Inflammatory Glycoprotein YKL-40 Is Elevated after Coronary Artery Bypass Surgery and Correlates with Leukocyte Chemotaxis and Myocardial Injury, a Pilot Study

publishedVersionPeer reviewe

Recovery Assessment of Open-heart Cardiac Surgery Patients Using Heart Rate Variability Parameters

Surgical operation causes short-term stress changing the balance of the autonomic nervous system (ANS). The ANS activity can be assessed through heart rate variability (HRV). This work aims to evaluate the recovery process of open-heart cardiac surgery patients under two post-surgery physiotherapy interventions using HRV parameters. Ten-minute ECG recordings were performed on 17 open-heart cardiac surgery patients pre-operatively (PREOP) and during three consecutive post-operative days (POD1, POD2 and POD3). The recovery process was promoted using two different physiotherapy techniques: positive expiratory pressure (PEP, N = 9) and inspiratory training (IMT, N = 8). Common HRV parameters (SDNN, LF power and SD1) were calculated for each patient and statistical analyses were performed. The results show significant differences between HRV parameters pre- and post-operatively, and there was a reduction of all three investigated HRV parameters in the POD1 for both groups. HRV parameters average values increased between POD1 to POD3 for both intervention groups indicating that patients were eventually starting to recover from the surgery. Statistically significant difference between PEP and IMT interventions was not discovered (e.g., p = 0.54 for SDNN, PREOP vs. POD3). Based on the results, all studied HRV parameters are potential indicators of the short-term recovery after cardiac surgery.Peer reviewe

The Impact of Adenosine Fast Induction of Myocardial Arrest during CABG on Myocardial Expression of Apoptosis-Regulating Genes Bax and Bcl-2

Background. We studied the effect of fast induction of cardiac arrest with denosine on myocardial bax and bcl-2 expression. Methods and Results. 40 elective CABG patients were allocated into two groups. The adenosine group (n = 20) received 250 μg/kg adenosine into the aortic root followed by blood potassium cardioplegia. The control group received potassium cardioplegia in blood. Bcl-2 and bax were measured. Bax was reduced in the postoperative biopsies (1.38 versus 0.47, P = .002) in the control group. Bcl-2 showed a reducing tendency (0.14 versus 0.085, P = .07). After the adenosine treatment, the expression of both bax (0.52 versus 0.59, P = .4) and bcl-2 (0.104 versus 0.107, P = .4) remained unaltered after the operation. Conclusion. Open heart surgery is associated with rapid reduction in the expression of apoptosis regulating genes bax and bcl-2. Fast Adenosine induction abolished changes in their expression

Ischemic Heart Disease Selectively Modifies the Right Atrial Appendage Transcriptome

Background: Although many pathological changes have been associated with ischemic heart disease (IHD), molecular-level alterations specific to the ischemic myocardium and their potential to reflect disease severity or therapeutic outcome remain unclear. Currently, diagnosis occurs relatively late and evaluating disease severity is largely based on clinical symptoms, various imaging modalities, or the determination of risk factors. This study aims to identify IHD-associated signature RNAs from the atrial myocardium and evaluate their ability to reflect disease severity or cardiac surgery outcomes.Methods and Results: We collected right atrial appendage (RAA) biopsies from 40 patients with invasive coronary angiography (ICA)-positive IHD undergoing coronary artery bypass surgery and from 8 patients ICA-negative for IHD (non-IHD) undergoing valvular surgery. Following RNA sequencing, RAA transcriptomes were analyzed against 429 donors from the GTEx project without cardiac disease. The IHD transcriptome was characterized by repressed RNA expression in pathways for cell-cell contacts and mitochondrial dysfunction. Increased expressions of the CSRNP3, FUT10, SHD, NAV2-AS4, and hsa-mir-181 genes resulted in significance with the complexity of coronary artery obstructions or correlated with a functional cardiac benefit from bypass surgery.Conclusions: Our results provide an atrial myocardium-focused insight into IHD signature RNAs. The specific gene expression changes characterized here, pave the way for future disease mechanism-based identification of biomarkers for early detection and treatment of IHD.Peer reviewe

Epitranscriptomics of Ischemic Heart Disease—The IHD-EPITRAN Study Design and Objectives

Epitranscriptomic modifications in RNA can dramatically alter the way our genetic code is deciphered. Cells utilize these modifications not only to maintain physiological processes, but also to respond to extracellular cues and various stressors. Most often, adenosine residues in RNA are targeted, and result in modifications including methylation and deamination. Such modified residues as N-6-methyl-adenosine (m6A) and inosine, respectively, have been associated with cardiovascular diseases, and contribute to disease pathologies. The Ischemic Heart Disease Epitranscriptomics and Biomarkers (IHD-EPITRAN) study aims to provide a more comprehensive understanding to their nature and role in cardiovascular pathology. The study hypothesis is that pathological features of IHD are mirrored in the blood epitranscriptome. The IHD-EPITRAN study focuses on m6A and A-to-I modifications of RNA. Patients are recruited from four cohorts: (I) patients with IHD and myocardial infarction undergoing urgent revascularization; (II) patients with stable IHD undergoing coronary artery bypass grafting; (III) controls without coronary obstructions undergoing valve replacement due to aortic stenosis and (IV) controls with healthy coronaries verified by computed tomography. The abundance and distribution of m6A and A-to-I modifications in blood RNA are charted by quantitative and qualitative methods. Selected other modified nucleosides as well as IHD candidate protein and metabolic biomarkers are measured for reference. The results of the IHD-EPITRAN study can be expected to enable identification of epitranscriptomic IHD biomarker candidates and potential drug targets

Epitranscriptomics of Ischemic Heart Disease - The IHD-EPITRAN Study Design and Objectives

Epitranscriptomic modifications in RNA can dramatically alter the way our genetic code is deciphered. Cells utilize these modifications not only to maintain physiological processes, but also to respond to extracellular cues and various stressors. Most often, adenosine residues in RNA are targeted, and result in modifications including methylation and deamination. Such modified residues as N-6-methyl-adenosine (m(6)A) and inosine, respectively, have been associated with cardiovascular diseases, and contribute to disease pathologies. The Ischemic Heart Disease Epitranscriptomics and Biomarkers (IHD-EPITRAN) study aims to provide a more comprehensive understanding to their nature and role in cardiovascular pathology. The study hypothesis is that pathological features of IHD are mirrored in the blood epitranscriptome. The IHD-EPITRAN study focuses on m(6)A and A-to-I modifications of RNA. Patients are recruited from four cohorts: (I) patients with IHD and myocardial infarction undergoing urgent revascularization; (II) patients with stable IHD undergoing coronary artery bypass grafting; (III) controls without coronary obstructions undergoing valve replacement due to aortic stenosis and (IV) controls with healthy coronaries verified by computed tomography. The abundance and distribution of m(6)A and A-to-I modifications in blood RNA are charted by quantitative and qualitative methods. Selected other modified nucleosides as well as IHD candidate protein and metabolic biomarkers are measured for reference. The results of the IHD-EPITRAN study can be expected to enable identification of epitranscriptomic IHD biomarker candidates and potential drug targets.</p

Adiposytokiinit sepelvaltimoiden ohitusleikkauspotilailla

Sydän- ja verisuonitaudit ovat yleisin kuolinsyy Suomessa. Sepelvaltimoiden ohitusleikkaus on tehokas menetelmä palauttaa riittävä verenkierto hapenpuutteesta kärsivään sydänlihakseen. Yleisin tapa suorittaa ohitusleikkaus on pysäyttää sydän ja käyttää sydänkeuhkokonetta. Ohitusleikkauksen aikana sydän voi kärsiä hapenpuutteesta ja verenkierron palauttaminen voi tällöin paradoksaalisesti aiheuttaa lisätuhoa. Tätä kutsutaan reperfuusiovaurioksi. Reperfuusiovauriota on pyritty estämään muun muassa altistamalla kudosta lyhyille iskemiajaksoille ennen pidempää iskemiaa. Myös verenkierron asteittainen palauttaminen suojaa kudosta. Näihin ilmiöihin liittyviä sydänlihasta suojaavia solunsisäisiä signalointireittejä pyritään käynnistämään myös farmakologisesti. Koe-eläintöiden perusteella on esitetty, että rasvakudoshormonit eli adiposytokiinit saattavat suojata sydäntä reperfuusiovauriolta. Osa adiposytokiineistä saattaa toisaalta pahentaa vauriota. Suojaavina adiposytokiineina pidetään adiponektiinia ja leptiiniä. Mahdollisesti reperfuusiovauriota pahentavia adiposytokiineja ovat adipsiini ja resistiini. Tutkimme 32 ohitusleikatun potilaan verinäytteistä adiposytokiinipitoisuuksia ja korreloimme niitä sydänlihaksen vaurion (troponiini T), tulehduksen (IL-6) ja oksidatiivisen stressin (8-isoprostaani ja myeloperoksidaasi) merkkiaineisiin. Kaikissa leikkauksissa käytettiin sydänkeuhkokonetta. Potilailta kerättiin valtimoverinäytteet anestesian yhteydessä, sydänkeuhkokoneeseen kytkennän yhteydessä, 1 ja 15 minuuttia oman verenkierron palauttamisen jälkeen sekä 4 ja 24 tuntia sydänkeuhkokoneeseen kytkemisen jälkeen. Adiposytokiinien, IL-6:n, 8-isoprostaanin ja myeloperoksidaasin pitoisuudet määritettiin ELISA-menetelmällä. Troponiini T määritettiin Huslab:ssa Helsingissä. Havaitsimme, että resistiinin ja leptiinin plasmapitoisuudet lisääntyivät merkittävästi leikkauksen jälkeen. Erityisen mielenkiintoista on, että potilailla, joilla resistiini-pitoisuudet nousivat leikkauksen jälkeen eniten, tapahtui myös eniten sydänentsyymipäästöä (troponiini T). Resistiini korreloi myös oksidatiivisen stressin merkkiaineen myeloperoksidaasin kanssa heti verenkierron palauttamisen jälkeen. Leptiinin ja adiponektiinin osalta sydänlihasta suojaavaa vaikutusta ei havaittu. Tulos vahvistaa käsitystä resistiinin mahdollisesta reperfuusiovauriota pahentavasta roolista. Tutkimuksesta kirjoitettu artikkeli on julkaistu European Journal of Cardio-Thoracic Surgery- lehdessä v. 2014 (Laurikka A et al. Adipocytokine resistin correlates with oxidative stress and myocardial injury in patients undergoing cardiac surgery. Eur J Cardiothorac Surg, 46: 729-36, 2014). Osallistuin työn suunnitteluun, tein laboratoriomäärityksiä ELISA-menetelmällä potilasaineiston verinäytteistä ja keräsin kliinisiä tietoja potilastiedostoista. Lisäksi tulosten laskeminen ja tilastollinen analysoiminen ovat ensisijaisesti tekemiäni. Kirjoitin artikkelin ensimmäisen version, jota muokattiin edelleen yhdessä ohjaajien ja artikkelin muiden tekijöiden kanssa

Adiposytokiinit sepelvaltimoiden ohitusleikkauspotilailla

Sydän- ja verisuonitaudit ovat yleisin kuolinsyy Suomessa. Sepelvaltimoiden ohitusleikkaus on tehokas menetelmä palauttaa riittävä verenkierto hapenpuutteesta kärsivään sydänlihakseen. Yleisin tapa suorittaa ohitusleikkaus on pysäyttää sydän ja käyttää sydänkeuhkokonetta. Ohitusleikkauksen aikana sydän voi kärsiä hapenpuutteesta ja verenkierron palauttaminen voi tällöin paradoksaalisesti aiheuttaa lisätuhoa. Tätä kutsutaan reperfuusiovaurioksi. Reperfuusiovauriota on pyritty estämään muun muassa altistamalla kudosta lyhyille iskemiajaksoille ennen pidempää iskemiaa. Myös verenkierron asteittainen palauttaminen suojaa kudosta. Näihin ilmiöihin liittyviä sydänlihasta suojaavia solunsisäisiä signalointireittejä pyritään käynnistämään myös farmakologisesti. Koe-eläintöiden perusteella on esitetty, että rasvakudoshormonit eli adiposytokiinit saattavat suojata sydäntä reperfuusiovauriolta. Osa adiposytokiineistä saattaa toisaalta pahentaa vauriota. Suojaavina adiposytokiineina pidetään adiponektiinia ja leptiiniä. Mahdollisesti reperfuusiovauriota pahentavia adiposytokiineja ovat adipsiini ja resistiini. Tutkimme 32 ohitusleikatun potilaan verinäytteistä adiposytokiinipitoisuuksia ja korreloimme niitä sydänlihaksen vaurion (troponiini T), tulehduksen (IL-6) ja oksidatiivisen stressin (8-isoprostaani ja myeloperoksidaasi) merkkiaineisiin. Kaikissa leikkauksissa käytettiin sydänkeuhkokonetta. Potilailta kerättiin valtimoverinäytteet anestesian yhteydessä, sydänkeuhkokoneeseen kytkennän yhteydessä, 1 ja 15 minuuttia oman verenkierron palauttamisen jälkeen sekä 4 ja 24 tuntia sydänkeuhkokoneeseen kytkemisen jälkeen. Adiposytokiinien, IL-6:n, 8-isoprostaanin ja myeloperoksidaasin pitoisuudet määritettiin ELISA-menetelmällä. Troponiini T määritettiin Huslab:ssa Helsingissä. Havaitsimme, että resistiinin ja leptiinin plasmapitoisuudet lisääntyivät merkittävästi leikkauksen jälkeen. Erityisen mielenkiintoista on, että potilailla, joilla resistiini-pitoisuudet nousivat leikkauksen jälkeen eniten, tapahtui myös eniten sydänentsyymipäästöä (troponiini T). Resistiini korreloi myös oksidatiivisen stressin merkkiaineen myeloperoksidaasin kanssa heti verenkierron palauttamisen jälkeen. Leptiinin ja adiponektiinin osalta sydänlihasta suojaavaa vaikutusta ei havaittu. Tulos vahvistaa käsitystä resistiinin mahdollisesta reperfuusiovauriota pahentavasta roolista. Tutkimuksesta kirjoitettu artikkeli on julkaistu European Journal of Cardio-Thoracic Surgery- lehdessä v. 2014 (Laurikka A et al. Adipocytokine resistin correlates with oxidative stress and myocardial injury in patients undergoing cardiac surgery. Eur J Cardiothorac Surg, 46: 729-36, 2014). Osallistuin työn suunnitteluun, tein laboratoriomäärityksiä ELISA-menetelmällä potilasaineiston verinäytteistä ja keräsin kliinisiä tietoja potilastiedostoista. Lisäksi tulosten laskeminen ja tilastollinen analysoiminen ovat ensisijaisesti tekemiäni. Kirjoitin artikkelin ensimmäisen version, jota muokattiin edelleen yhdessä ohjaajien ja artikkelin muiden tekijöiden kanssa