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2024-11-12 23:05:00
進行性心不全患者の中には、心臓機能を維持するために持続流左室補助装置 (CF-LVAD) のサポートから恩恵を受ける場合があります。しかし、CF-LVAD の使用に伴う合併症の管理は改善されているにもかかわらず、脳卒中は依然としてデバイス埋め込み後の重大な有害事象であり続けています。
CF-LVAD 後の脳卒中を早期に発見して管理することは、転帰を改善するために重要です。この研究における私たちの目標は、CF-LVADs 移植後に発生する可能性のある将来の脳卒中のリスクを予測する方法を特定することでした。」
ナンダン・モンダル博士、この作品の共同執筆者、ベイラー医科大学マイケル・E・デベーキー外科助教授
これまでの研究では、細胞の活動に必要なエネルギーを細胞に供給する細胞構造であるミトコンドリアが、脳卒中において重要な役割を果たしていることが示されている。特に、白血球内の OxPhos ミトコンドリアタンパク質レベルの低下は、疾患の重症度と関連しています。
「最近の研究では、 浅尾ジャーナル「私たちは、白血球中のOxPhosのレベルがCF-LVAD移植後の脳卒中のリスクを予測するのに役立つかどうかを調査しました」と、モンダル研究室で研究を行っているベイラー大学の医学生で筆頭著者のジェイコブ・P・ソーシア氏は述べた。
ソーシアさんはベイラーの SOAR データベースでこのプロジェクトについて知りました。 SOAR – 研究の進歩のための学生機会のオフィス – は、研究の機会を追求する BCM 医学生の教育とサポートに専念しています。
「モンダル博士は機械学習の背景を持つ学生を探していました。私にはこの分野の知識があり、プロジェクトは心臓胸部外科に関するもので、私が興味を持っている分野でした」とソーシア氏は語った。 「基礎科学研究の経験を積み、その分野の専門家に会う良い機会のように思えました。」
研究チームは50人のCF-LVAD患者を研究した。 25人は装置を埋め込む前に脳卒中を起こし、25人は脳卒中を起こさなかった。 「私たちはCF-LVAD移植の前後にすべての患者から血液サンプルを採取し、白血球中のさまざまなOxPhosタンパク質を測定しました」とソーシア氏は語った。 「これらは大量のデータを生成します。私たちは機械学習モデリングを使用してデータを分析し、移植後の脳卒中を予測する6つの予後因子を特定しました。OxPhosタンパク質の減少は、移植後の新たな脳卒中と関連しているようです。」
「CF-LVAD移植の前後の両方で、脳卒中を経験したグループは、脳卒中を経験していないグループよりもOxPhosタンパク質のレベルが低いことがわかりました」とモンダル教授は述べた。 「以前に脳卒中を患ったグループでは、CF-LVAD移植後のOxPhosレベルが以前よりも低かった。」
この研究は、CF-LVAD移植前であっても脳卒中を起こしたうっ血性心不全患者の白血球にミトコンドリア機能不全が存在することを初めて示した。 「今回の研究結果は、OxPhosタンパク質の変化がCF-LVAD後の新たな脳卒中を予測する指標として機能する可能性を示唆している」とソーシア氏は述べた。
「モンダル博士や他の研究室メンバーと協力して、実験結果と機械学習を組み合わせて、OxPhos タンパク質による脳卒中進行の可能性を高い信頼性で検出できるのは刺激的でした」とソーシア氏は語った。 「モンダル博士が行っている研究は、これらの患者の標準治療を変える可能性があると私は信じています。」
この作品の他の寄稿者には、Ivan Murrieta-Alvarez、Shiyi Li、Zicheng Xu、Guangyao Zheng、Jason Uwaeze、Carl P. Walther、Zachary Gray、Katherine V. Nordick、Vladimir Braverman、Alexis E. Shafii、Gabriel Loor、Camila Hochman が含まれます。メンデス、ラヴィ・K・ガンタ、サブハシス・チャタジー、オー・ハワード・フレイジャー、トッド・K・ローゼンガート、ケネス・K・リャオ。著者らはベイラー医科大学、ライス大学、テキサス心臓研究所に所属しています。
この研究は、ベイラー医科大学とBCM-INSTINCTからの教員研究助成金と、モンダル博士へのライス大学ENRICH助成金によって支援されました。
ソース：
参考雑誌:
ソーシア、日本、 他。 （2024年）。機械的循環サポートにおける機械学習支援による脳卒中予測: 全身性ミトコンドリア機能不全の予測的役割。 浅尾ジャーナル。 doi.org/10.1097/mat.0000000000002340。
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