Niektórym pacjentom z zaawansowaną niewydolnością serca może pomóc wsparcie w postaci urządzenia wspomagającego lewą komorę serca (CF-LVAD), które pomaga podtrzymywać jego funkcje. Jednak pomimo postępów w zarządzaniu komplikacjami związanymi z użyciem tych urządzeń, udar mózgu wciąż pozostaje poważnym skutkiem ubocznym po ich implantacji.
Zespół badaczy postawił sobie za cel znalezienie sposobu przewidywania ryzyka wystąpienia udaru po implantacji CF-LVAD. Wczesne wykrycie i zarządzanie tym zagrożeniem ma kluczowe znaczenie dla poprawy wyników leczenia pacjentów.
Rola mitochondriów w ryzyku udaru
Mitochondria, czyli struktury komórkowe dostarczające energii potrzebnej do funkcjonowania komórek, odgrywają istotną rolę w przypadku udarów mózgu. W poprzednich badaniach wykazano, że obniżone poziomy białek mitochondriów OxPhos w komórkach białych krwinek mogą być powiązane z nasileniem choroby. To właśnie ta zależność skłoniła naukowców do przeanalizowania, czy poziomy OxPhos w białych krwinkach mogą pomóc przewidzieć ryzyko udaru u pacjentów po implantacji CF-LVAD.
W najnowszym badaniu opublikowanym w ASAIO Journal, zespół badawczy z Baylor College of Medicine, pod kierownictwem dr. Nandana Mondala, postanowił dokładniej przyjrzeć się tej zależności. Pierwszym autorem pracy jest Jacob P. Scioscia, student medycyny w tej samej uczelni, który zdobył wiedzę i doświadczenie w badaniach dzięki programowi SOAR. Program ten wspiera studentów w zdobywaniu doświadczeń badawczych, a Scioscia miał okazję połączyć swoje zainteresowania kardiochirurgią i uczeniem maszynowym, co zaowocowało współpracą z zespołem Mondala.
Badanie pacjentów z CF-LVAD
Zespół przeprowadził badania na próbie 50 pacjentów z implantowanym CF-LVAD. W grupie tej, 25 pacjentów doświadczyło udaru przed wszczepieniem urządzenia, a 25 nie miało wcześniejszych epizodów udarowych. Naukowcy pobrali próbki krwi przed i po implantacji urządzenia, a następnie zmierzyli poziomy białek OxPhos w białych krwinkach.
Ogromna ilość danych uzyskanych z badań wymagała wsparcia technologii uczenia maszynowego, które pomogło zidentyfikować sześć kluczowych czynników prognostycznych, wiążących się z ryzykiem udaru po implantacji. „Obniżenie poziomu białek OxPhos okazało się powiązane z większym ryzykiem wystąpienia nowego udaru po implantacji” – wyjaśnił Scioscia.
Wyniki i wnioski
Wyniki badania pokazują po raz pierwszy istnienie dysfunkcji mitochondriów w białych krwinkach pacjentów z zastoinową niewydolnością serca, którzy przeszli udar, nawet przed implantacją CF-LVAD. Poziomy białek OxPhos były niższe zarówno przed, jak i po implantacji u pacjentów, którzy mieli wcześniej udar, w porównaniu do tych, którzy nie mieli udaru.
Badacze sugerują, że zmiany w poziomach białek OxPhos mogą służyć jako wskaźniki pomagające przewidzieć ryzyko wystąpienia nowych udarów po implantacji CF-LVAD. „Praca z dr. Mondalem i jego zespołem była niezwykle ekscytująca. Łączenie wyników eksperymentalnych z modelowaniem uczenia maszynowego pozwoliło nam z wysoką precyzją przewidywać ryzyko progresji udaru” – stwierdził Scioscia.
Perspektywy na przyszłość
Dr Mondal podkreśla, że badania są jednym z kroków na drodze do odkrycia wskaźników mogących przewidywać ryzyko udaru po implantacji CF-LVAD. Naukowcy planują kontynuować swoje badania na większej grupie pacjentów i przez dłuższy okres obserwacji, aby sprawdzić, czy wyniki mogą być szerzej stosowane.
Wyniki takich badań mogą umożliwić lekarzom i chirurgom wcześniejsze przewidywanie komplikacji oraz podejmowanie odpowiednich działań zapobiegawczych jeszcze przed implantacją CF-LVAD. To odkrycie może potencjalnie zmienić standard opieki nad pacjentami z zaawansowaną niewydolnością serca, minimalizując ryzyko powikłań i poprawiając wyniki leczenia.
Współpraca i wsparcie finansowe
W badaniu udział wzięli również inni naukowcy z Baylor College of Medicine, Rice University oraz Texas Heart Institute. Wsparcie finansowe zostało zapewnione przez granty badawcze z Baylor College of Medicine oraz programy BCM-INSTINCT i Rice University ENRICH.
Te najnowsze badania to krok w stronę lepszego zrozumienia mechanizmów ryzyka udaru u pacjentów z implantowanym CF-LVAD i mogą otworzyć nowe ścieżki dla rozwoju medycyny w tej dziedzinie.
