eRapport

Calcification of heart valves: a new era of prevention and treatment

Prosjekt
Prosjektnummer
2013109
Ansvarlig person
Ingvar Jarle Vaage
Institusjon
Oslo universitetssykehus HF
Prosjektkategori
Postdoktorstipend
Helsekategori
Cardiovascular
Forskningsaktivitet
2. Aetiology
Rapporter
2016 - sluttrapport
Hovedformålet med prosjektet: kartlegge basale cellulære og molekylære mekanismer ved kalsifisering i hjerteklaffer. Delmålene var: 1. Etablere en in vitro modell for kalsifisering av celler fra hjerteklaffer 2. Studere hvordan de to celletyper i hjerteklaffer, endotelceller og interstitielle celler/fibroblaster kan påvirke hverandre i denne prosessen. 3. Studere hvordan inflammasjon, mekanisk stress, oksidativt stress kan påvirke kalsifiseringsprosessen. 4. Finne måter å hindre kalsifiseringsprosessen. Når det gjelder hovedmålet har vi gjort mye, men dette er meget kompliserte prosesser og betydelig arbeid gjenstår. Det viktigste som har funnet sted, er at vi har etablert gode modeller for å studere kalsifiseringen in vitro. Her har vi påvist at inflammasjon og mekanisk stress påvirker, men arbeid gjenstår for å beskrive dette i detaljer og ha en mer komplett oversikt over mekanismene. Men vi har gode modeller for screening av mulige inhibitorer og vi har allerede preliminære data på noen her. Arbeidet i dette prosjektet med HSØ finansieringen var meget viktig for å legge et solid metodologisk grunnlag for videre arbeid innen feltet. Arbeidet fortsetter med annen finansiering i en noe annen form med en doktorgrad student og vi skal til å inkludere ytterligere en PhD student. Videre har vi et vel etablert internasjonalt samarbeid og vi skal til å teste ulike inhibitorer i samarbeid med industri som kan vi patenter og praktisk – klinisk betydning. Konklusjon: Arbeidet har så langt gitt mye metodologisk, gitt basale kunnskaper og vi er inn i en mer praktisk fase. En videreføring av prosjektet som er i gang kan muligens/sannsynligvis føre til patent(er). Prosjektet er et typisk translasjonsprosjekt, og den initiale delen som nå er avsluttet er basalvitenskap. Prosjektet går imidlertid videre i annen form. Dersom vi kommer fram der vi håper, vil det medføre færre hjerteoperasjoner for sykdom med forkalkning i hjerteklaffer.
2015
Ved bruk av celler fra humane aortaklaffer studeres de cellebiologiske og molekylærbiologiske mekanismer som utløser degenerasjon og forkalkning av hjerteklafferI dette arbeidet studerer vi kulturer av endotelceller og interstitielle celler (fibroblaster) fra humane aortaklaffer som tas ut under kirurgi. Vi har også ko-kulturer av disse for å studere hvordan de interagerer. Cellene er fra syke og forkalkede klaffer som fra operasjonsstuen tas direkte til laboratoriet for isolering av celler. Vi får kontroller med friske klaffer fra hjerter som tas ut av mottagere for hjertetransplantasjon. Cellene utsettes for ulike stimuli som stress, strekk, inflammasjon og osteogent medium. Vi arbeider også med å utvikle en musemodell for aortaklaff sykdom ved hjelp av bestråling (samarbeid med Fysisk Institutt, UiO), videre har vi prosjekter på gang for å finne måter til å hindre forkalkningen som vi finner i cellekulturer. Vi har allerede flere måter å stoppe kalsifiseringen på. Dette er høyinteressant, kan ha betydelig impakt og forfølges i nye studier. Ytterligere arbeid vil bl.a. studere mitokondriefunksjon i kalsifiseringsprosessen. I arbeidet har det hittil vært store mengder metodeutvikling, hvilket medfører at vi nå skriver en metodeartikkel. Samtidig er det ikke slik at et arbeid blir gjort unna og så startes det neste. Tilgang på hjerteklaffer er et nåløye slik at celler i kultur fra en klaff går inn i ett flere prosjekt. Dette betyr at flere prosjekter avsluttes nesten samtidig og flere tilhørende artikler vil komme nesten samtidig. Vi har kartlagt en rekke måter og mekanismer som induserer forkalkning i hjerteklaffene. samtidig arbeider vi også med måter å blokkere disse
2014
Prosjekter karakteriserer de cellebiologiske og molekylære mekanismer bak degenerasjon og forkalkning av hjerteklaffer. Dette åpner muligheter for ny behandling og beskyttelse mot sykdommer i hjerteklaffer.NY BEHANDLING AV FORKALKEDE HJERTEKLAFFER Bakgrunn Dette er et multisenter forskningsprogram som inkluderer avdelinger og institusjoner ved Oslo Universitetssykehus og Universitetet i Oslo, samt et tett samarbeid med St Petersburg (Russland). Programmet er translasjonsforskning som knytter kardiologi og hjertekirurgi opp mot eksperimentelle studier i mus, molekylærbiologi og cellebiologi. I dag er behandling av syke hjerteklaffer i de fleste tilfeller implantasjon av en hjerteklaffprotese som enten er mekanisk (behøver livslang antikoagulasjonsbehandling) eller biologisk (som degenererer og forkalkes etter 10-15 år). Dette er å erstatte en sykdom med en annen! I de senere år er det blitt kjent at forkalkningen er en aktiv biologisk prosess som innebærer genaktivering med endret cellefenotype. Formål: Kartlegge cellebiologiske og molekylære forandringer i forkalkede aortaklaffer. Metoder: Biobank med aortaklaffer, genmanipulerte mus, cellekulturer, avanserte cellebiologiske og molekylærbiologiske metoder. I året som har gått er det utviklet avansert e cellekulturer med flere celletyper fra humane hjerteklaffer sammen. Det studeres en rekke egenskaper hos dette i normale hjerteklaffer samt hvordan de har endret seg i forkalkede hjerteklaffer. Videre studeres hvordan de ulike celletyper i en hjerteklaff påvirker hverandre i prosessen mot forkalkning. Videre arbeides ammen med forskere på Fysisk Institutt, Universitetet i Oslo å utvikle en modell for forkalkede hjerteklaffer hos mus forårsaket av stråling. Vitenskapelig betydning Dersom de molekylære mekanismer av klaffeforkalkning kartlegges, kan dette bidra til nye terapeutiske muligheter for å stoppe eller til og med delvis reversere degenerasjon av hjerteklaffer og således sterk redusere behovet for kirurgi.
2013
Formålet med studien er: 1. Å analysere de molekylære mekanismer som ligger bak forkalkning av hjerteklaffer. Dette kan muliggjøre medikamenter som kan stoppe eller reversere forkalkningsprosessen. 2. Delta i utviklingen av hjerteklaffproteser som består av levende vev. Disse behøver ikke blodfortynnende midler og har evne til å vokse (hos barn).Som initiator av forkalkning er en hypotese at endotelcellene i samspill med klaffenes interstitielle celler kan initiere en omdannelse av cellene fenotyper i retning av a osteogenetisk fenotype. Dette året har først og fremst vært preget av store utfordringer med metodeutvikling, langt mindre med resultater. Metoder Endotelcellekulturer har blitt utsatt for ulike stimuli, slik som anoksi – reoksygenering, oksygen-deriverte frie radikaler samt mekanisk stress. Deretter ekspresjon av en rekke relevante gener blitt undersøkt med PCR og immunoblotting (Western blots). Videre er det arbeidet med å etablere kokulturer av endotelceller og fibroblaster (begge fra navlestreng). Postdoc Arkady Rutkovskiy tilbrakte i den anledning 10 dager ved Cornell University i New York hos professor Jonathan Butcher som er en verdenskapasitet innen basalforskning i feltet biomineralisering. Vi har nå etablert et samarbeid med professor Butcher og våre kokulturer synes nå å fungere og er klar for eksperimenter. Med utviklingen av decellulariserte homograft som basis for ”levende klaffeproteser” har det blitt arbeidet hele året med å perfeksjonere decellulariseringsteknikken. Det hele synes nå å fungere og man starter in Sør-Afrika implantasjon. Resultater Stimulering av endotelceller gir økt ekspresjon av en rekke pro-osteogene gener, slik som BMP2, sprouty og thrombospondin. Vi har nå kokulturer med endotelceller – fibroblaster som er klar til studier av de basale mekanismer som initierer forkalkning i celler og vev. Videre er levende klaffeproteser forhåpentligvis klar for studier.
Vitenskapelige artikler
Bliksøen M, Rutkovskiy A, Vaage J, Stensløkken KO

Mode of perfusion influences infarct size, coronary flow and stress kinases in the isolated mouse heart.

Acta Physiol (Oxf) 2017 May;220(1):36-46. Epub 2016 okt 14

PMID: 27543941

Rutkovskiy A, Stensløkken KO, Vaage IJ

Osteoblast Differentiation at a Glance.

Med Sci Monit Basic Res 2016 Sep 26;22():95-106. Epub 2016 sep 26

PMID: 27667570

Malashicheva A, Kostina D, Kostina A, Irtyuga O, Voronkina I, Smagina L, Ignatieva E, Gavriliuk N, Uspensky V, Moiseeva O, Vaage J, Kostareva A

Phenotypic and Functional Changes of Endothelial and Smooth Muscle Cells in Thoracic Aortic Aneurysms.

Int J Vasc Med 2016;2016():3107879. Epub 2016 jan 19

PMID: 26904289

Bliksøen M, Mariero LH, Torp MK, Baysa A, Ytrehus K, Haugen F, Seljeflot I, Vaage J, Valen G, Stensløkken KO

Extracellular mtDNA activates NF-?B via toll-like receptor 9 and induces cell death in cardiomyocytes.

Basic Res Cardiol 2016 Jul;111(4):42. Epub 2016 mai 10

PMID: 27164906

Nilsson GE, Vaage J, Stensløkken KO

Oxygen- and temperature-dependent expression of survival protein kinases in crucian carp (Carassius carassius) heart and brain.

Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2015 Jan 1;308(1):R50-61. Epub 2014 nov 5

PMID: 25377478

Risøe PK, Rutkovskiy A, Ågren J, Kolseth IB, Kjeldsen SF, Valen G, Vaage J, Dahle MK

Higher TNFa responses in young males compared to females are associated with attenuation of monocyte adenylyl cyclase expression.

Hum Immunol 2015 Jun;76(6):427-30. Epub 2015 mai 7

PMID: 25959651

Reine TM, Vuong TT, Rutkovskiy A, Meen AJ, Vaage J, Jenssen TG, Kolset SO

Serglycin in Quiescent and Proliferating Primary Endothelial Cells.

PLoS One 2015;10(12):e0145584. Epub 2015 des 22

PMID: 26694746

Wu Xueping, Sagave Julia, Rutkovskiy Arkady, Haugen Fred, Baysa Anton, Nygård Ståle, Czibik Gabor, Dahl Christen Peder, Gullestad Lars, Vaage Jarle, Valen Guro

Expression of bone morphogenetic protein 4 and its receptors in the remodeling heart.

Life Sci 2014 Mar 3;97(2):145-54. Epub 2014 jan 4

PMID: 24398041

Rutkovskiy Arkady, Mariero Lars Henrik, Vaage Jarle

Deletion of the aquaporin-4 gene alters expression and phosphorylation of protective kinases in the mouse heart.

Scand J Clin Lab Invest 2014 Sep;74(6):500-5. Epub 2014 mai 5

PMID: 24792367

Stensløkken Kåre-Olav, Ellefsen Stian, Vasieva Olga, Fang Yongxiang, Farrell Anthony P, Olohan Lisa, Vaage Jarle, Nilsson Göran E, Cossins Andrew R

Life without oxygen: gene regulatory responses of the crucian carp (Carassius carassius) heart subjected to chronic anoxia.

PLoS One 2014;9(11):e109978. Epub 2014 nov 5

PMID: 25372666

Deltagere
  • Arnt E Fiane Medveileder
  • Kåre-Olav Stensløkken Medveileder
  • Maria Bogdanova Doktorgradsstipendiat (annen finansiering)
  • Arkady Rutkovskiy Postdoktorstipendiat (finansiert av denne bevilgning)
  • Ingvar Jarle Vaage Hovedveileder
  • Katarína Žihlavníková Prosjektdeltaker
  • Mariia Bogdanova Prosjektdeltaker

eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT

Alle henvendelser rettes til eRapport

Personvern  -  Informasjonskapsler