Krążące markery leżące u podstaw przejścia od wyrównanego przerostu do niewydolności serca

Niewydolność serca (HF) to złożony zespół kliniczny i poważny problem zdrowia publicznego, który powoduje śmierć ponad 500 000 osób rocznie. Jest wiodącą grupą związaną z diagnostyką (DRG) zajmującą się wypisami ze szpitali w USA. Co roku z powodu ostrej niewyrównanej niewydolności serca przyjmuje się około 1–3 milionów przyjęć do szpitala. Śmiertelność w przypadku niewydolności serca klasy III i IV wynosi 14–18% rocznie (1). Obecnie w USA prawie 5 milionów pacjentów cierpi na HF (2). Wczesne wykrywanie i zapobieganie pozostają kluczowymi środkami w leczeniu osób cierpiących na tę postać choroby serca. Odkrycie i zdefiniowanie krążących markerów, które leżą u podstaw przejścia między wyrównanym przerostem a ostrą niewydolnością serca, stanowi obszar o ważnych potrzebach w zakresie wykrywania i zapobiegania. Istniejący marker BNP jest przydatny w różnicowaniu osób z niewydolnością serca od osób cierpiących na inne schorzenia. Jednakże duże zróżnicowanie nieprawidłowych poziomów BNP u osób, u których zdiagnozowano niewydolność serca, powoduje, że poziom BNP jest niewiarygodny jako czynnik predykcyjny przejścia między wyrównaną a zdekompensowaną niewydolnością serca.

Apoptoza przyczynia się i być może jest przyczyną śmierci miocytów, która leży u podstaw postępu dysfunkcji serca i przejścia od stabilnej wyrównanej niewydolności serca do ostrego pogorszenia (3). Apoptoza jest regulowanym procesem biologicznym prowadzącym do śmierci komórki (4-9). Kaspazy, rodzina proteaz kwasu cysteinowego, regulują ten proces i faktycznie prowadzą do apoptozy. Wyzwalacz lub sygnał apoptozy powoduje aktywację kaspaz proksymalnych lub inicjujących (takich jak kaspaza-8, -9, 10). Te kaspazy inicjujące następnie rozszczepiają się i z kolei aktywują dalsze kaspazy efektorowe, takie jak kaspazy-3, -6 i -7. Te kaspazy efektorowe rozszczepiają następnie różne białka, takie jak te obecne w cytoszkieletach i jądrze, takie jak lamina A, alfa-fodryna i polimeraza poli(ADP-rybozy), prowadząc do apoptozy. Kaspaza-3 jest kluczowym wykonawcą tego szlaku apoptozy, odpowiedzialnym całkowicie lub krytycznie za proteolityczne rozszczepienie białek komórkowych i jądrowych. Aktywacja kaspazy-3 wymaga proteolitycznego przetwarzania jej nieaktywnego zymogenu na aktywne fragmenty p17 i p12. Rozciętą kaspazę-3 można wykryć za pomocą przeciwciał specyficznych dla tego rozszczepionego enzymu (fragment p17) w lizatach komórkowych metodą immunoblottingu lub za pomocą testu ELISA wykorzystującego oznaczanie spektrofotometryczne z czytnikiem mikropłytek przy OD450 nm.

Głównymi celami tego badania pilotażowego jest określenie, czy 1) aktywowana kaspaza-3 może zostać wykryta w ludzkim krążeniu, a jeśli tak, czy występują zmiany rytmu dobowego i seryjne zmiany w jej stężeniu w czasie, 2) czy jej poziom wzrasta podczas ostrej dekompensacji niewydolność serca oraz 3) czy przejście od ostrej do stabilnej niewydolności serca jest skorelowane ze spadkiem jej poziomu.

Innym potencjalnym markerem ostrego pogorszenia stanu zdrowia jest dystrofina. Dystrofinę pierwotnie zidentyfikowano jako gen związany z chromosomem X, którego mutacje na N-końcu powodują kardiomiopatię. Dystrofina zapewnia ważne wsparcie strukturalne dla miocytu serca i jego błony sarkolemalnej (10-11). Łączy aktynę na jej N-końcu z kompleksem białkowym związanym z dystrofiną i sarkolemą na C-końcu oraz z macierzą zewnątrzkomórkową mięśnia. Mutacje powodują utratę wsparcia, niestabilność sarkolemalną i miopatię. Translokacja i rozszczepienie dystrofiny mięśnia sercowego są związane z postępem niewydolności serca i dysfunkcją kurczliwości. Zmiany te ulegają odwróceniu po zmniejszeniu naprężenia mechanicznego ze strony urządzenia wspomagającego komorę (12). W niniejszym badaniu pilotażowym sprawdzimy hipotezę, że dystrofina może być uwalniana i wykrywana w ludzkim krążeniu podczas ostrego pogorszenia się niewydolności serca. Będziemy dalej badać, czy 1) jego poziom wzrasta w przebiegu ostrej niewyrównanej niewydolności serca, oraz 2) czy przejście od ostrej do stabilnej niewydolności serca jest skorelowane ze spadkiem jego poziomu, oraz 3) czy występują seryjne zmiany tego poziomu w czasie. .

BNP jest znanym markerem obciążonego mięśnia sercowego i jest stosowany do wykrywania rozciągania mięśnia sercowego i stresu w chorobach serca. Zarówno IL-6, jak i TNF alfa są markerami stanu zapalnego i wykazano, że ich stężenie jest podwyższone w stanie zapalnym, takim jak niewydolność serca. CRP to kolejny marker stanu zapalnego. Znajomość ich poziomów jest pomocna w korelowaniu poziomu kaspazy-3 p17 w surowicy ze znanymi czynnikami surowicy w CHF.

Sprawdzając poziomy tych markerów co 3 miesiące (+/- jeden miesiąc) u pacjentów ze stabilną HF przez dwa lata, naszym celem jest sprawdzenie, czy osoby ze „skokiem” poziomu przewidują niekorzystny wynik w postaci CHF. Ostatecznie, jeśli tak jest, możemy zidentyfikować pacjentów ze „skokiem” lub skumulowanym wyższym fragmentem kaspazy-3 jako obarczonym wysokim ryzykiem zachorowalności/śmiertelności. Identyfikacja takich pacjentów może skłonić nas do bardziej aktywnego leczenia, próbując zmienić wynik leczenia.

Pobierzemy także próbki krwi od osób kontrolnych, aby zmierzyć poziomy wyjściowe i określić, czy występują zmiany rytmu dobowego.