NIRS-IVUS katetrizační vyšetřovací metoda kombinující blízkou infračervenou spektroskopii a intravaskulární ultrazvuk (z anglického near-infrared spectroscopy a intravaskulární ultrazvuk). PCI perkutánní koronární intervence (z anglického perkutánní koronární intervence) PCR polymerázová řetězová reakce (z anglického polymerase chain reaction).
Patofyziologie aterosklerózy
Další akumulace acelulárního materiálu bohatého na lipidy v intimě má za následek její patologické ztluštění (Bentzon et al., 2014). V tomto pokročilém aterosklerotickém plátu dochází pod vlivem růstových faktorů k neovaskularizaci z vasa vasorum (Bentzon et al., 2014).
Vulnerabilní aterosklerotický plát
Kolagen není viditelný v oblasti prasknutí kalcifikovaného nekrotického jádra (červená šipka), zatímco kolagen je přítomen (modrá šipka) v místě obou ramen plaku (upraveno podle Sato et al., 2022). Vzhledem k vzácnosti tohoto nálezu není jeho patofyziologie dobře popsána (Virmani et al., 2000; Sakamoto et al., 2018).
Biomarkery
Takto jsou definovány například reaktanty akutní fáze, mezi které patří sérový amyloid A (SAA) a především hladina komplementu reaktivního proteinu (hs-CRP) stanovená vysoce citlivým testem (Tibaut et al., 2019) . Další možností, která byla zkoumána, je stanovení hladin jednotlivých cytokinů (inteleukinů, TNF-α, MCP-1) (Tibaut et al., 2019).
Zobrazovací metody
Blízká infračervená spektroskopie
Následně byla in vivo potvrzena možnost koronární detekce plaků s velkým lipidovým jádrem pomocí NIRS-IVUS (Waxman et al., 2009). Ve studii ASTEROID bylo prokázáno statisticky významné (i když v absolutním vyjádření malé) snížení rozsahu plaku pomocí IVUS po 2 letech podávání vysokých dávek rosuvastatinu (40 mg denně) (Nissen et al., 2006).
Endoteliální smykové tření jako marker vulnerabilního aterosklerotického plátu
Právě v této oblasti dochází k destabilizaci a ruptuře aterosklerotických plátů (upraveno podle Lee a Chiu, 2019 a Wentzel et al., 2012). Navíc vlivem MMP dochází k postupné degradaci vazivového obalu, který nakonec způsobí rupturu aterosklerotického plátu (Wang et al., 2016).
Hypotéza 1
Hypotéza 2
Cíle práce
Autoři popsali možnou vazbu mezi touto molekulou a supresorem cytokinového signalizačního proteinu 1 (SOCS1), inhibitorem dráhy Janus kináza/převodník signálu s aktivátorem transkripce (JAK/STAT) (Zhao et al., 2016).
Obecné metodické přístupy a definice
Definice
Stabilní ischemická choroba srdeční - Pro účely naší studie byli pacienti se stabilní ischemickou chorobou srdeční definováni jako pacienti s klinickými známkami ischemie při námaze a alespoň jednou angiograficky významnou stenózou epikardiální koronární tepny. Akutní koronární syndrom - v rámci práce je chápán jako průkaz akutního uzávěru nebo stenózy koronární tepny na koronarografii v rámci klinického a/nebo. Významná karotická stenóza - zúžení a. carotis interna o 50 % oproti referenční části, pokud je stenóza symptomatická a o 70 % u asymptomatické stenózy.
Katetrizační metody
- Selektivní koronární angiografie
- Perkutánní koronární intervece
- Karotický stenting
- Zobrazení pomocí NIRS-IVUS
Nejprve jsme zajistili přístup k postižené karotické tepně pomocí 7 nebo 8 French vodícího katétru nebo 6 French vodivého sheathu. Po umístění stentu následovalo zobrazení NIRS-IVUS (viz níže), které nám poskytlo další informace o povaze stenózy. NIRS-IVUS zobrazení jsme prováděli vždy mezi jednotlivými kroky výkonu, abychom mohli sledovat jejich vliv na složení karotického plátu.
Vyšetření pomocí NIRS-IVUS je obecně doplňkové zobrazování prováděné za účelem zlepšení nálezů z SKG, může pomoci optimalizovat výše popsané intervence a poskytlo cenné vědecké údaje v naší studii. Samotný systém se skládá z katétru s 3,2 Frenchovou sondou, který umožňuje simultánní zobrazování pomocí obou modalit. Při tomto zobrazení se hrot sondy automaticky otáčí rychlostí 240 otáček za minutu, takže je možné jak ultrazvukovou sondou, tak laserovou sondou NIRS zobrazit celý lumen cévy ve vyšetřované oblasti.
Statistická analýza
Experiment 1 - MikroRNA-331 a mikroRNA-151-3p jako biomarkery u pacientů s
Přehled designu studie
Na základě výsledků screeningu a literárních poznatků jsme vybrali 12 miR, které byly dále validovány v observační části studie na celé populaci 60 pacientů.
Skríningová fáze studie
Testovali jsme miR z celkové RNA pomocí komerčně dostupných mikroRNA karet TaqMan Array (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) (obr. 7). Ty sloužily jako kontroly po dobu odběru a jejich negativita měla potvrzovat, že miR studie jsou v krvi detekovány velmi brzy a jejich původ by mohl být v samotné rozštěpené VP. Nakonec jsme provedli qPCR pomocí karet TaqMan Array Human MicroRNA A+B (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) s TaqMan Universal PCR Master Mix, bez AmpErase UNG (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) podle poskytnutého protokolu výrobcem.
Jako kontroly pro včasnost odběru vzorků jsme vybrali miR-208 a miR-499, které jsou podle předchozích studií spojeny s nekrózou myokardu (Li et al., 2015). Nakonec jsme vybrali miR-191 a miR-223, které jsou spojeny s aktivací krevních destiček, abychom potvrdili tvorbu koronárního trombu v důsledku infarktu myokardu typu 1 (Pordzik et al., 2018). 2 - Přehled vybraných miR na základě výsledků screeningové fáze studie pro další validaci v celé populaci 60 pacientů zařazených do studie, observační fáze studie.
Observační fáze studie
- Charakteristika souboru
- Nemocniční fáze zpracování vzorků
- Laboratorní fáze zpracování vzorků
Ihned po odběru byly vzorky plné krve centrifugovány při 1000 g po dobu 10 minut, aby se oddělila plazma od červených krvinek. Vzorky byly poté pipetovány do zkumavek bez DNázy a RNázy a znovu centrifugovány při 2000 g po dobu 15 minut, dokud nebylo ze. Vzorky periferní žilní krve byly odebírány do 9ml EDTA zkumavek od pacientů se STEMI při příjmu do nemocnice.
Byl přenesen do specializovaných zkumavek bez Dnasy a Rnasy a poté byla provedena další centrifugace při 2000 g po dobu 15 minut, aby se oddělily krevní destičky. Pacienti se STEMI byli léčeni heparinem před přijetím do nemocnice a tedy před odběrem krve. Z tohoto důvodu jsme nejprve inkubovali všechny vzorky STEMI s 0,3 U Flavobacterium heparinázy I (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) na 10 ng celkové RNA při 26 °C po dobu 1 hodiny před zahájením reverzní transkripce, podle protokol publikovaný Li a kolegy (Li et al., 2016).
Experiment 2 - Blízká infračervená spektroskopie spojená s intravaskulárním ultrazvukem
V rámci této studie jsme hodnotili 40 mm dlouhý segment tepny u každého pacienta na základě dat získaných při vstupním zobrazení před predilací léze (Štěchovský et al., 2016). V této studii byla data vyhodnocována offline přímo ve vyšetřovací konzoli pomocí specializovaného softwaru TVC (Infraredx a Nipro, Bedford, MA, USA) (Štěchovský et al., 2016). Dále jsme určili referenční plochu lumen (LumenCSAref) jako nejdistálnější snímek, na kterém bylo ještě možné hodnotit jak kontury, tak i tzv.
Experiment 3 - Analýza složení karotického plátu pomocí intravaskulární spektroskopie
Design studie a charakteristika souboru
50. ml/min/1,73 m2), těžké srdeční selhání, aktivní krvácení, intrakraniální krvácení nebo pokud měli intraluminální trombus prokázaný angiografií nebo CT.
Metodika zobrazení
Dále byl proveden sběr dat NIRS-IVUS pomocí 60 mm dlouhého automatického retrográdního podavače katetru (panel D).
Analýza NIRS-IVUS dat
Získaná data IVUS byla analyzována poloautomatickým programem a byla zkontrolována poloha maximální stenózy, definované jako nejmenší oblast lumen - MLA (panel B, MLA označeno červenou čárou). Pro účely dalšího srovnání s ohledem na ESS byl chemogram rozdělen na tři stejné části – proximální, střední a distální (panel D).
Experiment 1 - MikroRNA-331 a mikroRNA-151-3p jako biomarkery u pacientů s
- Charakteristika souboru
- Bezpečnost a proveditelnost
- Pozitivní kontroly - biomarkery akutních koronárních syndromů
- Biomarkery aktivace krevních destiček
- Biomarkery nekrózy myokardu
- Výsledky studijních mikroRNA
- MikroRNA-331
- MikroRNA-151-3p
Zvýšená exprese čtyř z nich (miR-146a, miR-145, miR-24 a miR-323p) u pacientů se STEMI potvrdila správnou metodiku odběru a zpracování krevního vzorku (převzato z Horváth et al., 2020b) . Podle očekávání jsme pozorovali statisticky významný nárůst exprese obou vybraných miR (miR-191 a miR-223) u pacientů se STEMI ve srovnání s oběma kontrolními skupinami. 14 - Obrázek ukazuje ilustrativní pohled na amplifikační křivky biomarkerů nekrózy myokardu u jednoho z pacientů se STEMI (miR-208 a miR-499).
Ze tří miR vybraných jako potenciální VP biomarkery na základě výsledků screeningové fáze studie byly hladiny dvou (miR-331 a miR-151-3p) významně zvýšeny u pacientů se STEMI. Exprese miR-331 ve studii byla statisticky významně zvýšena v periferní žilní krvi pacientů se STEMI ve srovnání s hladinami v obou kontrolních skupinách [STEMI vs. Jeho plazmatické koncentrace byly významně zvýšené u pacientů se STEMI ve srovnání s oběma kontrolními skupinami [STEMI vs.
Experiment 2 - Blízká infračervená spektroskopie spojená s intravaskulárním ultrazvukem
ROC analýza potvrdila dobrou senzitivitu a specificitu biomarkeru pro odlišení STEMI od obou kontrolních skupin (převzato z Horváth et al., 2020). Třicet šest (80 %) snímků s maximálním LCBI bylo do 10 mm od MLA a 30 (67 %) snímků s maximálním LCBI bylo proximálně k místu MLA nebo v něm. Maximální LCBI významně negativně korelovala s plochou průřezu lumen v místě maximálního LCBI (obr. 17D), ale ne s plakovou zátěží.
Korelace mezi stupněm stenózy vyjádřeným jako MLA a množstvím detekovaného lipidu kvantifikovaným jako LCBI ve 4 mm v místě MLA (panel C). Negativní korelace mezi průměrem tepny a maximálním LCBI v libovolném segmentu 4 mm (panel D) (upraveno podle Štěchovský et al., 2016).
Experiment 3 - Analýza složení karotického plátu pomocí intravaskulární spektroskopie
Charakteristika souboru
Bezpečnost a proveditelnost
Analýza dat z blízko-infračervené spektroskopie a intravaskulárního ultrazvuku
V této práci jsme se však pokusili přidat důležité informace, které by mohly pomoci pochopit patofyziologické procesy stojící za destabilizací VP. Právě z tohoto důvodu jsme se v našem výzkumu snažili držet schématu jakéhosi teoretického screeningového programu (obr. 18) a snažili jsme se VP popsat multimodálně jak pomocí biomarkerů, tak pomocí invazivních zobrazovacích metod. Na základě hodnocení konvenčních kardiovaskulárních rizikových faktorů (tabulky SCORE) je vybrána populace se zvýšeným kardiovaskulárním rizikem, pro kterou je stanovena hladina senzitivního a relativně specifického biomarkeru (např. miR).
U pacientů s pozitivním výsledkem přidáváme neinvazivní zobrazení tepenného povodí pro zjištění přítomnosti subklinických aterosklerotických změn (např. ultrazvuk karotid a CTCAG). Takto vybraní vysoce rizikoví pacienti jsou nakonec vyšetřeni pomocí invazivních zobrazovacích metod (např. nejdůležitější poznatky v této práci lze shrnout následovně: 1) Identifikovali jsme dva miR, jejichž plazmatické hladiny jsou u pacientů s akutním STEMI časně zvýšené a mohou být biomarkery. frakce TCFA;
Experiment 1 - MikroRNA-331 a mikroRNA-151-3p jako biomarkery u pacientů s infarktem
Pozitivní kontroly
Naše data jsou navíc poněkud jedinečná, protože jsme měli lépe definované skupiny pacientů ve srovnání s dříve publikovanými studiemi. V dříve publikovaných výzkumech byla pro zjednodušení náboru pacientů často používána obecnější definice AKS (Leistner et al., 2016; Soeki et al., 2015). Dalším faktem, který odlišuje současná data od předchozích výzkumů, je, že hladiny miR byly stanoveny ze vzorků periferní žilní krve a nikoli ze vzorků odebraných přímo z koronárních tepen nebo koronárních dutin (Leistner et al., 2016; Soeki et al., 2015) .
Biomarkery myokardiální nekrózy
Navíc všichni pacienti zahrnutí do této studie, včetně negativních kontrol, měli dobře definovanou koronární anatomii SKG a dobře definovaná klinická výchozí data. Všichni pacienti se STEMI měli akutní arteriální okluzi v důsledku akutní koronární trombózy potvrzené SKG.
Biomarkery aktivace krevních destiček
MikroRNA-331
Studie u pacientů s chronickou lymfocytární leukémií také zjistila zvýšené hladiny miR-331 (Zhao et al., 2016). Efektem tedy může být zvýšení účinku transdukční dráhy JAK/STAT, která má proaterogenní účinky (Zhao et al., 2016). Nedávno byl popsán účinek aktivace této signální dráhy na nadměrnou apoptózu pěnových buněk v pozdějších fázích vývoje VP (Zhao et al., 2021).
Vliv samotné miR-331 na rychlost apoptózy prostřednictvím signální dráhy PI3K/Akt byl popsán u kolorektálního a nazofaryngeálního karcinomu (Zhao et al., 2016; Zhang et al., 2021). Fan a kolegové zkoumali vztah mezi miR-331-3p a regulací buněk hladkého svalstva ve vzorcích intrakraniálního aneuryzmatu (Fan et al., 2020). Autoři popsali ochranný účinek miR-331-3p prostřednictvím negativní zpětné vazby vedoucí ke snížení exprese TNF-α a CD14 (Fan et al., 2020).
MikroRNA-151-3p
Zvýšená míra apoptózy a nedostatečná efferocytóza jsou klíčovými faktory progrese nekrotického jádra a rozvoje TCFA (Jebari-Benslaiman et al., 2022). Zdá se, že má významný vliv na endoteliální funkci, endoteliální proliferaci a angiogenezi prostřednictvím mechanismů, které ještě nejsou dobře pochopeny (Mahmoud et al., 2016). Tato data byla zatím první publikací o možnosti využít NIRS-IVUS ke studiu složení karotického plaku (Štěchovský et al., 2016).
Výsledkem je zvýšení ukládání lipidů, oxidativní stres a aktivace prozánětlivých drah (Wang et al., 2016; Hung et al., 2015). Všechny tyto jevy se podílejí na nežádoucích změnách složení extracelulární matrix a její postupné degradaci (Wang et al., 2016). Dalším důsledkem zvýšené produkce oxidu dusnatého je makrofágy zprostředkovaná apoptóza buněk hladkého svalstva v cévní stěně (Wang et al., 2016).
Nedávno publikovaná prospektivní studie popisuje podobný výsledek s NIRS-IVUS v koronárních tepnách (Shishikura et al., 2018). V předchozí části jsme popsali studii, ve které jsme dokumentovali bezpečnost a proveditelnost NIRS zobrazení v karotických tepnách (Štěchovský et al., 2016).
