Ангиогенез и фиброз при инфаркте миокарда

Интегрины представляют собой группу молекул, ответственных за межклеточную адгезию и передачу сигналов. Они составляют суперсемейство гетеродимерных рецепторов, состоящих из 18 различных α- и β-субъединиц. В сочетании они могут генерировать 24 различных подтипа рецепторов с рядом физиологических и патофизиологических функций [Takada et al, 2007]. Рецептор αvβ3 представляет собой интегрин, который обнаруживается в низких концентрациях на зрелых эндотелиальных клетках, но заметно повышается в эндотелиальных клетках активно растущих кровеносных сосудов. Ранее он был известен как рецептор витронектина, хотя впоследствии было обнаружено, что он связывает многие другие лиганды, включая фибриноген, фибронектин, ламинин, тромбоспондин, фактор фон Виллебранда и некоторые подтипы коллагена. Эти особенности также наблюдаются у рецептора интегрина αvβ5, причем оба рецептора распознают мотив аргинин-глицин-аспартат (RGD), присутствующий на этих лигандах.

1.1.2 Роль интегринов αvβ3 и αvβ5 в сердечно-сосудистых заболеваниях

Экспрессия рецепторов αvβ3 и αvβ5 повышается при ряде болезненных состояний, и это было особенно хорошо охарактеризовано при ангиогенезе, связанном с ростом опухоли и метастазами [Friedlander et al, 1995; Брукс и др., 1994]. Однако существует множество потенциальных ролей этого интегринового пути при сердечно-сосудистых заболеваниях, включая инфаркт миокарда, атеросклероз, рестеноз, аортальный стеноз и аневризмы, которые относительно не изучены.

1.1.2.1 Инфаркт миокарда

После инфаркта миокарда возникает интенсивная воспалительная реакция с последующим ангиогенезом и фиброзом. В течение этого времени заживления и репарации происходит заметная регуляция интегринов, чтобы организовать эффективное заживление миокарда. Для интегриновых рецепторов αvβ3 и αvβ5 это отражает как ангиогенез, так и фиброз, учитывая их лиганд-связывающие свойства [van den Borne et al, 2008; Хигучи и др., 2008]. Это центр раннего и позднего ремоделирования левого желудочка в зоне инфаркта и периинфарктной зоне. В ранней фазе преобладает ангиогенез для восстановления целостности сосудов и тканевой перфузии с рецепторами αvβ3 и αvβ5, которые регулируются и экспрессируются на активированных эндотелиальных клетках во вновь формирующихся сосудах [Higuchi et al, 2008]. При последующем заживлении и ремоделировании миокарда активация фибробластов и дифференцировка в миофибробласты требует взаимодействия с рецепторами αvβ3 и αvβ5 и играет центральную роль в развитии фиброза [van den Borne et al, 2008]. Дезадаптивные фиброзные реакции и неблагоприятное ремоделирование левого желудочка могут лежать в основе развития сердечной недостаточности после инфаркта миокарда. Эти процессы и пути могут также играть роль в развитии миокардиального фиброза при других состояниях, таких как гипертрофия левого желудочка, связанная с аортальным стенозом [Dweck et al, 2011].

1.1.2.2 Атеросклероз и рестеноз

Развитие атеросклероза обусловлено сложным взаимодействием окисленных липидов, воспалительной клеточной инфильтрации и миграции гладкомышечных клеток в артериальной стенке. Однажды образовавшись, атеросклеротические бляшки могут прогрессировать и разрываться, что приводит к клиническим проявлениям острого инфаркта миокарда и инсульта. Особенности, связанные с разрывом бляшки, включают тонкую фиброзную покрышку, богатый липидами бассейн и кровоизлияние внутри бляшки. Действительно, разрыв бляшки особенно связан с неоваскуляризацией бляшки и экспрессией сосудисто-эндотелиального фактора роста [Hiyama et al, 2010], что позволяет предположить, что нестабильность может быть вызвана ангиогенезом. Таким образом, повышающая регуляция рецепторов αvβ3 и αvβ5 может представлять собой новый маркер и потенциальную терапевтическую мишень для [Maile et al, 2010], уязвимости к бляшкам.

Процесс неоинтимальной гиперплазии и рестеноза после чрескожного коронарного вмешательства включает рекрутирование гладкомышечных клеток сосудов. Этот процесс также зависит от рецепторов αvβ3 и αvβ5 и также является потенциальной мишенью для ингибирования рестеноза [Kokubo et al, 2007].

1.1.3 Флуциклатид

Флуциклатид представляет собой RGD-содержащий циклический пептид, который недавно был разработан в качестве 18F-радиоиндикатора для обнаружения ангиогенеза опухоли с помощью позитронно-эмиссионной томографии. Он обладает высокой селективностью в отношении рецепторов αvβ3 и αvβ5 с аффинностью (EC50) 11,1 и 0,1 нМ соответственно с минимальной перекрестной реактивностью с рецептором αIIbβ3 (EC50 281 нМ). Доклинические исследования опухолей показали, что 18F-флуциклатид поглощается глиобластомами и подавляется антиангиогенным ингибитором тирозинкиназы сунитинибом, что подтверждает специфичность флуциклатида в отношении областей ангиогенеза. Он прошел фазу I клинических испытаний и признан безопасным и хорошо переносимым.

1.1.4 Цели

На сегодняшний день было проведено множество доклинических исследований по изучению применения радиофармпрепаратов, нацеленных на рецепторы интегрина αvβ3 и αvβ5. Клиническое применение этих индикаторов в значительной степени ограничивается онкологией в качестве метода оценки ангиогенеза в опухолях. Здесь мы хотим изучить роль радиофармпрепарата рецепторов αvβ3 и αvβ5, 18F-флуциклатида, для оценки ангиогенеза и фиброза в двух основных областях сердечно-сосудистых заболеваний. В частности, мы намерены оценить ангиогенез и ремоделирование миокарда у пациентов с недавним инфарктом миокарда. Мы ожидаем, что у этой группы пациентов будет сосуществующая атерома аорты, и это даст нам оппортунистическую оценку поглощения индикаторов при атеросклерозе. Мы считаем важным оценить ряд сердечно-сосудистых заболеваний, чтобы определить, является ли экспрессия интегриновых рецепторов αvβ3 и αvβ5 специфичной для определенных болезненных процессов. В случае успеха эти предварительные данные позволят более подробно изучить области конкретных заболеваний и новые терапевтические вмешательства. В настоящее время флуциклатид не лицензирован и не одобрен для клинического применения и используется здесь в качестве исследовательского агента для изучения патофизиологии аортального стеноза.

1.2 ИСХОДНЫЕ ГИПОТЕЗЫ

Мы предполагаем, что 18F-флуциклатид может идентифицировать экспрессию интегриновых рецепторов αvβ3 и αvβ5 in vivo у человека при двух основных областях сердечно-сосудистых заболеваний: остром инфаркте миокарда и атеросклерозе аорты. В частности, мы предполагаем, что 18F-флуциклатид будет:

1. Демонстрируют избирательное поглощение в области инфаркта миокарда на ранней стадии выздоровления (1-3 недели).
2. Связывание как в зоне инфаркта, так и в отдаленных областях у пациентов с обширным инфарктом миокарда на поздних этапах выздоровления (6-12 недель)
3. Быть принятым в атеросклеротическую бляшку аорты.

6 ОЦЕНКА

6.1 АНГИОГЕНЕЗ И ФИБРОЗ ПОСЛЕ ОСТРОГО ИНФАРКА МИОКАРДА

После острого инфаркта миокарда происходит интенсивная повышающая регуляция рецепторов αvβ3 и αvβ5, которая первоначально помогает регулировать ангиогенез и восстановление целостности сосудов и перфузии тканей в дополнение к отсроченной экспрессии, связанной с развитием фиброза в инфарктном миокарде. Поэтому мы будем оценивать пациентов через две и девять недель после острого инфаркта миокарда. Поскольку невозможно провести прямое гистологическое подтверждение ангиогенеза или фиброза в этой популяции, мы сравним эти результаты с пациентами с установленным коллатеральным коронарным кровотоком от хронической окклюзии коронарной артерии, а также с магнитно-резонансной томографией сердца с установленным и стабильным миокардом. фиброз.

6.1.1 График исследования

На 14±7 и 63±7 дни после острого инфаркта миокарда у 30 пациентов будет проведен забор крови, позитронно-эмиссионная и компьютерная томография с 18F-флуциклатидом. После инъекции 18F-флуциклатида пациенты будут находиться под наблюдением с использованием нашего стандартного клинического подхода, включая наблюдение за гемодинамическими параметрами, и это будет продолжаться на протяжении всего исследовательского визита до отъезда. Им также будет проведена магнитно-резонансная томография сердца с оценкой перфузии гадолинием и поздним усилением на 14-7 день и повторно через 6-12 месяцев после инфаркта миокарда. Мы специально наберем две одинаковые по размеру и сопоставимые популяции пациентов (n = 15 в группе), у которых артерия, связанная с инфарктом, была или не была реваскуляризирована с помощью чрескожного коронарного вмешательства. Кроме того, мы аналогичным образом оценим в одном случае 10 пациентов соответствующего возраста и пола с хронической (> 6 месяцев) окклюзией крупного эпикардиального сосуда.

Образцы крови будут оцениваться с использованием стандартных клинических биохимических и гематологических профилей, таких как общий анализ крови, мочевина и электролиты. Кроме того, будут оцениваться маркеры сердечной ишемии, фиброза и ангиогенеза. Дополнительная сыворотка, плазма и ДНК будут храниться при температуре -80 градусов по Цельсию для будущих возможных анализов.

6.1.2 Интерпретация исследования

Учитывая, что сосуды будут полностью установлены, коллатеральные артерии и любой инфаркт миокарда у пациентов с хронической окклюзией не будут экспрессировать рецепторы αvβ3 и αvβ5 и будут действовать как отрицательный контроль. Мы также ожидаем, что пациенты с острым инфарктом миокарда и полной окклюзией коронарной артерии без сосудов будут иметь более интенсивное поглощение 18F-флуциклатида как на 14-й, так и на 63-й день из-за большей ранней неоваскуляризации и более обширного инфаркта. Пациенты с полной реваскуляризацией, вероятно, будут иметь умеренный ангиогенез и фиброз, поэтому мы ожидаем менее интенсивное поглощение 18F-флуциклатида в обе временные точки. Хотя у нас не будет компаратора гистологии, магнитно-резонансная томография сердца предоставит нам данные о распространенности инфаркта миокарда (14-й день) и фиброза (6-12 месяцев), функции левого желудочка, степени перфузии миокарда и наличии обструкции микрососудов. Мы также оценим всю группу инфаркта (n = 30), чтобы определить, коррелирует ли степень поглощения 18F-флуциклатида с магнитно-резонансными показателями функции левого желудочка и ремоделированием после инфаркта.

Мы намерены использовать изображения, полученные от 10 здоровых людей соответствующего возраста и пола, набранных в ходе параллельного исследования под названием «Идентификация in vivo ангиогенеза и фиброза при аортальном стенозе с помощью позитронно-эмиссионной томографии» (R&D 2012/R/CAR/23, REC 12/SS/0204). Они будут действовать как отрицательные контроли в качестве компараторов для здорового миокарда. Аналогичное исследование включало использование радиофармпрепарата 18F-флуциклатида у пациентов с аортальным стенозом. Эти пациенты прошли одно сканирование КТ-ПЭТ и МРТ с оценкой позднего усиления гадолинием и дали согласие на использование своих данных в этом текущем исследовании.

6.2 Аангиогенез при атеросклерозе аорты

Пациенты с острым инфарктом миокарда будут иметь высокую распространенность сопутствующего атеросклероза аорты. В стипендии доктора Двека мы смогли использовать эту связь и провести вторичный анализ поглощения 18F-фторида натрия при атеросклерозе аорты и коронарных артерий [Dweck et al, 2012b]. Это привело к некоторым очень инновационным открытиям, которые помогли нам понять атеросклероз и роль кальцификации.

6.2.1 График исследования

Мы будем использовать наборы данных, полученные от пациентов, описанных выше, для изучения поглощения 18F-флуциклатида в грудной аорте. Атеросклероз будет выявлен с помощью компьютерной томографии и магнитно-резонансных изображений грудной клетки, полученных во время сканирования исследования. Никакого дополнительного получения изображения не потребуется. Это предоставит экспериментальные данные для информирования последующих специализированных исследований, посвященных остро воспаленным атеросклеротическим бляшкам, таким как пациенты с недавними транзиторными ишемическими атаками или инсультами, связанными с поражением сонных артерий.