Caratteristiche ultrastrutturali dei mitocondri nei cardiomiociti nell'insufficienza cardiaca (MITOCH-HF)

Secondo i concetti moderni, la disfunzione mitocondriale può essere la base fondamentale per lo sviluppo e la progressione della CHF, anche nei pazienti sottoposti a rivascolarizzazione miocardica. I processi di fusione, divisione e mitofagia mitocondriale mirano a mantenere l'omeostasi cellulare. Un cambiamento nell'equilibrio di questi processi può portare all'accumulo di organelli danneggiati con funzioni compromesse. Nei pazienti con CHF, i mitocondri disfunzionali sono caratterizzati da dispersione dimensionale, disorganizzazione delle creste e cambiamenti di localizzazione rispetto alle miofibrille.

Allo stesso tempo, il tema dell'influenza della disfunzione mitocondriale sulla prognosi e sul decorso clinico della CHF rimane oggi discutibile. Lo studio diretto delle caratteristiche strutturali e funzionali dei mitocondri nei cardiomiociti umani è un compito estremamente difficile e, pertanto, tali studi vengono eseguiti estremamente raramente e su coorti molto limitate. Nello studio pianificato, a causa del lungo tempo del reclutamento del materiale di studio, verrà studiata l'ultrastruttura dei mitocondri in un'ampia coorte di pazienti, che va da 45 a 60 persone.

Lo scopo di questo studio è studiare l'associazione della disfunzione mitocondriale con il decorso clinico e gli esiti di CHF di eziologia ischemica, nonché valutare il grado di conformità dei criteri indiretti della disfunzione mitocondriale con le caratteristiche ultrastrutturali dirette dei mitocondri nei cardiomiociti.

Questo studio prospettico di coorte monocentrico coinvolgerà 45-60 pazienti. Ai pazienti verranno prelevati campioni bioptici dal padiglione auricolare destro, nonché prelievo e conservazione del sangue e suoi derivati. Verrà eseguita la microscopia elettronica dei campioni miocardici per valutare l'ultrastruttura dei mitocondri dei cardiomiociti. I risultati di uno studio diretto sui mitocondri saranno confrontati con segni indiretti di disfunzione mitocondriale: la registrazione del fenomeno di aumento della lisciviazione di radiofarmaci dal miocardio, un aumento del numero di copie del DNA mitocondriale e la concentrazione di citocromo C nel sangue, l'affiliazione del DNA mitocondriale all'aplogruppo K. I risultati ottenuti in ciascuno dei compiti di ricerca avranno un alto significato scientifico e potenziale di pubblicazione.

I risultati dello studio saranno ottenuti risolvendo i seguenti compiti:

1. Indagare il significato clinico e prognostico della disfunzione mitocondriale, confermato da metodi di indagine diretti e indiretti, in pazienti con CHF con aterosclerosi stenosante delle arterie coronarie sottoposti a rivascolarizzazione miocardica chirurgica nello studio prospettico di coorte;
2. Per studiare le caratteristiche ultrastrutturali dei mitocondri dei cardiomiociti dal padiglione auricolare dell'atrio destro utilizzando un microscopio elettronico a trasmissione JEM-1400 (JEOL, Giappone) in pazienti con CHF con frazione di eiezione ventricolare sinistra ridotta o lievemente ridotta (HFrEF, HFmrEF) e aterosclerosi stenosante di le arterie coronarie;
3. Per valutare le caratteristiche del genoma mitocondriale, in particolare, per determinare se il DNA mitocondriale appartiene all'aplogruppo K, che può essere associato a un adattamento compromesso all'ipossia a causa dell'effetto negativo della sostituzione della guanina sull'adenina in posizione 9055 (G9055A) [Strauss KA et al. La gravità della cardiomiopatia associata al deficit di adenina nucleotide translocator-1 è correlata all'aplogruppo del mtDNA. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Feb 26;110(9):3453-8. doi: 10.1073/pnas.1300690110] e la sua relazione con la prognosi della malattia e l'ultrastruttura dei mitocondri secondo la microscopia elettronica;
4. Studiare l'associazione del numero di copie del DNA mitocondriale nel plasma sanguigno con i segni ultrastrutturali della disfunzione mitocondriale nella CMC;
5. Valutare il contenuto del marcatore biochimico del danno mitocondriale - citocromo C nel siero del sangue di pazienti con CHF e identificare la correlazione della sua concentrazione con la gravità dei cambiamenti strutturali e funzionali nei mitocondri;
6. Valutare il significato del fenomeno di aumentata lisciviazione del radiofarmaco Tc99-MIBI dal miocardio e determinare il grado di correlazione del tasso di lisciviazione di Tc99-MIBI con lo stato ultrastrutturale dei mitocondri, nonché con il decorso clinico e prognosi di CHF;
7. Calcolare i parametri statistici (sensibilità, specificità, grado di concordanza) per ciascuno dei segni indiretti di disfunzione mitocondriale e la loro totalità nella diagnosi dei disturbi dell'ultrastruttura mitocondriale in base ai dati della microscopia elettronica e alla previsione del decorso clinico e degli esiti di CHF in pazienti sottoposti a intervento chirurgico rivascolarizzazione miocardica.

Pertanto, si prevede di dimostrare per la prima volta al mondo l'associazione di segni ultrastrutturali diretti di disfunzione mitocondriale con il decorso clinico e gli esiti di CHF in pazienti sottoposti a rivascolarizzazione miocardica chirurgica. Per la prima volta al mondo, verrà presentato il grado di conformità dei segni indiretti disponibili di disfunzione mitocondriale con il vero stato ultrastrutturale dei mitocondri, con l'inclusione di 45-60 pazienti nello studio. Sulla base dei risultati dello studio, verrà proposto un parametro o un insieme di parametri che sarà maggiormente associato al decorso clinico della malattia e all'esito nei pazienti con CHF di eziologia ischemica.

I risultati ottenuti avranno un elevato significato e importanza scientifica di livello mondiale, sia per la scienza medica fondamentale che per l'implementazione pratica dei risultati.