Vaskulär senescens och aterosklerotisk placksårbarhet (VICTORIA)

Bakgrund - Processen med kronologisk åldrande bidrar signifikant till strukturella och funktionella förändringar inom kärlsystemet, och framstår som en viktig riskfaktor för aterosklerotisk sjukdom och akuta trombotiska händelser [1,2]. Dessutom kan åldersrelaterad vaskulär försämring påverkas av livsstilsval, miljöfaktorer och yttre stimuli, vilket resulterar i en gradvis nedgång i vaskulär integritet och funktionalitet [3,4].

För att identifiera potentiella mål för terapeutisk intervention för att fördröja eller vända de skadliga konsekvenserna av vaskulärt åldrande, är det avgörande att bättre förstå de cellulära och molekylära mekanismerna för vaskulärt åldrande samt att bättre definiera hur miljöfaktorer kan påskynda processen [3 -5].

Under de senaste decennierna har DNA-skador – både telomeriska och icke-telomeriska, tillsammans med mitokondriella försämringar – dykt upp som en avgörande utlösare i vaskulärt åldrande och utvecklingen av ateroskleros [4-11]. En mängd bevis stöder närvaron av oxidativa DNA-lesioner, telomernötning och mitokondriell DNA-skada i både experimentella modeller och humana plackprover [12-17], såväl som i perifera celler hos individer med åderförkalkning [9,18-21 ].

Dessutom är det allt tydligare att genomisk instabilitet direkt kan påverka vaskulär cellulär funktion genom att utlösa signalvägar som leder till en mängd patofysiologiska förändringar. Dessa förändringar omfattar inflammation, apoptos, autofagi och i slutändan cellulär senescens, som kännetecknas av utsöndringen av den "ålderdomsassocierade sekretoriska fenotypen" (SASP). [4-11]. Det robusta mekanistiska sambandet mellan DNA-skada och cellulärt åldrande understryker DNA-skada som en främsta kandidat för den primära orsaken till åldrande [22]. Inriktning på DNA-skador och dess mekanistiska korrelat kan ge en logisk grund för utvecklingen av enhetliga insatser som syftar till att mildra åldersrelaterad dysfunktion och sjukdom [22].

Ändå förblir de exakta mekanismerna som kopplar DNA-skada till SASP i vaskulära celler, liksom dess roll i patogenesen av ateroskleros och sårbart aterom, svårfångade.

Nya bevis understryker ömsesidig överhörning mellan telomerdysfunktion och mitokondriell dysmetabolism i processen av cellulär senescens [23-26], vilket betonar behovet av att ytterligare belysa denna komplexa och intrikata koppling, vilket kan öppna nya potentiella terapeutiska strategier för åldersrelaterad sjukdom [27] .

Ytterligare studier är motiverade för att förstå de underliggande mekanismerna genom vilka mitokondriell dysfunktion påverkar telomerlängden och vice versa, och hur deras samspel bidrar till processen för vaskulär åldrande [26].

Vi antar att komplexa molekylära mekanismer som kopplar samman telomerdysfunktion, mtDNA-skada och icke-kodande RNA-avreglering är involverade i processen för vaskulärt åldrande, vilket främjar utvecklingen och progressionen av ateroskleros. Följaktligen kan perifera åldringsmarkörer för genetisk skada och icke-kodande RNA vara användbara för att karakterisera utvecklingen av ett sårbart plack i skyldiga kärl och för att förbättra patienters prognos.

Syfte - De specifika syftena med föreliggande förslag är: 1) att undersöka sambandet mellan perifera markörer för cellåldring [telomerlängd (LTL) och innehåll av mitokondrie-DNA (mtDNAcn)] och icke-kodande RNA-avreglering (lncRNA TERRA, MitomiR) i de olika spektra av angina pectoris (stabil angina, instabil, NSTEMI och STEMI) och 2) för att utvärdera deras samband med allvarliga kardiovaskulära händelser (MACE) inom 12 månader efter inskrivningen.

Patienter med hjärtchock, kongestiv hjärtsvikt, njursjukdom i slutstadiet och bypass-transplantat kommer att uteslutas. En noggrann utvärdering av plackmorfologin kommer att erhållas för patienter som kommer att screenas för optisk koherenstomografi (OCT) undersökning eller intravaskulär ultraljud (IVUS) av den skyldige artären.

Studiedesign - Prospektiv, icke-randomiserad observationsstudie med ett centrum. Prov och datainsamling - Ett perifert blodprov (cirka 10 ml) kommer att samlas in i varje patient innan den genomgår diagnostiska eller terapeutiska angiografiprocedurer och används för extraktion av DNA och/eller RNA. En biobank med andra biologiska prover (helblod, plasma, serum, koagel, PBMC) kommer att upprättas. Ungefär 12 månader efter inskrivningen kommer en klinisk uppföljning att göras för alla patienter som ingår i studien genom ett rutinmässigt läkarbesök eller telefonintervju för att utvärdera negativa kardiovaskulära händelser (MACE - död, hjärtinfarkt eller behov av efterföljande revaskulariseringar).

Bestämning av biomarkörer - LTL och mtDNAcn mäts efter DNA-extraktion från blodleukocyter, medan lnc-RNA TERRA och mitomiR, efter RNA-extraktion från blodleukocyter, och analyseras med realtids-PCR-tekniker.

Provstorlek - För att upptäcka en medeleffektstorlek (f = 0,25) i skillnaden mellan medel-LTL-värdet mellan grupperna, uppskattar vi att en provstorlek på minst 232 totala patienter krävs, med en alfanivå på 0,05 och en power på 90 % eller högre. Med en avhopp på 10 % bör det totala antalet patienter som ska inskrivas vara minst 260.

Statistisk analys - Normalfördelningen av data kommer att testas med Kolmogorov-Smirnov-testet.

Kontinuerliga variabler kommer att presenteras som medelvärde, standardavvikelse, median, första och tredje kvartil. Kategoriska variabler kommer att uttryckas som siffror och procentsatser.

Jämförelser mellan två grupper kommer att utföras med hjälp av Students t-test för oberoende urval för kontinuerliga variabler, och chi-kvadrattestet eller Fishers exakta test för kategoriska. Jämförelser mellan fler än två grupper kommer att testas med envägsvariansanalysen (ANOVA) följt av Bonferroni post-hoc-tester för 2-gruppsjämförelser. Om antagandet om normalitet för datafördelningen inte är uppfyllt, kommer motsvarande icke-parametriska tester att användas. Pearson- eller Spearman-koefficienten kommer att beräknas för att undersöka korrelationen mellan variablerna på ett univariat sätt. Händelsefria överlevnadskurvor kommer att konstrueras med hjälp av Kaplan-Meier-modellen och testas med log-rank test mellan olika grupper. Den univariata och multivariata Cox proportionella riskmodellen kommer att användas för att identifiera det prediktiva värdet för varje variabel mot MACE-händelsen; data kommer att uttryckas med HR och deras 95 % konfidensintervall.

Referenser

1. Hamczyk MR, et al. Biologiskt kontra kronologiskt åldrande. J Am Coll Cardiol. 3 mars 2020;75:919-30.
2. Liberale L, et al. Rollen av vaskulärt åldrande i aterosklerotisk plackutveckling och sårbarhet. Curr Pharm Des. 2019;2:3098-111.
3. Liu Y et al. Exponering för miljöföroreningar: En potentiell bidragsgivare till åldrande och åldersrelaterade sjukdomar. Environ Toxicol Pharmacol. 2021;83:10357.
4. Climie RE, et al. Vaskulärt åldrande hos ungdomar: en uppmaning till handling. Hjärta Lung Circ. 2021;30:1613-26.
5. Ungvari Z, et al. Mekanismer för vaskulärt åldrande, ett gerovetenskapligt perspektiv: JACC Focus Seminar. J Am Coll Cardiol. 2020 mars 3;75(8):931-941
6. Andreassi MG. Koronar ateroskleros och somatiska mutationer. Mutat Res. 2003;54367-8.
7. Mahmoudi M, et al. DNA-skada och reparation vid ateroskleros. Cardiovasc Res. 2006;71:259-68.
8. Madamanchi NRwt al. Mitokondriell dysfunktion vid ateroskleros. Circ Res. 2007;100:460-73.
9. Andreassi MG. DNA-skador, vaskulär åldrande och åderförkalkning. J Mol Med (Berl). 2008;86:1033-43.
10. Uryga A, et al. DNA-skada och reparation vid kärlsjukdom. Annu Rev Physiol. 2016;78:45-66
11. Bautista-Niño PK, et al. DNA-skada: en huvuddeterminant för vaskulärt åldrande. Int J Mol Sci. 2016;17:748.
12. Ballinger SW, et al. Väteperoxid- och peroxinitrit-inducerad mitokondriell DNA-skada och dysfunktion i vaskulära endotelceller och glatta muskelceller. Circ Res 2000;86:960-6.
13. Minamino T, et al. Endotelcellernas åldrande i human ateroskleros: telomers roll vid endoteldysfunktion. Omlopp. 2002;105:1541-4.
14. Matthews C, Gorenne I, Scott S, Figg N, Kirkpatrick P, Ritchie A, Goddard M, Bennett M. Vaskulära glatta muskelceller genomgår telomerbaserad senescens i mänsklig ateroskleros: effekter av telomeras och oxidativ stress. Circ Res. 2006; 99: 156-64
15. Durik M, et al. Nukleotidexcisions-DNA-reparation är associerad med åldersrelaterad vaskulär dysfunktion. Omlopp. 2012; 126:468-78

16. Yu E, et al. Mitokondriell DNA-skada kan främja ateroskleros oberoende av reaktiva syrearter genom effekter på glatta muskelceller och monocyter och korrelerar med plack med högre risk hos människor. Omlopp. 2013;128:

    702-12.

17. Ataei Ataabadi E et al. Vaskulära åldrande egenskaper orsakade av selektiv DNA-skada i glatt muskelcell. Oxid Med Cell Longev. 2021;2021:2308317.
18. Vecoli C, et al. Prognostiskt värde för mitokondriell DNA4977-deletion och mitokondriellt DNA-kopiatal hos patienter med stabil kranskärlssjukdom. Åderförkalkning. 2018;276:91-97.
19. Vecoli C, et al. Oberoende och kombinerade effekter av telomerförkortning och mtDNA 4977-deletion på långtidsutfall hos patienter med kranskärlssjukdom. Int J Mol Sci. 2019;20:5508.
20. Dan K, et al. Deoxiribonukleinsyrareparationsaktivitet är associerad med läkt koronar plackruptur genom optisk koherenstomografi. J Cardiovasc Transl Res. 2019;12:608-10.
21. Andreassi MG, et al. Mikronukleusanalys för att förutsäga kranskärlssjukdom: En systematisk översikt och metaanalys. Mutat Res Rev Mutat Res. 2021;787:108348.
22. Schumacher B, et al. DNA-skadornas centrala roll i åldringsprocessen. Natur. 2021;592:695-703.
23. Sahin E, et al. Åldringsaxel: telomerer, p53 och mitokondrier. Nat Rev Mol Cell Biol. 2012;13:397-404.
24. Sahi E, et al. Telomerdysfunktion inducerar metabolisk och mitokondriell kompromiss Nature 2011;470: 359-65.
25. Fang EF, et al. Nukleär DNA-skada signalerar till mitokondrier i åldrande Nat Rev Mol Cell Biol. 2016;17:308-21.
26. Vecoli C, et al. De molekylära biomarkörerna för vaskulärt åldrande och ateroskleros: telomerlängd och mitokondriell DNA4977 vanlig deletion. Mutat Res. 2020;784:108309.
27. Gao X, et al. Telomerer och mitokondriell metabolism: implikationer för cellulär senescens och åldersrelaterade sjukdomar. Stamcell Rev Rep. 2022;18:2315-27.