nemzeti Orvostudományi Könyvtár (NLM) felülvizsgálja, hogy megbizonyosodjon arról, hogy megfelelnek-e az adott minőség-ellenőrzési szabványoknak, mielőtt közzéteszik őket a nyilvános weboldalon.
Tanulmány főbb dátumok
Tanulmány kezdete
2014. június 1.
Elsődleges befejezés (Várható)
2019. június 1.
A tanulmány befejezése (Várható)
2019. június 1.
Tanulmányi regisztráció dátumai
Először benyújtva
2015. március 16.
Először nyújtották be, amely megfelel a minőségbiztosítási kritériumoknak
2015. április 10.
Első közzététel (Becslés)
2015. április 15.
Tanulmányi rekordok frissítései
Utolsó frissítés közzétéve (Tényleges)
2019. április 29.
Az utolsó frissítés elküldve, amely megfelel a minőségbiztosítási kritériumoknak
2019. április 26.
Utolsó ellenőrzés
2019. április 1.
Több információ
A tanulmányhoz kapcsolódó kifejezések
További vonatkozó MeSH feltételek
Egyéb vizsgálati azonosító számok
- 0174/134/2-1
Ezt az információt közvetlenül a clinicaltrials.gov webhelyről szereztük be, változtatás nélkül. Ha bármilyen kérése van vizsgálati adatainak módosítására, eltávolítására vagy frissítésére, kérjük, írjon a következő címre: register@clinicaltrials.gov. Amint a változás bevezetésre kerül a clinicaltrials.gov oldalon, ez a webhelyünkön is automatikusan frissül. .