Vasculaire veroudering en kwetsbaarheid van atherosclerotische plaques (VICTORIA)

Achtergrond - Het proces van chronologische veroudering draagt ​​aanzienlijk bij aan structurele en functionele veranderingen binnen het vaatstelsel, en komt naar voren als een belangrijke risicofactor voor atherosclerotische aandoeningen en acute trombotische voorvallen [1,2]. Bovendien kan leeftijdsgebonden vasculaire achteruitgang worden beïnvloed door levensstijlkeuzes, omgevingsfactoren en externe stimuli, resulterend in een geleidelijke achteruitgang van de vasculaire integriteit en functionaliteit [3,4].

Om potentiële doelen voor therapeutische interventie te identificeren om de schadelijke gevolgen van vasculaire veroudering te vertragen of om te keren, is het van cruciaal belang om de cellulaire en moleculaire mechanismen van vasculaire veroudering beter te begrijpen en om beter te definiëren hoe omgevingsfactoren het proces kunnen versnellen [3]. -5].

De afgelopen decennia is DNA-schade – zowel telomeer als niet-telomeer, naast mitochondriale stoornissen – naar voren gekomen als een cruciale trigger in vasculaire veroudering en de ontwikkeling van atherosclerose [4-11]. Een schat aan bewijs ondersteunt de aanwezigheid van oxidatieve DNA-laesies, telomeer-attritie en mitochondriale DNA-schade in zowel experimentele modellen als menselijke plaquemonsters [12-17], evenals in de perifere cellen van individuen met atherosclerose [9,18-21 ].

Bovendien wordt het steeds duidelijker dat genomische instabiliteit een directe invloed kan hebben op de vasculaire cellulaire functie door signaalroutes te activeren die tot een groot aantal pathofysiologische veranderingen leiden. Deze veranderingen omvatten ontsteking, apoptose, autofagie en uiteindelijk cellulaire veroudering, die wordt gekenmerkt door de uitscheiding van het "senescentie-geassocieerde secretoire fenotype" (SASP). [4-11]. De robuuste mechanistische associatie tussen DNA-schade en cellulaire veroudering onderstreept DNA-schade als een belangrijke kandidaat voor de primaire oorzaak van veroudering [22]. Het richten op DNA-schade en de mechanistische correlaten ervan kan een logische basis bieden voor de ontwikkeling van uniforme interventies gericht op het verminderen van leeftijdsgebonden disfunctie en ziekte [22].

Niettemin blijven de precieze mechanismen die DNA-schade aan SASP in vasculaire cellen koppelen, evenals de rol ervan in de pathogenese van atherosclerose en kwetsbaar atheroma, ongrijpbaar.

Recent bewijs onderstreept de onderlinge wisselwerking tussen telomeerdysfunctie en mitochondriaal dysmetabolisme in het proces van cellulaire veroudering [23-26], waarbij de noodzaak wordt benadrukt om dit complexe en ingewikkelde verband verder te verduidelijken, wat nieuwe potentiële therapeutische strategieën voor leeftijdsgebonden ziekten kan openen [27]. .

Verdere studies zijn nodig om de onderliggende mechanismen te begrijpen waarmee mitochondriale dysfunctie de lengte van telomeren beïnvloedt en vice versa, en hoe hun wisselwerking bijdraagt ​​aan het proces van vasculaire veroudering [26].

Onze hypothese is dat complexe moleculaire mechanismen die telomeerdysfunctie, mtDNA-schade en niet-coderende RNA-deregulering met elkaar in verband brengen, betrokken zijn bij het proces van vasculaire veroudering, waardoor de ontwikkeling en progressie van atherosclerose worden bevorderd. Bijgevolg kunnen perifere verouderingsmarkers van genetische schade en niet-coderend RNA nuttig zijn om de ontwikkeling van een kwetsbare plaque in de boosdoenervaten te karakteriseren en om de prognose van patiënten te verbeteren.

Doelstellingen - De specifieke doelstellingen van dit voorstel zijn: 1) het onderzoeken van de associatie tussen perifere markers van celveroudering [telomeerlengte (LTL) en mitochondriaal DNA (mtDNAcn) inhoud] en niet-coderende RNA-deregulering (lncRNA TERRA, MitomiR) in de verschillende spectra van angina pectoris (stabiele angina, onstabiel, NSTEMI en STEMI) en 2) om hun associatie met ernstige cardiovasculaire voorvallen (MACE) binnen 12 maanden na inschrijving te evalueren.

Patiënten met een cardiale shock, congestief hartfalen, nierziekte in het eindstadium en een coronaire bypassoperatie worden uitgesloten. Een nauwkeurige evaluatie van de plaquemorfologie zal worden verkregen voor patiënten die zullen worden gescreend voor optische coherentietomografie (OCT) of intravasculaire echografie (IVUS) van de slagader die de oorzaak is.

Studieopzet - Prospectief, niet-gerandomiseerd observationeel onderzoek in één centrum. Monster- en gegevensverzameling - Bij elke patiënt wordt een perifeer bloedmonster (ongeveer 10 ml) afgenomen voordat diagnostische of therapeutische angiografieprocedures worden ondergaan en gebruikt voor de extractie van DNA en/of RNA. Er zal een biobank van andere biologische monsters (volbloed, plasma, serum, stolsel, PBMC's) worden opgericht. Ongeveer 12 maanden na inschrijving zal een klinische follow-up worden uitgevoerd voor alle patiënten die aan het onderzoek deelnemen door middel van een routinematig medisch bezoek of telefonisch interview om nadelige cardiovasculaire voorvallen (MACE - overlijden, myocardinfarct of noodzaak van daaropvolgende revascularisaties) te evalueren.

Bepaling van biomarkers - LTL en mtDNAcn worden gemeten na DNA-extractie uit bloedleukocyten, terwijl lnc-RNA TERRA en mitomiR, na RNA-extractie uit bloedleukocyten, en geanalyseerd met behulp van Real-Time PCR-technieken.

Steekproefomvang - Om een ​​gemiddelde effectgrootte (f = 0,25) te detecteren in het verschil van de gemiddelde LTL-waarde tussen de groepen, schatten we dat een steekproefomvang van in totaal ten minste 232 patiënten nodig is, met een alfaniveau van 0,05 en een power van 90% of hoger. Rekening houdend met een uitvalpercentage van 10%, zou het totale aantal in te schrijven patiënten minimaal 260 moeten zijn.

Statistische analyse - De normale verdeling van de gegevens zal worden getest met behulp van de Kolmogorov-Smirnov-test.

Continue variabelen worden gepresenteerd als gemiddelde, standaarddeviatie, mediaan, eerste en derde kwartiel. Categorische variabelen worden uitgedrukt als getallen en percentages.

Vergelijkingen tussen twee groepen zullen worden uitgevoerd met behulp van de Student's t-toets voor onafhankelijke steekproeven voor continue variabelen, en de chikwadraattoets of Fisher's exact-toets voor categorische variabelen. Vergelijkingen tussen meer dan twee groepen zullen worden getest met de eenrichtingsvariantieanalyse (ANOVA), gevolgd door Bonferroni post-hoc tests voor vergelijkingen tussen twee groepen. Als niet aan de aanname van normaliteit van de gegevensverdeling wordt voldaan, zullen de equivalente niet-parametrische tests worden gebruikt. De Pearson- of Spearman-coëfficiënt zal worden berekend om de correlatie tussen de variabelen op univariate wijze te onderzoeken. Gebeurtenisvrije overlevingscurven zullen worden geconstrueerd met behulp van het Kaplan-Meier-model en getest met de log-rank-test tussen verschillende groepen. Het univariate en multivariate Cox proportionele gevarenmodel zal worden gebruikt om de voorspellende waarde van elke variabele ten opzichte van de MACE-gebeurtenis te identificeren; de gegevens worden uitgedrukt met HR en hun 95% betrouwbaarheidsinterval.

Referenties

1. Hamczyk MR, et al. Biologische versus chronologische veroudering. J Am Coll Cardiool. 3 maart 2020; 75: 919-30.
2. Liberale L, et al. De rol van vasculaire veroudering bij de ontwikkeling en kwetsbaarheid van atherosclerotische plaques. Curr Pharm Des. 2019;2:3098-111.
3. Liu Y et al. Blootstelling aan milieuverontreinigende stoffen: een potentiële oorzaak van veroudering en ouderdomsziekten. Milieu Toxicol Pharmacol. 2021;83:10357.
4. Climie RE, et al. Vasculaire veroudering bij de jeugd: een oproep tot actie. Hart Long Circ. 2021;30:1613-26.
5. Ungvari Z, et al. Mechanismen van vasculaire veroudering, een gerowetenschappelijk perspectief: JACC Focus Seminar. J Am Coll Cardiool. 3 maart 2020;75(8):931-941
6. Andreassi MG. Coronaire atherosclerose en somatische mutaties. Mutat Res. 2003;54367-8.
7. Mahmoudi M, et al. DNA-schade en reparatie bij atherosclerose. Cardiovasc Res. 2006;71:259-68.
8. Madamanchi NRwt al. Mitochondriale disfunctie bij atherosclerose. Circ. Res. 2007; 100: 460-73.
9. Andreassi MG. DNA-schade, vasculaire veroudering en atherosclerose. J Mol Med (Berl). 2008;86:1033-43.
10. Uryga A, et al. DNA-schade en herstel bij vaatziekten. Annu Rev Physiol. 2016;78:45-66
11. Bautista-Niño PK, et al. DNA-schade: een belangrijke determinant van vasculaire veroudering. Int J Mol Sci. 2016;17:748.
12. Ballinger SW, et al. Door waterstofperoxide en peroxynitriet geïnduceerde mitochondriale DNA-schade en disfunctie in vasculaire endotheliale en gladde spiercellen. Circ.onderzoek 2000;86:960-6.
13. Minamino T, et al. Endotheelcelveroudering bij menselijke atherosclerose: rol van telomeer bij endotheeldisfunctie. Circulatie. 2002;105:1541-4.
14. Matthews C, Gorenne I, Scott S, Figg N, Kirkpatrick P, Ritchie A, Goddard M, Bennett M. Vasculaire gladde spiercellen ondergaan op telomeren gebaseerde veroudering bij menselijke atherosclerose: effecten van telomerase en oxidatieve stress. Circ. Res. 2006; 99: 156-64
15. Durik M, et al. DNA-reparatie door nucleotide-excisie wordt in verband gebracht met leeftijdsgebonden vasculaire disfunctie. Circulatie. 2012; 126:468-78

16. Yu E, et al. Mitochondriale DNA-schade kan atherosclerose bevorderen, onafhankelijk van reactieve zuurstofsoorten, door effecten op gladde spiercellen en monocyten, en correleert met plaques met een hoger risico bij mensen. Circulatie. 2013;128:

    702-12.

17. Ataei Ataabadi Eet al. Kenmerken van vasculaire veroudering veroorzaakt door selectieve DNA-schade in gladde spiercellen. Oxid Med Cell Longev. 2021;2021:2308317.
18. Vecoli C, et al. Prognostische waarde van de deletie van mitochondriaal DNA4977 en het aantal mitochondriale DNA-kopieën bij patiënten met stabiele coronaire hartziekte. Atherosclerose. 2018;276:91-97.
19. Vecoli C, et al. Onafhankelijke en gecombineerde effecten van telomeerverkorting en mtDNA 4977-verwijdering op de langetermijnresultaten van patiënten met coronaire hartziekte. Int J Mol Sci. 2019;20:5508.
20. Dan K, et al. Deoxyribonucleïnezuurherstelactiviteit wordt geassocieerd met genezen coronaire plaqueruptuur door optische coherentietomografie. J Cardiovasc Transl Res. 2019;12:608-10.
21. Andreassi MG, et al. Micronucleustest voor het voorspellen van coronaire hartziekte: een systematische review en meta-analyse. Mutat Res Rev Mutat Res. 2021;787:108348.
22. Schumacher B, et al. De centrale rol van DNA-schade in het verouderingsproces. Natuur. 2021;592:695-703.
23. Sahin E, et al. As van veroudering: telomeren, p53 en mitochondriën. Nat Rev Mol Celbiol. 2012;13:397-404.
24. Sahi E, et al. Telomeerdisfunctie veroorzaakt metabolische en mitochondriale compromissen Nature 2011;470: 359-65.
25. FangEF, et al. Signalering van nucleaire DNA-schade aan mitochondriën bij veroudering van Nat Rev Mol Cell Biol. 2016;17:308-21.
26. Vecoli C, et al. De moleculaire biomarkers van vasculaire veroudering en atherosclerose: telomeerlengte en gemeenschappelijke deletie van mitochondriaal DNA4977. Mutat Res. 2020;784:108309.
27. Gao X, et al. Telomeren en mitochondriaal metabolisme: implicaties voor cellulaire veroudering en leeftijdsgebonden ziekten. Stamcel Rev Rep. 2022;18:2315-27.