Katedra Chorób Serca

Znaczenie gospodarki żelazowej dla odpowiedzi immunologicznej i remodelingu mięśnia sercowego u chorych z zapaleniem mięśnia sercowego i pozapalną nie-niedokrwienną kardiomiopatią rozstrzeniową

Contribution of iron status to immune response and myocardial remodeling in patients with myocarditis and post-myocarditis non-ischaemic dilated cardiomyopathy

Kierownik projektu:
Prof. dr hab. Ewa A. Jankowska

Grant nr 2014/13/B/NZ5/03146 finansowany przez Narodowe Centrum Nauki w Krakowie

Okres realizacji projektu: 2015-2019

Kwota dofinansowania: 1 890 681,00 zł

 

NAJWAŻNIEJSZE ZREALIZOWANE/PODJĘTE ZADANIA

W ramach projektu badano rolę zaburzonej gospodarki żelazowej w patofizjologii ostrego zapalenia mięśnia serca (MCD - choroba młodych ludzi o etiologii najczęściej wirusowej) i nie-niedokrwiennej kardiomiopatii (NICM - dysfunkcja serca o niejasnej, nie-miażdżycowej etiologii, czasami właśnie pozapalnej), w tym także w kontekście złożonych interakcji między stanem gospodarki żelazowej, odpowiedzią immunologiczną i przebudową zmienionego zapalnie (i pozapalnie) mięśnia sercowego.  W unikatowym modelu patofizjologicznym uszkodzenia mięśnia w przebiegu MCD po raz pierwszy wykazano, że u tych pacjentów już w ostrej fazie choroby dochodzi do zmian w obrębie ogólnoustrojowej gospodarki żelazowej, ale bez istotnych zmian jakościowych w obrębie erytropoezy.  U pacjentów z MCD stan gospodarki żelazowej oceniany za pomocą szerokiego panelu biomarkerów był ściśle związane nie tylko ze wskaźnikami nasilenia ogólnoustrojowej odpowiedzi zapalnej i aktywacji neurohormonalnej, ale również z parametrami dysfunkcji czynnościowej i strukturalnej mięśnia serca w zaawansowanych badaniach obrazowych (USG serca, rezonans magnetyczny).
Podobne wyniki uzyskano w wyselekcjonowanej grupie pacjentów z NICM (dotychczas badano głównie heterogenne pod względem etiologii niewydolności serca populacje pacjentów zarówno z niedokrwienną jak i nie-niedokrwienną kardiomiopatią).  Niedobór żelaza był u tych chorych częsty i ściśle związany z ogólnoustrojowymi procesami zapalnymi.  Co więcej, niekorzystnie wpływał na fundamentalne (i najbardziej odczuwalne przez chorych) objawy NICM - obniżoną wydolność fizyczną w postaci duszności wysiłkowej i łatwej męczliwości.  W ramach projektu pacjentów z NICM i niedoborem żelaza leczono żelazem podawanym drogą dożylną, a wstępne wyniki części interwencyjnej są obiecujące - terapia zmniejszyła u tych chorych nasilenie objawów niewydolności serca i poprawiła ich wydolność fizyczną.

ZNACZENIE PROJEKTU - WPŁYW NA ROZWÓJ DYSCYPLINY, STAN ISTNIEJĄCEJ WIEDZY ORAZ ZNACZENIE BADAŃ DLA SPOŁECZEŃSTWA

Jak wiadomo z obserwacji klinicznych, pacjenci z ostrym MCD mogą w przyszłości rozwinąć pozapalną NICM z typowymi objawami niewydolności serca i bardzo niekorzystnym rokowaniem odległym.  Procesy zapalne (w sercu i nie tylko) odgrywają niewątpliwie kluczową rolę w złożonej patogenezie ostrego MCD.  Jako że niezaburzona gospodarka żelazowa w organizmie warunkuje funkcjonowanie układu odpornościowego, kardiomiocytów i kardiofibroblastów, są przesłanki, aby uznać ogólnoustrojowy metabolizm żelaza przynajmniej za potencjalny modulator odpowiedzi zapalnej w przebiegu MCD.  Uzyskane w projekcie nowe dane stanowią podstawę do dalszych badań nad mechanizmami pozapalnej NICM (a tym samym poszukiwaniem możliwości jej prewencji - niedobór żelaza można skutecznie leczyć nowoczesnymi preparatami parenteralnymi).

 

TASKS
The aim of this project was to investigate the role of deranged iron homeostasis in the pathophysiology of acute myocarditis (MCD – viral disease of the young) and non-ischaemic cardiomyopathy (NICM – cardiac dysfunction not related to coronary heart disease or arterial hypertension, in some cases the aetiology is post-inflammatory). The subject of interest was complex interplay between iron status, immune response, and post-inflammatory cardiac remodeling. In the unique pathophysiological model of cardiac injury in the course of MCD we have shown for the first time, that in these patients iron status is disordered in an acute phase of the disease, but without the involvement of erythropoiesis. In patients with MCD iron status (biomarker-based approach) correlated with inflammation, neurohormonal activation, and cardiac dysfunction assessed using multimodality imaging (echocardiography and cardiac magnetic resonance).
Similar results have been demonstrated in patients with NICM (previously iron status was investigated in heterogenous gropus of patients with heart failure with both ischaemic and non-ischaemic cardiomyopathy). In these patients iron deficiency (ID) was frequent and related to indices of systemic inflammation. Moreover, there was a relationship between ID and fundamental symptoms of NICM, i.e. decreased exercise capacity (dyspnoea on exertion, easy fatigability). In this project patients with NICM and ID were treated with intravenous iron and the therapy resulted in the improvement of symptoms and exercise capacity.

SIGNIFICANCE
Some patients with acute MCD are prone to develop post-inflammatory NICM with debilitating symptoms of heart failure and poor quality of life. Inflammatory processes in the heart (and also other organs) constitute the prominent role in the complex pathophysiology of MCD. Since undisturbed iron homeostasis determines the proper functioning of immune system, cardiomyocytes and cardiofibroblasts, there are premises to consider systemic iron status as the potential modulator of immune response in the course of MCD. The results of this project are the basis for further studies on the mechanisms and prevention of post-inflammatory NICM (we can treat ID with modern parenteral preparations).