Marcatori circolanti che sono alla base della transizione dall'ipertrofia compensata all'insufficienza cardiaca

L'insufficienza cardiaca (HF) è una sindrome clinica complessa e un grave problema di salute pubblica che miete la vita a più di 500.000 persone all'anno. È il principale Diagnosis Related Group (DRG) per le dimissioni ospedaliere negli Stati Uniti. Ogni anno si registrano circa 1-3 milioni di ricoveri per insufficienza cardiaca acuta scompensata. Il tasso di mortalità nell'insufficienza cardiaca di classe III e IV è del 14-18% ogni anno (1). Attualmente, quasi 5 milioni di pazienti soffrono di scompenso cardiaco negli Stati Uniti (2). La diagnosi precoce e la prevenzione rimangono misure chiave nel trattamento dei soggetti affetti da questa forma di malattia cardiaca. La scoperta e la definizione dei marcatori circolanti che sono alla base della transizione tra ipertrofia compensata e insufficienza cardiaca acuta rappresentano un'area di importante necessità nello sforzo di rilevamento e prevenzione. Il marcatore esistente BNP è utile per aiutare a differenziare i soggetti affetti da insufficienza cardiaca da coloro che presentano altre patologie. Tuttavia, la grande variazione dei livelli anomali di BNP in coloro che portano una diagnosi di insufficienza cardiaca rende il livello di BNP inaffidabile come predittore della transizione tra insufficienza cardiaca compensata e scompensata.

L'apoptosi contribuisce e forse è la causa della morte dei miociti che è alla base della progressione della disfunzione cardiaca e della transizione tra insufficienza cardiaca compensata stabile e deterioramento acuto (3). L'apoptosi è un processo biologico regolato che porta alla morte cellulare (4-9). Le caspasi, una famiglia di proteasi dell'acido cisteinico, regolano il processo e, di fatto, portano all'apoptosi. L'innesco o il segnale apoptotico determina l'attivazione delle caspasi prossimali o iniziatrici (come caspasi-8, -9, 10). Queste caspasi iniziatrici poi si scindono e, a loro volta, attivano le caspasi effettrici a valle come le caspasi-3, -6 e -7. Queste caspasi effettrici poi scindono varie proteine ​​come quelle presenti nel citoscheletro e nel nucleo come la lamina A, l'alfa-fodrina e la poli (ADP-ribosio) polimerasi, portando all'apoptosi. Caspasi-3 è l'esecutore chiave in questa via apoptotica, responsabile totalmente o criticamente della scissione proteolitica delle proteine ​​cellulari e nucleari. L'attivazione della caspasi-3 richiede l'elaborazione proteolitica del suo zimogeno inattivo in frammenti attivi p17 e p12. La caspasi-3 scissa può essere rilevata da anticorpi specifici per questo enzima scisso (frammento p17) nei lisati cellulari mediante immunoblotting o mediante un test ELISA utilizzando la determinazione spettrofotometrica con un lettore di micropiastre a OD450 nm.

Gli obiettivi primari di questo studio pilota sono determinare se 1) la caspasi-3 attivata può essere rilevata nella circolazione umana e, in tal caso, ci sono variazioni del ritmo diurno e cambiamenti seriali nei livelli nel tempo, 2) se il suo livello è aumentato durante lo scompenso acuto insufficienza cardiaca e 3) se la transizione tra insufficienza cardiaca acuta e stabile è correlata con una diminuzione del suo livello.

Un altro potenziale indicatore di deterioramento acuto è la distrofina. La distrofina è stata originariamente identificata come il gene legato all'X le cui mutazioni nella porzione N-terminale causano cardiomiopatia. La distrofina fornisce un importante supporto strutturale al miocita cardiaco e alla sua membrana sarcolemmale (10-11). Collega l'actina al suo terminale N con il complesso proteico associato alla distrofina, il sarcolemma al terminale C e la matrice extracellulare del muscolo. Le mutazioni causano perdita di supporto, instabilità sarcolemmiale e miopatia. La traslocazione e il clivaggio della distrofina miocardica sono associati alla progressione dell'insufficienza cardiaca e della disfunzione contrattile. Questi cambiamenti vengono invertiti in seguito alla riduzione dello stress meccanico da parte del dispositivo di assistenza ventricolare (12). Nel presente studio pilota, testeremo l'ipotesi che la distrofina possa essere rilasciata e rilevata nella circolazione umana durante il peggioramento acuto dell'insufficienza cardiaca. Verificheremo ulteriormente se 1) il suo livello aumenta durante l'insufficienza cardiaca scompensata acuta, e 2) se la transizione tra insufficienza cardiaca acuta e stabile è correlata con una diminuzione del suo livello, e 3) se ci sono cambiamenti seriali di questi livelli nel tempo .

Il BNP è un noto marcatore di miocardio stressato ed è stato utilizzato per rilevare lo stiramento del miocardio e lo stress nelle malattie cardiache. IL-6 e TNF alfa sono entrambi marcatori infiammatori e hanno dimostrato di essere elevati in stati infiammatori come l'insufficienza cardiaca. La CRP è un altro marcatore infiammatorio. Conoscere i loro livelli è utile per correlare il livello sierico di caspasi-3 p17 con i fattori sierici noti nella CHF.

Controllando i livelli di questi marcatori ogni 3 mesi (+/- un mese) nei pazienti con scompenso cardiaco stabile per due anni, il nostro obiettivo è vedere se quelli con un "picco" di livello predicono esiti avversi in CHF. In definitiva, se questo è il caso, possiamo identificare i pazienti con un “picco” o un frammento cumulativo di caspasi-3 più elevato come ad alto rischio di morbilità/mortalità. L’identificazione di tali pazienti può indurci a trattarli in modo più proattivo per tentare di alterare il risultato.

Otterremo anche campioni di sangue da soggetti di controllo per misurare i livelli basali e determinare se ci sono variazioni del ritmo diurno.