外植された人間の心臓における心臓ミトコンドリア機能

バックグラウンド：

心不全の治療は、過去数十年で大幅に改善されました。 この改善にもかかわらず、疾患は最終的には心臓移植 (HTx) 以外の治療選択肢を医師に残さない末期に進行する可能性があります。 心不全の根底には複数の病因があります。 心筋症はあらゆる年齢層で HTx の主な原因であり、成人患者では冠動脈疾患が 2 番目に多い原因です。

ミトコンドリア機能の変化は、心不全の重要な要因として認識されています。 代謝と細胞アポトーシスの調節におけるミトコンドリアの複雑な相互作用の理解は、心不全の研究に新しい展望をもたらしました。 心筋のミトコンドリア密度が変化し、その機能と完全性が心不全中に損なわれることが現在知られています。

移植手順中に病気の心臓が取り除かれ、完全なミトコンドリア検査に適したサンプルを収集するユニークな機会が提供されます。

収集された心筋組織サンプルは、透過処理された心筋繊維のグルコース結合呼吸能力を調べて、高解像度呼吸測定法で評価されます。 病気の繊維の呼吸能力は、繊維の取得の 1 ～ 2 年前に移植された冠状動脈の健康な HTx 患者からの繊維の呼吸能力と比較されます。

うまくいけば、この調査から得られた知識が、病気の心筋のエネルギー代謝における重要な洞察に貢献するでしょう. このような知識は、ミトコンドリアによって生成されるアデノシン三リン酸生成のためのエネルギー基質供給と、機能不全の心臓におけるミトコンドリア機能を標的とする治療法の開発への道を開く可能性があります。

仮説：

心不全で見られる病的な心筋機能は、機能不全の心臓ミトコンドリアに関連しています。

目的：

複数の病因の末期心不全における心臓のミトコンドリア機能が、拒絶反応や血管障害の徴候のない移植心臓のミトコンドリア機能よりも劣っているかどうかを調べること。

デザインとエンドポイント:

外植された 24 個の心臓から分析された心筋ミトコンドリア機能は、予定された生検 (移植後 1 年または 2 年) で 20 人の HTx 患者からの心内膜心筋生検と比較されます。

エンドポイント: 1) ミトコンドリアの呼吸能力。 2) ミトコンドリア複合体の機能、外膜の完全性、およびミトコンドリアの内容。

方法:

高解像度呼吸計測：

高解像度の呼吸計測は、心内膜心筋生検でミトコンドリアの呼吸能力を測定するために使用されます。 適切な準備の後、高解像度の呼吸計測のために、2 つの生検をオキシグラフ (Oxygraph-2k; オロボロス、インスブルック、オーストリア) に転送します。 ミトコンドリアの呼吸能力は、繊維内のグルコース結合呼吸を評価するために、基質と阻害剤の滴定を使用して段階的に分析されます。 生検が行われてから 8 時間以内に、高解像度の呼吸計測分析が行われます。

分析後、組織は液体窒素で急速冷凍され、クエン酸シンターゼ活性の検査が行われるまで摂氏-80度で研究用バイオバンクに保存されます。 その後、残りの組織は破壊されます。

電子顕微鏡法：

高解像度の呼吸測定に使用される各生検からのサンプルは、電子顕微鏡 (EM) に使用され、ミトコンドリアの体積密度 (MitoVD) と完全性を評価します。 筋肉サンプルをグルタルアルデヒドで 24 時間固定し、Epon でキャストする前に、Na-カコジル酸バッファーで 4x15 分間洗浄します。 Epon キャスト組織は、EM 分析まで研究バイオバンクに保存されます。 Epon ブロック (60 nm) の超薄切片を 3 つの深さにカットし、酢酸ウラニルとクエン酸鉛で染色します。 イメージングは​​、EM 208 透過型電子顕微鏡と Megaview III カメラで実行されます。 すべての繊維は、ランダム化された順序で 10.000 × 倍率で撮影されます。 MitoVD はミトコンドリアの分数面積から推定され、最終的な分析では異なる繊維のみが使用されます。

統計：

通常分布データは、平均 ± 標準偏差として表示されます。非正規分布データは、中央値および四分位範囲として表示されます。 カテゴリ データは、絶対値またはパーセンテージとして表示されます。 ヒストグラムと Q-Q プロットを使用して、連続値の正規性を確認します。 グループ間の差異は、正規分布データの t 検定と非正規分布データのマンホイットニー U 検定によって評価されます。 <0.05 の p 値での統計的有意性。

サンプルサイズの計算:

現在、外植された人間の心臓からの心内膜心筋生検におけるミトコンドリア呼吸分析の再テスト評価はありません。 しかし、私たちの部門で行われた心筋生検に関する最近の研究では、1:1 の並列グループ デザインで 40 人の被験者の合計サンプル サイズが 2 つのグループ間の違いを特定できることが示されました (未発表データ)。

データの収集と処理:

ソースデータは、患者の電子カルテまたは特定のワークシートに記録されます。

一元化された電子症例報告フォーム (CRF) がデータ収集のために作成されます。 データはプロジェクトが完了するまで保存され、その後、デンマークのデータ アーカイブに送信されます。

展望:

HTx は、末期心不全に苦しむ患者のゴールデン スタンダード治療法ですが、その限界を無視することはできません。 第一に、この処置にはかなりのリスクが伴い、かなりの割合の患者が急性移植片不全に苦しんでいます。 さらに、HTx 患者は重度の感染症やがんのリスクが高く、HTx 患者の最大 50% が移植後 10 年で心臓同種移植片血管障害を患っており、これらはすべて死亡率に大きく関係しています。 したがって、健康と生活の質を許容できるレベルに維持できる場合は、HTx を延期することが望ましいです。 これに関連して、心不全のミトコンドリア機能を評価するアプローチは、新しいフォローアップアルゴリズムや治療目標への道を開く可能性があるため、ミトコンドリア機能は極めて重要であると思われます.