Biomarcadores séricos e celulares para estenose da válvula aórtica (AthenaValve)

A deposição de sais de cálcio na parede arterial e nas válvulas cardíacas é um fenômeno comumente associado ao aumento da idade e a vários fatores patológicos. Um caso particular é a calcificação da válvula aórtica, que é acompanhada de estenose gradual levando à insuficiência cardíaca. Como resultado, causa morbidade significativa e um aumento dramático na mortalidade se não for tratada cirurgicamente ou por meio de intervenção transcateter. Afeta aproximadamente 2% da população com mais de 65 anos, sendo a terceira causa de morte nessa população. São cerca de 100 cirurgias por 100.000 pessoas-ano na década e 180.000 pacientes a cada ano são candidatos ao implante percutâneo de válvula aórtica (TAVI) nos EUA, Canadá e União Europeia.

A característica da doença é que ela permanece até hoje sem diagnóstico nos estágios iniciais críticos e todas as terapias existentes falharam em retardar ou reverter os danos quando aplicadas nos estágios finais. Estudos experimentais anteriores sugeriram que os medicamentos existentes podem ser mais eficazes se administrados no início do curso da doença. No momento em que a estenose aórtica se torna evidente na ecocardiografia ou na tomografia computadorizada (TC), as lesões bioquímicas e moleculares subjacentes já se desenvolveram. Além disso, entre os pacientes com estenose da válvula aórtica, não se sabe quem evoluirá rapidamente para um estreitamento dinâmico da válvula e pesquisas anteriores relatam taxas de progressão significativamente diversas entre os pacientes, com aproximadamente 20-25% demonstrando taxas mais que o dobro. Assim, o calcanhar de Aquiles do manejo terapêutico dos pacientes é a falta de diagnóstico precoce e prognóstico de evolução da doença.

Sob uma combinação de efeitos patológicos por fatores como hipertensão, diabetes mellitus e dislipidemia em pacientes com uma possível predisposição genética, ocorre comprometimento da estrutura e função normais do endotélio, o que leva progressivamente à doença do tecido valvar subjacente. A acidose local e o acúmulo de radicais oxidativos de oxigênio causam danos aos fosfolipídios da membrana, oxidação do colesterol e das proteínas, que perdem sua estrutura quaternária normal e se degradam. A deposição gradual de fosfato e sais de carbonato de cálcio sobre as proteínas patológicas leva à calcificação do tecido da válvula. Reação inflamatória intensa com ativação da medula óssea e infiltração de tecido com células imunocompetentes acompanha o dano: macrófagos, linfócitos B e T, mastócitos infiltram e contribuem ativamente para a doença. Nesse ambiente, as citocinas inflamatórias secretadas pelas células inflamatórias levam à ativação de vias celulares embrionárias que ajudam a aumentar ainda mais a calcificação por meio da conversão de fibroblastos residentes em osteoblastos ativos, que depositam ativamente sais de cálcio por meio de vesículas extracelulares.

Na doença, vários tipos de células e órgãos distantes estão envolvidos (fígado - metabolismo do colesterol, baço e medula óssea - ativação da resposta imune) e espera-se que o dano libere fragmentos de substâncias biológicas e bioquímicas na circulação sanguínea. Portanto, espera-se que a doença se reflita em alterações nas proteínas séricas. É possível detectar proteínas e metabólitos no soro sanguíneo em pacientes adequadamente selecionados, incluídos prospectivamente e monitorados durante o curso da estenose valvar aórtica. Uma descrição ideal do subgrupo de pacientes com progressão rápida ou lenta da doença pode revelar informações importantes para o futuro diagnóstico clínico e uso prognóstico. Além disso, a doença é caracterizada pela infiltração celular de uma pletora de células imunes conhecidas e desconhecidas que contribuem para a doença. Assim, a descoberta de novos fenótipos celulares ligados à progressão da doença pode ajudar a delinear importantes aspectos clínicos.

Os propósitos da Athena Valve são:

(A) Coleta de dados sobre a progressão da calcificação e estenose valvar aórtica, descrição de subpopulações com progressão rápida e lenta e registro de eventos clínicos.

(B) A análise bioinformática de dados de transcriptômica-metabolômica-proteômica combinada de tecido de válvula aórtica de modelo animal doente nos estágios inicial, intermediário e final, em comparação com bancos de dados multi-ômicos de pacientes existentes, a fim de investigar moléculas candidatas - "condutores "do dano com nexo de causalidade.

(C) A análise proteômica diferencial de amostras de soro de pacientes com estenose valvar aórtica grave, definida retrospectivamente como progressores rápidos versus lentos da doença e grupo controle de indivíduos sem estenose valvar aórtica e calcificação grave.

(D) A análise metabolômica diferencial de amostras de soro de pacientes com estenose valvar aórtica grave, definida retrospectivamente como progressores rápidos versus lentos da doença e grupo controle de indivíduos sem estenose valvar aórtica e calcificação grave.

(E) Obter o perfil diferencial de células imunes circulantes entre os pacientes.

(F) A análise integrada de dados bioinformáticos do proteoma e metaboloma sérico diferencial do paciente enriquecido com os resultados do modelo animal e bancos de dados existentes de outros pacientes, para determinar as moléculas mais prováveis ​​- causalmente relacionadas com a progressão da doença em uma rede molecular.

(G) Utilização dos alvos proteicos mais importantes para o desenvolvimento de um novo ensaio de detecção de múltiplos alvos proteicos no soro sanguíneo por ELISA multiplex com base nos resultados da análise bioinformática.

(H) Aplicação do novo ensaio multiplex ELISA em amostras de soro pareadas de pacientes com estenose aórtica moderada a grave e grupo controle de indivíduos sem estenose valvar aórtica e calcificação grave, prospectivamente inscritos e monitorados, validação inicial do ensaio e revisão de seu diagnóstico desempenho.

Breve Metodologia:

Duas coortes clínicas independentes fornecerão os dados necessários e as amostras de soro. A primeira, uma coorte retrospectiva de pacientes com estenose valvar aórtica grave, definirá diferenças séricas, ecocardiográficas e clínicas entre subgrupos com diferentes taxas de progressão. A segunda coorte, desenvolvida prospectivamente, confirmará os dados clínicos e ecocardiográficos obtidos retrospectivamente e fornecerá medições iniciais e de acompanhamento da calcificação da válvula aórtica (escore de cálcio CT). Amostras séricas pareadas de linha de base e de acompanhamento validarão os alvos séricos da coorte retrospectiva. Os pacientes serão avaliados com ecocardiografia anualmente e com TC de acompanhamento em 2 e 5 anos a partir da inscrição.

A proteômica retrospectiva será feita com cromatografia líquida/espectrometria de massa não direcionada (LC/MS) e a metabolômica com espectrometria de massa em tandem de cromatografia líquida não direcionada (LC-MS/MS) no modo de monitoramento de reação serial (SRM). A proteômica e a metabolômica prospectivas serão quantitativas e direcionadas. As amostras de sangue serão imediatamente congeladas e armazenadas a -80 C.

Além disso, células mononucleares de sangue periférico serão isoladas e criopreservadas a -80 C com centrifugação de densidade diferencial. Populações celulares serão analisadas utilizando citometria de massa, citometria de fluxo, separação de células e métodos moleculares.

Para enriquecimento fisiopatológico, um modelo modificado de coelho da Nova Zelândia para estenose aórtica será utilizado em um protocolo longitudinal de colheita de tecido na doença em estágio inicial, intermediário e tardio (correspondente à inflamação - calcificação e subsequente estenose valvar).