Vaskulær senescens og aterosklerotisk plakk sårbarhet (VICTORIA)

Bakgrunn - Prosessen med kronologisk aldring bidrar betydelig til strukturelle og funksjonelle endringer i vaskulaturen, og fremstår som en viktig risikofaktor for aterosklerotisk sykdom og akutte trombotiske hendelser [1,2]. Videre kan aldersrelatert vaskulær forverring påvirkes av livsstilsvalg, miljøfaktorer og ytre stimuli, noe som resulterer i en gradvis nedgang i vaskulær integritet og funksjonalitet [3,4].

For å identifisere potensielle mål for terapeutisk intervensjon for å forsinke eller reversere de skadelige konsekvensene av vaskulær aldring, er det avgjørende å bedre forstå de cellulære og molekylære mekanismene for vaskulær aldring, samt å bedre definere hvordan miljøfaktorer kan akselerere prosessen [3 -5].

I løpet av de siste tiårene har DNA-skade - både telomerisk og ikke-telomerisk, sammen med mitokondrielle svekkelser - dukket opp som en sentral utløser i vaskulær aldring og utvikling av aterosklerose [4-11]. Et vell av bevis støtter tilstedeværelsen av oksidative DNA-lesjoner, telomeravgang og mitokondriell DNA-skade i både eksperimentelle modeller og menneskelige plakkprøver [12-17], så vel som i de perifere cellene til individer med aterosklerose [9,18-21 ].

Dessuten er det stadig tydeligere at genomisk ustabilitet direkte kan påvirke vaskulær cellulær funksjon ved å utløse signalveier som fører til en rekke patofysiologiske endringer. Disse endringene omfatter betennelse, apoptose, autofagi og til syvende og sist cellulær senescens, som er preget av utskillelsen av den "senescensassosierte sekretoriske fenotypen" (SASP). [4-11]. Den robuste mekanistiske assosiasjonen mellom DNA-skade og cellulær aldring understreker DNA-skade som en hovedkandidat for den primære årsaken til aldring [22]. Målretting av DNA-skader og dens mekanistiske korrelater kan gi et logisk grunnlag for utvikling av enhetlige intervensjoner rettet mot å dempe aldersrelatert dysfunksjon og sykdom [22].

Ikke desto mindre forblir de nøyaktige mekanismene som knytter DNA-skade til SASP i vaskulære celler, så vel som dens rolle i patogenesen av aterosklerose og sårbart aterom, unnvikende.

Nyere bevis understreker gjensidig krysstale mellom telomer dysfunksjon og mitokondriell dysmetabolisme i prosessen med cellulær senescens [23-26], og understreker behovet for ytterligere å belyse denne komplekse og intrikate forbindelsen, som kan åpne nye potensielle terapeutiske strategier for aldersrelatert sykdom [27] .

Ytterligere studier er berettiget for å forstå de underliggende mekanismene som mitokondriell dysfunksjon påvirker telomerlengden og vice versa, og hvordan deres samspill bidrar til prosessen med vaskulær aldring [26].

Vi antar at komplekse molekylære mekanismer som forbinder telomer-dysfunksjon, mtDNA-skade og ikke-kodende RNA-deregulering er involvert i prosessen med vaskulær aldring, og fremmer utviklingen og progresjonen av aterosklerose. Følgelig kan perifere aldringsmarkører for genetisk skade og ikke-kodende RNA være nyttige for å karakterisere utviklingen av en sårbar plakk i skyldige kar og for å forbedre prognosen til pasienter.

Mål - De spesifikke målene med dette forslaget er: 1) å undersøke sammenhengen mellom perifere markører for cellealdring [telomerlengde (LTL) og mitokondrielt DNA (mtDNAcn) innhold] og ikke-kodende RNA-deregulering (lncRNA TERRA, MitomiR) i de forskjellige spektrene for angina pectoris (stabil angina, ustabil, NSTEMI og STEMI) og 2) for å evaluere deres assosiasjon med alvorlige kardiovaskulære hendelser (MACE) innen 12 måneder etter registrering.

Pasienter med hjertesjokk, kongestiv hjertesvikt, nyresykdom i sluttstadiet og koronar bypassgraft vil bli ekskludert. En nøyaktig evaluering av plakkmorfologien vil bli anskaffet for pasienter som vil bli screenet for optisk koherenstomografi (OCT) undersøkelse eller intravaskulær ultralyd (IVUS) av den skyldige arterien.

Studiedesign - Prospektiv, enkeltsenter ikke-randomisert observasjonsstudie. Prøve og datainnsamling - En perifer blodprøve (ca. 10 ml) vil bli samlet inn i hver pasient før den gjennomgår diagnostiske eller terapeutiske angiografiprosedyrer og brukes til ekstraksjon av DNA og/eller RNA. En biobank av andre biologiske prøver (fullblod, plasma, serum, blodpropp, PBMC) vil bli etablert. Omtrent 12 måneder etter innrullering vil det bli utført en klinisk oppfølging for alle pasienter som er inkludert i studien gjennom et rutinemessig legebesøk eller telefonintervju for å evaluere uønskede kardiovaskulære hendelser (MACE - død, hjerteinfarkt eller behov for påfølgende revaskulariseringer).

Bestemmelse av biomarkører - LTL og mtDNAcn måles etter DNA-ekstraksjon fra blodleukocytter, mens lnc-RNA TERRA og mitomiR, etter RNA-ekstraksjon fra blodleukocytter, og analyseres ved bruk av sanntids PCR-teknikker.

Prøvestørrelse - For å oppdage en middels effektstørrelse (f = 0,25) i forskjellen mellom gjennomsnittlig LTL-verdi mellom gruppene, anslår vi at det kreves en prøvestørrelse på minst 232 totale pasienter, med et alfanivå på 0,05 og en potens. på 90 % eller høyere. Med en frafallsrate på 10 % bør det totale antallet pasienter som skal meldes inn være minst 260.

Statistisk analyse - Normalfordelingen av dataene vil bli testet ved hjelp av Kolmogorov-Smirnov-testen.

Kontinuerlige variabler vil bli presentert som gjennomsnitt, standardavvik, median, første og tredje kvartil. Kategoriske variabler vil bli uttrykt som tall og prosenter.

Sammenligninger mellom to grupper vil bli utført ved å bruke Students t-test for uavhengige prøver for kontinuerlige variabler, og kjikvadrattesten eller Fishers eksakte test for kategoriske. Sammenligninger mellom mer enn to grupper vil bli testet med enveis variansanalyse (ANOVA) etterfulgt av Bonferroni post-hoc tester for 2-gruppe sammenligninger. Hvis forutsetningen om normalitet for datafordelingen ikke tilfredsstilles, vil tilsvarende ikke-parametriske tester bli brukt. Pearson- eller Spearman-koeffisienten vil bli beregnet for å undersøke korrelasjonen mellom variablene på en univariat måte. Hendelsesfrie overlevelseskurver vil bli konstruert ved hjelp av Kaplan-Meier-modellen og testet med log-rank test mellom ulike grupper. Den univariate og multivariate Cox proporsjonale faremodellen vil bli brukt til å identifisere den prediktive verdien av hver variabel mot MACE-hendelsen; dataene vil bli uttrykt med HR og deres 95 % konfidensintervall.

Referanser

1. Hamczyk MR, et al. Biologisk versus kronologisk aldring. J Am Coll Cardiol. 3. mars 2020;75:919-30.
2. Liberale L, et al. Rollen til vaskulær aldring i aterosklerotisk plakkutvikling og sårbarhet. Curr Pharm Des. 2019;2:3098-111.
3. Liu Y et al. Eksponering for miljøgifter: En potensiell bidragsyter til aldring og aldersrelaterte sykdommer. Environ Toxicol Pharmacol. 2021;83:10357.
4. Climie RE, et al. Vaskulær aldring hos ungdom: en oppfordring til handling. Hjerte Lunge Circ. 2021;30:1613-26.
5. Ungvari Z, et al. Mechanisms of Vascular Aldring, A Geroscience Perspective: JACC Focus Seminar. J Am Coll Cardiol. 3. mars 2020;75(8):931-941
6. Andreassi MG. Koronar aterosklerose og somatiske mutasjoner. Mutat Res. 2003;54367-8.
7. Mahmoudi M, et al. DNA-skade og reparasjon ved åreforkalkning. Cardiovasc Res. 2006;71:259-68.
8. Madamanchi NRwt al. Mitokondriell dysfunksjon ved aterosklerose. Circ Res. 2007;100:460-73.
9. Andreassi MG. DNA-skade, vaskulær senescens og åreforkalkning. J Mol Med (Berl). 2008;86:1033-43.
10. Uryga A, et al. DNA-skade og reparasjon ved vaskulær sykdom. Annu Rev Physiol. 2016;78:45-66
11. Bautista-Niño PK, et al. DNA-skade: en hoveddeterminant for vaskulær aldring. Int J Mol Sci. 2016;17:748.
12. Ballinger SW, et al. Hydrogenperoksid- og peroksynitritt-indusert mitokondriell DNA-skade og dysfunksjon i vaskulære endotelceller og glatte muskelceller. Circ Res 2000;86:960-6.
13. Minamino T, et al. Endotelcelle senescens i human aterosklerose: telomerens rolle i endoteldysfunksjon. Sirkulasjon. 2002;105:1541-4.
14. Matthews C, Gorenne I, Scott S, Figg N, Kirkpatrick P, Ritchie A, Goddard M, Bennett M. Vaskulære glatte muskelceller gjennomgår telomere-basert senescens i menneskelig aterosklerose: effekter av telomerase og oksidativt stress. Circ Res. 2006; 99: 156-64
15. Durik M, et al. Nukleotideksisjon DNA-reparasjon er assosiert med aldersrelatert vaskulær dysfunksjon. Sirkulasjon. 2012; 126:468-78

16. Yu E, et al. Mitokondriell DNA-skade kan fremme aterosklerose uavhengig av reaktive oksygenarter gjennom effekter på glatte muskelceller og monocytter og korrelerer med plakk med høyere risiko hos mennesker. Sirkulasjon. 2013;128:

    702-12.

17. Ataei Ataabadi Eet al. Vaskulære aldringstrekk forårsaket av selektiv DNA-skade i glatt muskelcelle. Oxid Med Cell Longev. 2021;2021:2308317.
18. Vecoli C, et al. Prognostisk verdi av mitokondriell DNA4977-sletting og mitokondriell DNA-kopinummer hos pasienter med stabil koronararteriesykdom. Aterosklerose. 2018;276:91-97.
19. Vecoli C, et al. Uavhengige og kombinerte effekter av telomerforkorting og mtDNA 4977-sletting på langsiktige utfall av pasienter med koronararteriesykdom. Int J Mol Sci. 2019;20:5508.
20. Dan K, et al. Deoksyribonukleinsyrereparasjonsaktivitet er assosiert med helbredet koronar plakkruptur ved optisk koherenstomografi. J Cardiovasc Transl Res. 2019;12:608-10.
21. Andreassi MG, et al. Mikronukleusanalyse for å forutsi koronararteriesykdom: En systematisk oversikt og metaanalyse. Mutat Res Rev Mutat Res. 2021;787:108348.
22. Schumacher B, et al. Den sentrale rollen til DNA-skade i aldringsprosessen. Natur. 2021;592:695-703.
23. Sahin E, et al. Aldringsakse: telomerer, p53 og mitokondrier. Nat Rev Mol Cell Biol. 2012;13:397-404.
24. Sahi E, et al. Telomer dysfunksjon induserer metabolsk og mitokondriell kompromiss Nature 2011;470: 359-65.
25. Fang EF, et al. Nukleær DNA-skade som signaliserer til mitokondrier i aldrende Nat Rev Mol Cell Biol. 2016;17:308-21.
26. Vecoli C, et al. De molekylære biomarkørene for vaskulær aldring og aterosklerose: telomerlengde og mitokondriell DNA4977 vanlig sletting. Mutat Res. 2020;784:108309.
27. Gao X, et al. Telomerer og mitokondriell metabolisme: implikasjoner for cellulær senescens og aldersrelaterte sykdommer. Stamcelle Rev Rep. 2022;18:2315-27.