Avaliação hemodinâmica da função miocitária subjacente na insuficiência cardíaca direita (HALT-RHF)

Esta proposta visa melhorar o diagnóstico e a compreensão mecanicista da disfunção dos miócitos do ventrículo direito (VD) em pacientes com insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida e hipertensão pulmonar (ICFEr-PH). A disfunção do VD é comum e acelera resultados desfavoráveis ​​na ICFEr-PH. Apesar da sua importância, a capacidade clínica para caracterizá-la permanece imprecisa. Isso frustra os esforços prognósticos e terapêuticos em muitos cenários, como a previsão de insuficiência do VD após dispositivo de assistência ventricular esquerda. Em 2023, os pesquisadores relataram que os índices de reserva contrátil dos miócitos do VD, como tensão isométrica ativada por cálcio e tensão ativa dependente do comprimento, são reduzidos no tecido do VD de corações humanos com HFrEF-PH explantados em estágio terminal. Notavelmente, os índices clínicos correlacionaram-se modestamente com a tensão ativada por cálcio, mas falharam completamente em capturar a depressão da tensão dependente do comprimento, esta última um contribuidor chave para a reserva de Frank-Starling do VD. Esta deficiência destaca uma possível razão pela qual os índices clínicos não conseguem identificar a falência do VD. Uma deficiência deste trabalho foi o estudo da doença em estágio terminal, e os investigadores acreditam que melhores correlatos clínicos da disfunção dos miócitos da doença em estágio inicial podem fornecer mais informações em um momento em que as intervenções ainda seriam úteis. A hipótese central dos investigadores é que a identificação clínica da doença dos miócitos do VD na HFrEF-PH requer a medição da reserva contrátil do VD, conforme é provocado durante o exercício. O estudo anterior dos investigadores sobre pacientes com HP primária apoia isso, e novos dados preliminares em pacientes com HP secundária à insuficiência cardíaca também o fazem. Indo mais fundo, os pesquisadores relataram recentemente uma nova deficiência do filamento grosso do sarcômero em miócitos HFrEF-PH RV, impulsionada por um excesso de miosina no estado inativo super-relaxado que dificulta seu recrutamento para formar pontes cruzadas por cálcio ou estiramento. -ativação. Este último é importante porque não é observado em pequenos roedores, e apenas recentemente relatado em porcos, ligando assim a miosina super-relaxada ao miócito do VD e à reserva de câmara em humanos. Os novos dados fosfo-proteômicos dos investigadores mostram menos fosforilação da proteína C de ligação à miosina, ainda mais fosforilação de várias proteínas do disco Z do sarcômero e apoiam o papel potencial baseado em modificações de quinase e fosfatase.

Esta proposta foi gerada por essas descobertas recentes. Os objetivos dos investigadores são: (1) identificar índices clínicos que capturam a falha da reserva de miócitos do VD em estágio inicial a médio de HFrEF-PH; (2) descobrir mecanismos de depressão contrátil dependente do comprimento dos miócitos; e (3) testar drogas ativadoras de sarcômeros que possam ser úteis para insuficiência de ICFEr-PH RV. Os investigadores combinam loop de pressão-volume de última geração e avaliações clínicas da função da câmara do VD com fenotipagem do aparelho contrátil dos miócitos. Os investigadores exploram ainda mais um novo papel da miosina superrelaxada na reserva de miócitos deprimida. A proposta aproveita minha experiência muscular básica e translacional desenvolvida nos últimos anos com o apoio do K23 e uma equipe colaborativa estelar. Seus objetivos estão alinhados com as visões estratégicas do NHLBI para RV e HF avançado. Existem três objetivos específicos:

Objetivo 1. Testar se as medidas clínicas de reserva de exercício do VD refletem melhor a disfunção contrátil dos miócitos do VD na ICFEr-PH em estágio inicial. Pacientes com ICFEr encaminhados para cateterismo cardíaco direito são submetidos a um protocolo bem estabelecido na Johns Hopkins para avaliar os índices clínicos hemodinâmicos e ecocardiográficos do VD juntamente com os parâmetros da alça de pressão-volume do VD em repouso e com exercícios de bicicleta supina. Biópsias endomiocárdicas do VD são obtidas e miócitos isolados permeabilizados para avaliar a mecânica contrátil e a tensão ativada por cálcio e comprimento. Os investigadores então testam se os parâmetros clínicos de reserva de exercício do VD refletirão com mais sensibilidade as limitações da reserva contrátil dos miócitos do VD do que as medidas de repouso da função do VD comumente usadas.

Objetivo 2. Determinar os papéis e identidades dos mediadores de fosforilação da redução da reserva dependente do comprimento dos miócitos HFrEF-PH RV. Novos dados fosfo-proteômicos encontram hipofosforilação da proteína quinase A (PKA) de proteínas de filamentos grossos e hiperfosforilação de proteínas de estrutura de disco Z no miocárdio HFrEF-PH RV. A incubação da PKA aumenta a tensão dependente do comprimento dos miócitos, enquanto a proteína fosfatase 2a (que não reverte as alterações da PKA) melhora a tensão ativada pelo cálcio. Os investigadores testam a relevância para a falha da reserva contrátil dos miócitos em HFrEF-PH em miócitos RV permeabilizados por incubação seletiva de quinase e fosfatase e, em seguida, mutam seletivamente locais modificados com fosfo de alto valor para testar o papel na ativação dependente do comprimento.

Objetivo 3: Determinar se os medicamentos ativadores de sarcômero mais recentes restauram a tensão dependente do comprimento dos miócitos do HFrEF RV. Duas drogas ativadoras de sarcômero são testadas em miócitos HFrEF-PH RV: danicamtiv e CK-136, que devem aumentar melhor a tensão dependente do comprimento do que drogas similares testadas anteriormente. Os investigadores determinam o impacto na reserva contrátil dos miócitos esfolados e, em seguida, testam se os índices clínicos de reserva do VD identificados no Objetivo 1 podem prever o impacto em miócitos individuais do VD HFrEF-PH do mesmo paciente.

Resultados esperados: os investigadores identificarão índices clínicos ideais de falha de reserva de VD em HFrEF-PH, esclarecerão os mecanismos dos miócitos de reserva dependente do comprimento e testarão novos medicamentos para RV. Os resultados terão impacto na falha do VD devido à IC-FEr-PH e devem aplicar-se também às suas outras causas. A equipe de pesquisa dos investigadores tem experiência excepcional em fenotipagem translacional de RV e biofísica muscular e está preparada de forma única para cumprir esta proposta.