Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2005. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 121-133).

A revascularização cardíaca utilizando a ponte de safena é um procedimento bastante utilizado para restabelecer o fluxo coronariano. Apesar do sucesso deste procedimento, a patência deste enxerto pode chegar a menos de 50% em 10 anos. Atribui-se parte deste insucesso a variações no processo adaptativo à nova condição hemodinâmica, onde o shear stress e o estiramento aumentados podem estar interferindo na função endotelial e vascular. Este processo envolve a participação de diversas proteínas e o estudo de como elas participam conjuntamente é uma importante abordagem para entender as alterações fisiológicas e patológicas que ocorrem no enxerto vascular. Neste trabalho, tecnologias proteômicas, gel 2-D e ICAT, foram utilizadas para identificar as proteínas que são modificadas nas fases precoces da arterialização do enxerto venoso. Foi utilizado um sistema ex vivo de perfusão controlada, desenvolvido em nosso laboratório, onde a veia safena humana foi cultivada tanto em regime hemodinâmico venoso (5 mL/min) e arterial (50 mL/min, 80 mmHg) por 24 horas. Dentre as proteínas identificadas, a maioria apresenta funções estruturais como, por exemplo, -actina de músculo liso, CRP1, colágeno VI, tropomiosina, miosina, desmina e vimentina. Para avaliação funcional foram selecionadas a -SMA e a CRP. A -SMA mostrou-se diminuída nas fases mais precoces da arterialização venosa, com quase desaparecimento após 3 dias da cirurgia, seguido de um aumento nos períodos subseqüentes. A CRP3 mostrou-se com expressão predominantemente arterial tanto em amostra humana como de rato. A arterialização de segmentos venosos induziu a expressão da CRP3, sendo dependente do aumento do estiramento (stretch) nas células musculares lisas e não do aumento do shear stress na superfície endotelial. Coletivamente, neste trabalho caracterizamos duas proteínas que foram modificadas durante o processo de arterialização e/ou adaptação da veia à condição hemodinâmica arterial. As proteínas identificadas contribuirão para o melhor entendimento do processo de arterialização venosa e poderão ser testadas como novos alvos terapêuticos para melhorar a patência destes enxertos / Coronary artery bypass surgery by saphenous vein graft is still widely used to revascularization of ischemic heart. Despite the success of this procedure, about 50% occlude after 5-10 years. The vein graft is subjected to increased tensile stress and the adaptive vein response to the arterial hemodynamic condition may predispose to bypass occlusion. Several proteins are modulated during arterialization, the understanding of the molecular changes of this process may be useful to new therapeutics approaches development attempting to increase vein graft patency. In this work, proteomics plataform, gel 2-D and ICAT, were used to identify the proteins that are modified in the early stages of vein graft rterialization. Human saphenous vein were cultured in an ex vivo flow through system in both venous (5 ml / min) and arterial (50 ml / min, 80 mm Hg) hemodymanic conditions for 24 hours. The identified proteins were related to cell structural function, such as -SMA, CRP1, collagen VI, tropomyosin, myosin, desmin and vimentin. To functional characterization, -SMA and CRP were selected. In rat vein arterialization model, - SMA showed to be decreased during the early stages of arterialization and almost disappeared after 3 days of surgery. Later on, -SMA-positive cells increase reaching similar expression levels of normal jugular vein. The expressiom of CRP3 showed to be predominantly to arterial beds both in human and rat. When vein segment were submitted to arterial hemodynamic condition, it was observed a significant induction of CRP3 expression. Interestingly, the increase of CRP3 is dependent of stretch stimulus in smooth muscle cells while shear stress did not modify its expression in endothelial cells. Collectively, we successfully identified proteins differentially expressed during the vein arterialization by using proteomic technique. -SMA and CRP3 were modified in vein segments exposed to arterial hemodynamic condition and efficiently discriminate smooth muscle cell phenotype. The identified proteins will contribute to the better understanding of the venous arterialization process and may be tested as new therapeutic targets for improving the patency these grafts

A revascularização cardíaca utilizando a ponte de safena é um procedimento bastante utilizado para restabelecer o fluxo coronariano. Apesar do sucesso deste procedimento, a patência deste enxerto pode chegar a menos de 50% em 10 anos. Atribui-se parte deste insucesso a variações no processo adaptativo à nova condição hemodinâmica, onde o shear stress e o estiramento aumentados podem estar interferindo na função endotelial e vascular. Este processo envolve a participação de diversas proteínas e o estudo de como elas participam conjuntamente é uma importante abordagem para entender as alterações fisiológicas e patológicas que ocorrem no enxerto vascular. Neste trabalho, tecnologias proteômicas, gel 2-D e ICAT, foram utilizadas para identificar as proteínas que são modificadas nas fases precoces da arterialização do enxerto venoso. Foi utilizado um sistema ex vivo de perfusão controlada, desenvolvido em nosso laboratório, onde a veia safena humana foi cultivada tanto em regime hemodinâmico venoso (5 mL/min) e arterial (50 mL/min, 80 mmHg) por 24 horas. Dentre as proteínas identificadas, a maioria apresenta funções estruturais como, por exemplo, -actina de músculo liso, CRP1, colágeno VI, tropomiosina, miosina, desmina e vimentina. Para avaliação funcional foram selecionadas a -SMA e a CRP. A -SMA mostrou-se diminuída nas fases mais precoces da arterialização venosa, com quase desaparecimento após 3 dias da cirurgia, seguido de um aumento nos períodos subseqüentes. A CRP3 mostrou-se com expressão predominantemente arterial tanto em amostra humana como de rato. A arterialização de segmentos venosos induziu a expressão da CRP3, sendo dependente do aumento do estiramento (stretch) nas células musculares lisas e não do aumento do shear stress na superfície endotelial. Coletivamente, neste trabalho caracterizamos duas proteínas que foram modificadas durante o processo de arterialização e/ou adaptação da veia à condição hemodinâmica arterial. As proteínas identificadas contribuirão para o melhor entendimento do processo de arterialização venosa e poderão ser testadas como novos alvos terapêuticos para melhorar a patência destes enxertos / Coronary artery bypass surgery by saphenous vein graft is still widely used to revascularization of ischemic heart. Despite the success of this procedure, about 50% occlude after 5-10 years. The vein graft is subjected to increased tensile stress and the adaptive vein response to the arterial hemodynamic condition may predispose to bypass occlusion. Several proteins are modulated during arterialization, the understanding of the molecular changes of this process may be useful to new therapeutics approaches development attempting to increase vein graft patency. In this work, proteomics plataform, gel 2-D and ICAT, were used to identify the proteins that are modified in the early stages of vein graft rterialization. Human saphenous vein were cultured in an ex vivo flow through system in both venous (5 ml / min) and arterial (50 ml / min, 80 mm Hg) hemodymanic conditions for 24 hours. The identified proteins were related to cell structural function, such as -SMA, CRP1, collagen VI, tropomyosin, myosin, desmin and vimentin. To functional characterization, -SMA and CRP were selected. In rat vein arterialization model, - SMA showed to be decreased during the early stages of arterialization and almost disappeared after 3 days of surgery. Later on, -SMA-positive cells increase reaching similar expression levels of normal jugular vein. The expressiom of CRP3 showed to be predominantly to arterial beds both in human and rat. When vein segment were submitted to arterial hemodynamic condition, it was observed a significant induction of CRP3 expression. Interestingly, the increase of CRP3 is dependent of stretch stimulus in smooth muscle cells while shear stress did not modify its expression in endothelial cells. Collectively, we successfully identified proteins differentially expressed during the vein arterialization by using proteomic technique. -SMA and CRP3 were modified in vein segments exposed to arterial hemodynamic condition and efficiently discriminate smooth muscle cell phenotype. The identified proteins will contribute to the better understanding of the venous arterialization process and may be tested as new therapeutic targets for improving the patency these grafts

Introdução: O papel do heart team tem se tornado importante na avaliação e estratégia terapêutica de pacientes portadores de cardiopatias complexas, como a doença arterial coronariana (DAC) difusa. Nos pacientes com indicação de cirurgia de revascularização miocárdica (CRM), não existem, até o momento, dados que avaliem o papel do heart team na definição da melhor estratégia cirúrgica em pacientes com DAC difusa. Objetivo: O objetivo primário foi determinar a contribuição do heart team na predição do sucesso da CRM em pacientes com DAC difusa grave. Os objetivos secundários foram determinar o grau de concordância entre as avaliações dos examinadores quanto à estratégia de CRM, determinar a sensibilidade e a especificidade do heart team na predição de sucesso da CRM comparada à avaliação dos especialistas individualmente e determinar a taxa de oclusão dos enxertos arteriais e venosos em cada território coronariano. Métodos: Análise retrospectiva de dados coletados prospectivamente no \"Estudo multicêntrico randomizado de terapia celular em cardiopatias - doença isquêmica do coração\", no qual pacientes com portadores de DAC grave e difusa submetidos à CRM foram incluídos. A chance de sucesso da CRM em cada território coronariano com indicação anatômica de intervenção foi determinada por meio de uma escala proposta pelos autores com base na coronariografia pré-operatória. Definiu-se sucesso cirúrgico como a presença de pelo menos um enxerto pérvio por território coronariano nas coronariografias realizadas um ano após a CRM. As taxas de sucesso antecipadas pelo heart team e seus componentes separadamente foram comparadas com as taxas de sucesso observadas. Resultados: Incluíramse 57 pacientes (89,5% com padrão obstrutivo triarterial). Foram realizados 131 enxertos com taxa de oclusão geral de 19,1%, independentemente do tipo ou local implantado. A taxa de oclusão no território do ramo interventricular anterior (RIVA) foi observada em 13,7% dos casos vs. 25,9% no território não RIVA (P=0,08). Houve significativa menor oclusão dos enxertos arteriais (8,0%) quando comparados aos enxertos venosos (25,9%; P=0,01). Foi observada uma tendência à menor taxa de oclusão dos enxertos arteriais (7,0%) no território do RIVA em relação aos venosos (23,3%) no mesmo território (P=0,05); por outro lado, não houve diferença significativa entre as taxas de oclusão de enxertos arteriais (14,3%) e venosos (27,5%) no território não RIVA (P=0,5). O uso de enxerto venoso foi o único fator preditor independente para oclusão de enxerto (razão de chance = 4,02). Foram avaliados pelos examinadores 154 territórios, dentre os quais 53 no território RIVA, 48 no território do ramo circunflexo (CX) e 53 no território da artéria coronária direita (ACD). Dos 100 territórios tratados com enxerto vascular, 85 estavam protegidos um ano após a CRM, sendo 43 no território do RIVA, 23 no território do RCX e 19 no território da ACD. O grau de concordância entre os examinadores foi de razoável a moderado (? variando de 0,20 a 0,46). O heart team apresentou acurácia na predição de xix sucesso da CRM de 74,9%, sensibilidade de 63,6%, especificidade de 75,8%, valor preditivo positivo (VPP) de 75,6% e valor preditivo negativo (VPN) de 62,7%. Conclusão: O heart team contribuiu com boa acurácia, bom VPP e razoável VPN na predição de sucesso da CRM em pacientes com DAC difusa. O grau de concordância entre os examinadores para a estratégia de revascularização miocárdica foi de razoável a moderado. O heart team apresentou maior especificidade e menor sensibilidade na predição de sucesso da CRM quando comparado aos especialistas. A taxa de oclusão de enxertos arteriais em um ano foi significativamente menor que a dos venosos, entretanto, não houve diferença significativa entre a taxa de oclusão de enxertos em geral entre os territórios RIVA e não RIVA, e entre a taxa de oclusão de enxertos arteriais e venosos nos territórios RIVA e não / Introduction: The role of the heart team has become important in the assessment and therapeutic strategy of patients with complex cardiovascular conditions, such as diffuse coronary artery disease (CAD). In patients referred for coronary artery bypass grafting (CABG), there are no data evaluating the role of the heart team to define the best surgical strategy in patients with diffuse CAD. Objective: The primary objective was to determine the contribution of the heart team in predicting the success of CABG in patients with severe diffuse CAD. Secondary objectives were to determine the degree of agreement between the evaluations of the examiners on the CABG strategy, determine the sensitivity and specificity of the heart team evaluation in the prediction of CABG success compared to the experts´ individually and determine the rate of occlusion of arterial grafts and vein in each coronary territory. Methods: Retrospective analysis of prospectively collected data on \"Randomized multicenter study of cell therapy in heart diseases - ischemic heart disease,\" in which patients suffering from severe and diffuse CAD undergoing CABG were included. The chance of CABG success in each coronary territory with anatomical indication of intervention was determined by a scale proposed by the authors, based on preoperative coronary angiography. Surgical success was defined as the presence of at least one graft patency in coronary territory documented by coronary angiography performed one year after CABG. The anticipated heart team\'s and the experts\' success rates were compared with the success rates observed. Results: The study comprised 57 patients (89.5% with three-vessel obstructive pattern). 131 grafts were performed under general occlusion rate of 19.1%, regardless of the graft type or its location. The occlusion rate in the the left anterior descending artery (LAD) territory was observed in 13.7% of cases vs. 25.9% in the non-LAD territory (P = 0.08). There was a significant lower occlusion rate of arterial grafts (8.0%) when compared to venous grafts (25.9%; P = 0.01). A tendency to lower occlusion rate of arterial grafts was observed (7.0%) in the LAD territory compared to venous (23.3%) in the same territory (P = 0.05); on the other hand, there was no significant difference between arterial grafts occlusion rates (14.3%) and venous (27.5%) in the non-LAD territory (P = 0.5). The use of venous graft was the only independent predictor of graft occlusion (odds ratio = 4.02). The examiners evaluated 154 territories, of which 53 in the LAD territory, 48 in the left circumflex coronary artery (LCX) territory and 53 in the right coronary artery (RCA) territory. Among the 100 territories that were grafted, 85 were protected one year after CABG (43 in the territory of RIVA, 23 in the territory of the LCX and 19 within the ACD). The degree of agreement between the examiners was reasonable to moderate (k ranging from 0.20 to 0.46). The heart team presented 74.9% of accuracy in predicting CABG success, 63.6% of sensibility, 75.8% of specificity, 75.6% of positive predictive value (PPV) and 62.7% of negative predictive value (NPV). Conclusion: The heart team contributed with good accuracy, good PPV and reasonable NPV in the prediction of CABG success in patients with diffuse CAD. The degree of agreement between the examiners for myocardial revascularization strategy was reasonable to moderate. The heart team presented higher specificity and lower sensitivity in the prediction of CABG success when compared to experts separately. The arterial grafts occlusion rate in one year was significantly lower than the venous\' rate, however, there was no significant difference between the overall graft occlusion rate between LAD and non-LAD territories, and between the arterial and venous graft occlusion rate in the LAD and non-LAD territories

Kang, Ning. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2009. / Includes bibliographical references. / Abstract also in Chinese. / Abstracts --- p.i / Abbreviations --- p.v / List of Figures and Tables --- p.vii / Contents --- p.viii / Chapter Chapter 1: --- Introduction --- p.1 / Chapter 1. --- Saphenous vein graft patency after coronary artery bypass grafting --- p.1 / Chapter 2. --- Mechanism of vein graft failure and therapeutic strategies --- p.8 / Chapter 2.1 --- Mechanism --- p.15 / Chapter 2.2 --- Therapeutic strategies --- p.18 / Chapter 3. --- Summary --- p.22 / Chapter 4. --- References --- p.23 / Chapter Chapter 2: --- Animal model and laboratory investigations --- p.34 / Chapter 1. --- Surgical procedure --- p.35 / Chapter 2. --- Postoperative management --- p.37 / Chapter 3. --- Adenoviral-mediated gene transfer ex vivo for gene therapy study --- p.38 / Chapter 4. --- Laboratory investigations --- p.39 / Chapter 5. --- Statistical analysis --- p.40 / Chapter 6. --- Summary --- p.41 / Chapter 7. --- References --- p.41 / Chapter Chapter 3: --- "Impact of osteopontin expression in vein grafts on VSMC migration, proliferation, and neointimal formation" --- p.42 / Chapter 1. --- Introduction --- p.42 / Chapter 2. --- Methods and materials --- p.43 / Chapter 3. --- Results --- p.43 / Chapter 4. --- Discussion --- p.49 / Chapter 5. --- Summary --- p.52 / Chapter 6. --- References --- p.53 / Chapter Chapter 4: --- Potential Role of gene therapy in prevention of vein graft failure --- p.56 / Chapter 1. --- Vectors --- p.56 / Chapter 2. --- "Reporter gene, timing and titer" --- p.57 / Chapter 3. --- Candidate genes --- p.58 / Chapter 4. --- Summary --- p.64 / Chapter 5. --- References --- p.66 / Chapter Chapter 5: --- Conclusions --- p.70 / Acknowledgements --- p.72

Introdução: O papel do heart team tem se tornado importante na avaliação e estratégia terapêutica de pacientes portadores de cardiopatias complexas, como a doença arterial coronariana (DAC) difusa. Nos pacientes com indicação de cirurgia de revascularização miocárdica (CRM), não existem, até o momento, dados que avaliem o papel do heart team na definição da melhor estratégia cirúrgica em pacientes com DAC difusa. Objetivo: O objetivo primário foi determinar a contribuição do heart team na predição do sucesso da CRM em pacientes com DAC difusa grave. Os objetivos secundários foram determinar o grau de concordância entre as avaliações dos examinadores quanto à estratégia de CRM, determinar a sensibilidade e a especificidade do heart team na predição de sucesso da CRM comparada à avaliação dos especialistas individualmente e determinar a taxa de oclusão dos enxertos arteriais e venosos em cada território coronariano. Métodos: Análise retrospectiva de dados coletados prospectivamente no \"Estudo multicêntrico randomizado de terapia celular em cardiopatias - doença isquêmica do coração\", no qual pacientes com portadores de DAC grave e difusa submetidos à CRM foram incluídos. A chance de sucesso da CRM em cada território coronariano com indicação anatômica de intervenção foi determinada por meio de uma escala proposta pelos autores com base na coronariografia pré-operatória. Definiu-se sucesso cirúrgico como a presença de pelo menos um enxerto pérvio por território coronariano nas coronariografias realizadas um ano após a CRM. As taxas de sucesso antecipadas pelo heart team e seus componentes separadamente foram comparadas com as taxas de sucesso observadas. Resultados: Incluíramse 57 pacientes (89,5% com padrão obstrutivo triarterial). Foram realizados 131 enxertos com taxa de oclusão geral de 19,1%, independentemente do tipo ou local implantado. A taxa de oclusão no território do ramo interventricular anterior (RIVA) foi observada em 13,7% dos casos vs. 25,9% no território não RIVA (P=0,08). Houve significativa menor oclusão dos enxertos arteriais (8,0%) quando comparados aos enxertos venosos (25,9%; P=0,01). Foi observada uma tendência à menor taxa de oclusão dos enxertos arteriais (7,0%) no território do RIVA em relação aos venosos (23,3%) no mesmo território (P=0,05); por outro lado, não houve diferença significativa entre as taxas de oclusão de enxertos arteriais (14,3%) e venosos (27,5%) no território não RIVA (P=0,5). O uso de enxerto venoso foi o único fator preditor independente para oclusão de enxerto (razão de chance = 4,02). Foram avaliados pelos examinadores 154 territórios, dentre os quais 53 no território RIVA, 48 no território do ramo circunflexo (CX) e 53 no território da artéria coronária direita (ACD). Dos 100 territórios tratados com enxerto vascular, 85 estavam protegidos um ano após a CRM, sendo 43 no território do RIVA, 23 no território do RCX e 19 no território da ACD. O grau de concordância entre os examinadores foi de razoável a moderado (? variando de 0,20 a 0,46). O heart team apresentou acurácia na predição de xix sucesso da CRM de 74,9%, sensibilidade de 63,6%, especificidade de 75,8%, valor preditivo positivo (VPP) de 75,6% e valor preditivo negativo (VPN) de 62,7%. Conclusão: O heart team contribuiu com boa acurácia, bom VPP e razoável VPN na predição de sucesso da CRM em pacientes com DAC difusa. O grau de concordância entre os examinadores para a estratégia de revascularização miocárdica foi de razoável a moderado. O heart team apresentou maior especificidade e menor sensibilidade na predição de sucesso da CRM quando comparado aos especialistas. A taxa de oclusão de enxertos arteriais em um ano foi significativamente menor que a dos venosos, entretanto, não houve diferença significativa entre a taxa de oclusão de enxertos em geral entre os territórios RIVA e não RIVA, e entre a taxa de oclusão de enxertos arteriais e venosos nos territórios RIVA e não / Introduction: The role of the heart team has become important in the assessment and therapeutic strategy of patients with complex cardiovascular conditions, such as diffuse coronary artery disease (CAD). In patients referred for coronary artery bypass grafting (CABG), there are no data evaluating the role of the heart team to define the best surgical strategy in patients with diffuse CAD. Objective: The primary objective was to determine the contribution of the heart team in predicting the success of CABG in patients with severe diffuse CAD. Secondary objectives were to determine the degree of agreement between the evaluations of the examiners on the CABG strategy, determine the sensitivity and specificity of the heart team evaluation in the prediction of CABG success compared to the experts´ individually and determine the rate of occlusion of arterial grafts and vein in each coronary territory. Methods: Retrospective analysis of prospectively collected data on \"Randomized multicenter study of cell therapy in heart diseases - ischemic heart disease,\" in which patients suffering from severe and diffuse CAD undergoing CABG were included. The chance of CABG success in each coronary territory with anatomical indication of intervention was determined by a scale proposed by the authors, based on preoperative coronary angiography. Surgical success was defined as the presence of at least one graft patency in coronary territory documented by coronary angiography performed one year after CABG. The anticipated heart team\'s and the experts\' success rates were compared with the success rates observed. Results: The study comprised 57 patients (89.5% with three-vessel obstructive pattern). 131 grafts were performed under general occlusion rate of 19.1%, regardless of the graft type or its location. The occlusion rate in the the left anterior descending artery (LAD) territory was observed in 13.7% of cases vs. 25.9% in the non-LAD territory (P = 0.08). There was a significant lower occlusion rate of arterial grafts (8.0%) when compared to venous grafts (25.9%; P = 0.01). A tendency to lower occlusion rate of arterial grafts was observed (7.0%) in the LAD territory compared to venous (23.3%) in the same territory (P = 0.05); on the other hand, there was no significant difference between arterial grafts occlusion rates (14.3%) and venous (27.5%) in the non-LAD territory (P = 0.5). The use of venous graft was the only independent predictor of graft occlusion (odds ratio = 4.02). The examiners evaluated 154 territories, of which 53 in the LAD territory, 48 in the left circumflex coronary artery (LCX) territory and 53 in the right coronary artery (RCA) territory. Among the 100 territories that were grafted, 85 were protected one year after CABG (43 in the territory of RIVA, 23 in the territory of the LCX and 19 within the ACD). The degree of agreement between the examiners was reasonable to moderate (k ranging from 0.20 to 0.46). The heart team presented 74.9% of accuracy in predicting CABG success, 63.6% of sensibility, 75.8% of specificity, 75.6% of positive predictive value (PPV) and 62.7% of negative predictive value (NPV). Conclusion: The heart team contributed with good accuracy, good PPV and reasonable NPV in the prediction of CABG success in patients with diffuse CAD. The degree of agreement between the examiners for myocardial revascularization strategy was reasonable to moderate. The heart team presented higher specificity and lower sensitivity in the prediction of CABG success when compared to experts separately. The arterial grafts occlusion rate in one year was significantly lower than the venous\' rate, however, there was no significant difference between the overall graft occlusion rate between LAD and non-LAD territories, and between the arterial and venous graft occlusion rate in the LAD and non-LAD territories