Circulerende markers die ten grondslag liggen aan de overgang van gecompenseerde hypertrofie naar hartfalen

Hartfalen (HF) is een complex klinisch syndroom en een groot probleem voor de volksgezondheid dat jaarlijks meer dan 500.000 levens eist. Het is de toonaangevende Diagnosis Related Group (DRG) voor ziekenhuisontslagen in de VS. Er zijn jaarlijks ongeveer 1-3 miljoen opnames voor acuut gedecompenseerd hartfalen. Het sterftecijfer bij hartfalen van klasse III en IV bedraagt ​​14-18% per jaar (1). Momenteel hebben bijna 5 miljoen patiënten HF in de VS (2). Vroegtijdige detectie en preventie blijven belangrijke maatregelen bij de behandeling van patiënten met deze vorm van hartziekte. Het ontdekken en definiëren van circulerende markers die ten grondslag liggen aan de overgang tussen gecompenseerde hypertrofie en acuut hartfalen vertegenwoordigt een gebied van belangrijke behoefte bij de detectie- en preventie-inspanningen. De bestaande marker BNP is nuttig om mensen met hartfalen te helpen onderscheiden van mensen met andere aandoeningen. De grote variatie in abnormale BNP-niveaus bij degenen met de diagnose hartfalen maakt het BNP-niveau echter onbetrouwbaar als voorspeller van de overgang tussen gecompenseerd en gedecompenseerd hartfalen.

Apoptose draagt ​​bij aan, en is misschien wel de oorzaak van de dood van myocyten die ten grondslag ligt aan de progressie van hartdisfunctie en de overgang tussen stabiel gecompenseerd hartfalen en acute achteruitgang (3). Apoptose is een gereguleerd biologisch proces dat resulteert in celdood (4-9). Caspasen, een familie van cysteïnezuurproteasen, reguleren het proces en leiden in feite tot apoptose. Apoptotische trigger of signaal resulteert in de activering van proximale of initiator-caspasen (zoals caspase-8, -9, 10). Deze initiatorcaspasen splitsen vervolgens en activeren op hun beurt stroomafwaartse effectorcaspasen zoals caspasen-3, -6 en -7. Deze effectorcaspasen splitsen vervolgens verschillende eiwitten, zoals die aanwezig zijn in cytoskeletten en kernen zoals lamin A, alfa-fodrin en poly (ADP-ribose) polymerase, wat leidt tot apoptose. Caspase-3 is de belangrijkste beul in deze apoptotische route en is volledig of kritisch verantwoordelijk voor de proteolytische splitsing van cellulaire en nucleaire eiwitten. Activering van caspase-3 vereist proteolytische verwerking van zijn inactieve zymogeen tot actieve p17- en p12-fragmenten. Het gesplitste caspase-3 kan worden gedetecteerd door antilichamen die specifiek zijn voor dit gesplitste enzym (p17-fragment) in cellysaten door immunoblotting of door een ELISA-test met behulp van spectrofotometrische bepaling met een microplaatlezer bij OD450 nm.

De primaire doelen van deze pilotstudie zijn om te bepalen of 1) geactiveerde caspase-3 kan worden gedetecteerd in de menselijke bloedsomloop en zo ja, zijn er dagelijkse ritmevariaties en seriële veranderingen in de niveaus in de loop van de tijd, 2) of het niveau ervan toeneemt tijdens acute gedecompenseerde hartfalen, en 3) of de overgang tussen acuut en stabiel hartfalen gecorreleerd is met een afname van het niveau ervan.

Een andere potentiële marker voor acute achteruitgang is dystrofine. Dystrofine werd oorspronkelijk geïdentificeerd als het X-gebonden gen waarvan de mutaties in de N-terminus cardiomyopathie veroorzaken. Dystrofine biedt belangrijke structurele ondersteuning voor de cardiale myocyt en zijn sarcolemmale membraan (10-11). Het verbindt actine aan het N-uiteinde met het dystrofine-geassocieerde eiwitcomplex en sarcolemma aan het C-uiteinde en de extracellulaire matrix van de spieren. Mutaties veroorzaken verlies van steun en sarcolemmale instabiliteit en myopathie. Myocardiale dystrofine-translocatie en -splitsing zijn geassocieerd met de progressie van hartfalen en contractiele dysfunctie. Deze veranderingen worden omgekeerd na vermindering van de mechanische spanning van het ventriculaire hulpapparaat (12). In de huidige pilotstudie zullen we de hypothese testen dat dystrofine kan worden vrijgegeven en gedetecteerd in de menselijke bloedsomloop tijdens acute verslechtering van hartfalen. We zullen verder testen of 1) het niveau ervan toeneemt tijdens acuut gedecompenseerd hartfalen, en 2) of de overgang tussen acuut en stabiel hartfalen gecorreleerd is met een afname van het niveau, en 3) of er in de loop van de tijd opeenvolgende veranderingen van deze niveaus optreden. .

BNP is een bekende marker voor gestresseerd myocardium en is gebruikt om myocardiale rek en stress bij hartziekten te detecteren. IL-6 en TNF-alfa zijn beide ontstekingsmarkers en er is aangetoond dat ze verhoogd zijn bij ontstekingstoestanden zoals hartfalen. CRP is een andere ontstekingsmarker. Het kennen van hun niveaus is nuttig bij het correleren van het serum-caspase-3 p17-niveau met de bekende serumfactoren bij CHF.

Door de niveaus van deze markers elke 3 maanden (+/- één maand) te controleren bij stabiele HF-patiënten gedurende twee jaar, is ons doel om te zien of degenen met een "piek" in niveau een nadelige uitkomst bij CHF voorspellen. Als dit het geval is, kunnen we uiteindelijk patiënten met een "piek" of een cumulatief hoger caspase-3-fragment identificeren die een hoog risico lopen op morbiditeit/mortaliteit. Identificatie van dergelijke patiënten kan ertoe leiden dat we ze proactiever kunnen behandelen in een poging de uitkomst te veranderen.

We zullen ook bloedmonsters afnemen van controlepersonen om de basisniveaus te meten en te bepalen of er dagelijkse ritmevariaties zijn.