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Background: Men and women with valvular heart disease have different risk profiles for clinical endpoints. Non-esterified fatty acids (NEFA) are possibly involved in cardio-metabolic disease. However, it is unclear whether NEFA concentrations are associated with physical performance in patients undergoing transcatheter aortic valve implantation (TAVI) and whether there are sex-specific effects. Methods: To test the hypothesis that NEFA concentration is associated with sex-specific physical performance, we prospectively analysed data from one hundred adult patients undergoing TAVI. NEFA concentrations, physical performance and anthropometric parameters were measured before and 6 and 12 months after TAVI. Physical performance was determined by a six-minute walking test (6-MWT) and self-reported weekly bicycle riding time. Results: Before TAVI, NEFA concentrations were higher in patients (44 women, 56 men) compared to the normal population. Median NEFA concentrations at 6 and 12 months after TAVI were within the reference range reported in the normal population in men but not women. Men but not women presented with an increased performance in the 6-MWT over time (p = 0.026, p = 0.142, respectively). Additionally, men showed an increased ability to ride a bicycle after TAVI compared to before TAVI (p = 0.034). NEFA concentrations before TAVI correlated with the 6-MWT before TAVI in women (Spearman’s rho −0.552; p = 0.001) but not in men (Spearman’s rho −0.007; p = 0.964). No association was found between NEFA concentrations and physical performance 6 and 12 months after TAVI. Conclusions: NEFA concentrations improved into the reference range in men but not women after TAVI. Men but not women have an increased physical performance after TAVI. No association between NEFA and physical performance was observed in men and women after TAVI.
The transcription factor EB (TFEB) promotes protein degradation by the autophagy and lysosomal pathway (ALP) and overexpression of TFEB was suggested for the treatment of ALP-related diseases that often affect the heart. However, TFEB-mediated ALP induction may perturb cardiac stress response. We used adeno-associated viral vectors type 9 (AAV9) to overexpress TFEB (AAV9-Tfeb) or Luciferase-control (AAV9-Luc) in cardiomyocytes of 12-week-old male mice. Mice were subjected to transverse aortic constriction (TAC, 27G; AAV9-Luc: n = 9; AAV9-Tfeb: n = 14) or sham (AAV9-Luc: n = 9; AAV9-Tfeb: n = 9) surgery for 28 days. Heart morphology, echocardiography, gene expression, and protein levels were monitored. AAV9-Tfeb had no effect on cardiac structure and function in sham animals. TAC resulted in compensated left ventricular hypertrophy in AAV9-Luc mice. AAV9-Tfeb TAC mice showed a reduced LV ejection fraction and increased left ventricular diameters. Morphological, histological, and real-time PCR analyses showed increased heart weights, exaggerated fibrosis, and higher expression of stress markers and remodeling genes in AAV9-Tfeb TAC compared to AAV9-Luc TAC. RNA-sequencing, real-time PCR and Western Blot revealed a stronger ALP activation in the hearts of AAV9-Tfeb TAC mice. Cardiomyocyte-specific TFEB-overexpression promoted ALP gene expression during TAC, which was associated with heart failure. Treatment of ALP-related diseases by overexpression of TFEB warrants careful consideration.
Background and Purpose
Development and progression of heart failure involve endothelial and myocardial dysfunction as well as a dysregulation of the NO-sGC-cGMP signalling pathway. Recently, we reported that the sGC stimulator riociguat has beneficial effects on cardiac remodelling and progression of heart failure in response to chronic pressure overload. Here, we examined if these beneficial effects of riociguat were also reflected in alterations of the myocardial proteome and microRNA profiles.
Experimental Approach
Male C57BL/6N mice underwent transverse aortic constriction (TAC) and sham-operated mice served as controls. TAC and sham animals were randomised and treated with either riociguat or vehicle for 5 weeks, starting 3 weeks after surgery, when cardiac hypertrophy was established. Afterwards, we performed mass spectrometric proteome analyses and microRNA sequencing of proteins and RNAs, respectively, isolated from left ventricles (LVs).
Key Results
TAC-induced changes of the LV proteome were significantly reduced by treatment with riociguat. Bioinformatics analyses revealed that riociguat improved TAC-induced cardiovascular disease-related pathways, metabolism and energy production, for example, reversed alterations in the levels of myosin heavy chain 7, cardiac phospholamban and ankyrin repeat domain-containing protein 1. Riociguat also attenuated TAC-induced changes of microRNA levels in the LV.
Conclusion and Implications
The sGC stimulator riociguat exerted beneficial effects on cardiac structure and function during pressure overload, which was accompanied by a reversal of TAC-induced changes of the cardiac proteome and microRNA profile. Our data support the potential of riociguat as a novel therapeutic agent for heart failure.
With more than 25 million people affected, heart failure (HF) is a global threat. As energy
production pathways are known to play a pivotal role in HF, we sought here to identify key metabolic
changes in ischemic- and non-ischemic HF by using a multi-OMICS approach. Serum metabolites and
mRNAseq and epigenetic DNA methylation profiles were analyzed from blood and left ventricular
heart biopsy specimens of the same individuals. In total we collected serum from n = 82 patients
with Dilated Cardiomyopathy (DCM) and n = 51 controls in the screening stage. We identified
several metabolites involved in glycolysis and citric acid cycle to be elevated up to 5.7-fold in DCM
(p = 1.7 × 10−6
). Interestingly, cardiac mRNA and epigenetic changes of genes encoding rate-limiting
enzymes of these pathways could also be found and validated in our second stage of metabolite
assessment in n = 52 DCM, n = 39 ischemic HF and n = 57 controls. In conclusion, we identified a
new set of metabolomic biomarkers for HF. We were able to identify underlying biological cascades
that potentially represent suitable intervention targets.
Obwohl Forschungsprojekte zum Thema Telemonitoring bei Herzinsuffizienzpatienten häufig an Krankenhäusern angegliedert sind und diese als Erbringer dieser Dienstleistung einige Vorteile aufweisen, gibt es bislang keine Evaluationen, die die Konsequenzen aus Sicht eines diese Leistung erbringenden Krankenhauses bewerten. Die Kenntnis der anfallenden Kosten und Effekte stellen jedoch eine unabdingbare Voraussetzung sowohl für eine Implementierung dieser Leistung über Forschungsprojekte hinaus als auch für Verhandlungen über mögliche Vergütungsformen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es folglich, am Beispiel eines Universitätsklinikums im ländlichen Raum die Kosten und Effekte einander gegenüberzustellen, die durch die telemonitorische Betreuung von Herzinsuffizienzpatienten entstehen. Die Kosten der Intervention wurden bestimmt. Die Effekte ergaben sich aus der monetären Bewertung von Veränderungen in den Outcomeparametern Fallzahl, Verweildauer und Zahl der Fallzusammenführungen, die zwischen Interventionspatienten und Kontrollpatienten einer prospektiven, randomisiert kontrollierten Studie gemessen werden konnten. Über deterministische Sensitivitätsanalysen wurde die Robustheit des Ergebnisses der Wirtschaftlichkeitsrechnung bestimmt. Unter den aktuellen Rahmenbedingungen und den getroffenen Annahmen ist die telemonitorische Betreuung der Herzinsuffizienzpatienten durch ein Krankenhaus betriebswirtschaftlich nicht sinnvoll. Dieses Ergebnis wurde in den meisten Szenarien der Sensitivitätsanalyse bestätigt. Dennoch sollten weitere, nicht primär monetäre Aspekte in die Entscheidung für oder gegen die Leistungserbringung durch ein Krankenhaus berücksichtigt werden.
Die Dilatative Kardiomyopathie ist eine multifaktoriell bedingte Erkrankung, bei der unter anderem immunologische Prozesse und Autoantikörper eine wichtige Rolle spielen. Für die Steuerung und Aktivierung von Immunreaktionen ist der FcγRezeptor IIa von wesentlicher Bedeutung. Sein auf einer Punktmutation an Position 131 der Aminosäurekette beruhender H/R131 - Polymorphismus bestimmt dabei maßgeblich die Rezeptoraffinität zu Immunglobulin G. Für eine Vielzahl von Autoimmunerkrankungen konnte bereits der Einfluss des FcγRezeptor IIa - H/R131 - Polymorphismus auf Manifestation und Krankheitsverlauf gezeigt werden. In der vorliegenden Untersuchung wurden 262 Patienten mit Dilatativer Kardiomyopathie hinsichtlich ihrer klinischen Krankheitsmanifestation in Abhängigkeit vom FcγRezeptor IIa - H/R131 - Polymorphismus untersucht. Für Patienten des Rezeptortyps RR131 konnten signifikant niedrigere Werte für NtproBNP, signifikant bessere echokardiographische Funktionsparameter sowie eine höhere Sauerstoffaufnahme zum Zeitpunkt der aerob-anaeroben Schwelle in der Spiroergometrie gefunden werden. Patienten des Rezeptortyps HH131 dagegen wiesen höhere NtproBNP-Werte, eine schlechteres echokardiographisches Outcome sowie schlechtere spiroergometrische Parameter auf. Die Rezeptorgruppe RH131 nahm jeweils die intermediäre Position ein. Somit konnte ein relevanter Einfluss des FcγRezeptor IIa - H/R131 - Polymorphismus auf die klinische Manifestation der Dilatativen Kardiomyopathie gezeigt werden. Zudem unterstreicht die vorliegende Untersuchung die Bedeutung antikörpervermittelter Prozesse bei der Genese der Erkrankung.
Bei Patienten mit DCM und Myokarditis sind Störungen der zellulären und humoralen Immunität bekannt. Im Serum dieser Patienten werden unterschiedliche zirkulierende kardiale Autoantikörper gefunden, die eine kardiodepressive Wirkung haben. Diese Autoantikörper können durch die Immunadsorption (IA) aus dem Plasma extrahiert werden. Es wurden die Einflüsse des durch die IA gewonnenen Eluates mit den darin enthaltenen Autoantikörpern von 10 DCM Patienten auf die Kontraktilität, die Herzfrequenz und den Koronarfluss an isolierten Rattenherzen zu untersuchen. Die Ergebnisse unserer Studie zeigen eine dosisabhängige Reduktion der systolischen und diastolischen Funktion im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die Koronarperfusion nahm sowohl in der Kontrollgruppe als auch, noch ausgeprägter, in der DCM-Gruppe ab. Die Herzfrequenz blieb in beiden Gruppen stabil. Hämodynamische Phänomene einer Herzinsuffizienz können somit durch Perfusion mit myokardialen Autoantikörpern imitiert werden. Jedoch können die bisher bekannten kardialen Antikörper die beobachteten in-vitro Effekte nicht komplett erklären.
Es besteht bei Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz eine umgekehrte proportionale Beziehung zwischen der unter Belastung gemessenen Atemeffizienz, ausgedrückt als VE/VCO2 slope, und der in Ruhe ermittelten Atemeffizienz, gemessen als endexspiratorischer Kohlendioxidpartialdruck. Die Ruheatemeffizienz chronisch Herzinsuffizienter unterscheidet sich signifikant von der bei gesunden Personen gemessenen Atemeffizienz. Im Gegensatz zu einem während einer Belastungsuntersuchung gewonnenen Parameter lässt sich die Ruheatemeffizienz jederzeit unter körperlicher Schonung des Patienten messen. Sie ist nicht von der Motivation des Patienten oder der Erfahrung des Untersuchers abhängig und kann nichtinvasiv innerhalb weniger Minuten mit nur minimalem Aufwand ermittelt werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Atemeffizienz in Ruhe ein Parameter zur nichtinvasiven Beurteilung der Prognose bei Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz ist.