La escala CHA2DS2-VASc utilizada para evaluar el riesgo de formación de trombos en la orejuela izquierda (TOI) de pacientes con fibrilación auricular (FA) muestra poco valor predictivo. Además, el ecocardiograma transesofágico, utilizado para identificar los TOI, es semiinvasivo. Esto hace que el desarrollo de métodos alternativos para identificar TOI tenga un alto potencial clínico.
MétodosSe realizó un análisis proteómico avanzado en muestras de plasma de 8 pacientes con FA no valvular, divididos en grupos con TOI y controles sin trombos (4 pacientes por grupo). Los biomarcadores asociados con TOI se validaron mediante inmunoenzimoanálisis en una cohorte de 179 pacientes con datos clínicos y de ecocardiografías transtorácica y transesofágica disponibles. Se desarrollaron modelos predictivos para evaluar la mejora en la predicción de TOI.
ResultadosEl grupo de TOI mostró valores más altos de CHA2DS2-VASc y de diámetro de la aurícula izquierda y menores velocidades de flujo en la orejuela izquierda. El análisis proteómico identificó 30 proteínas de expresión diferenciada, entre ellas la miosina de cadena ligera (MYL4), la prenilcisteína oxidasa 1 (PCYOX1) y la decorina como potenciales biomarcadores de TOI. El desarrollo de modelos predictivos mostró que la PCYOX1 y la decorina proporcionaron un área bajo la curva (AUC) de 0,970 para la predicción de TOI comparado con 0,672 en el modelo que incluyó CHA2DS2-VASc y morfología en coliflor de la orejuela izquierda. El valor incremental de los biomarcadores proteómicos para la predicción de TOI en pacientes con FA no valvular se confirmó con análisis estadísticos adicionales mediante el índice de mejora de la discriminación y de la reclasificación.
ConclusionesLa concentración de las proteínas PCYOX1 y decorina mejoran la capacidad predictiva de TOI en pacientes con FA no valvular.
Palabras clave
La fibrilación auricular (FA) es un frecuente trastorno del ritmo cardiaco que ha aumentado su prevalencia al cuádruple a lo largo de las últimas 5 décadas1. En un estudio danés se observó que la FA puede reducir la esperanza de vida en hasta 10 años, debido principalmente a ictus en las 2 décadas siguientes al diagnóstico inicial de la arritmia2. Los datos muestran un notable incremento en los años de vida ajustados por la discapacidad atribuida a la FA, que han pasado de 3,8 millones en 1990 a 8,4 millones en 20193. El ictus es una de las complicaciones más graves de la FA, que además se documenta en al menos el 25% de los ictus isquémicos4. La investigación basada en la evidencia ha indicado que la formación de un trombo en la orejuela izquierda (TOI) es la etiología predominante del ictus en los pacientes con FA no valvular5.
Aunque la puntuación CHA2DS2-VASc es una instrumento fácil de aplicar y se emplea mucho para la predicción del TOI, su valor predictivo es limitado, con un discreto estadístico C de 0,6066. La ecocardiografía transesofágica (ETE) continúa siendo la prueba de referencia para el diagnóstico de TOI; sin embargo, dados su carácter semiinvasivo y que requiere un conocimiento experto especializado, su uso no es generalizado.
Investigaciones previas han evidenciado el papel prometedor de los biomarcadores (p. ej., concentraciones plasmáticas de homocisteína) y los parámetros de imagen para identificar el riesgo de TOI en pacientes con FA no valvular7. Además, determinados marcadores de pruebas de imagen presentes en el ETE, como el «humo», el «lodo» y la reducción de la velocidad de flujo en la orejuela izquierda, se han correlacionado con la aparición de TOI8. Algunos estudios han considerado que el contraste ecocardiográfico espontáneo (CEE) es un marcador indirecto para evaluar el riesgo de ictus9.
La utilidad de los métodos basados en el examen de detección tradicional de un único biomarcador está limitada por su falta de sensibilidad y especificidad, que hace que sean menos apropiados para un examen de detección sistemática a escala poblacional. Las tecnologías ómicas, caracterizadas por su alto rendimiento y su capacidad de automatización, abren el camino a una determinación simultánea de una amplia variedad de biomarcadores de altas sensibilidad y especificidad10–12. El objetivo de este estudio es aprovechar las técnicas de proteómica avanzada para identificar de manera sistemática los biomarcadores asociados con la formación de TOI y con los estados de riesgo trombótico alto, con la finalidad última de desarrollar un modelo de predicción de TOI robusto y de aplicación universal.
MÉTODOSCohorte de estudioEstudio prospectivo que incluyó a pacientes consecutivos con FA no valvular del Hospital General del Ejército de Liberación Popular de China entre enero de 2021 y diciembre de 2022. La elegibilidad de los pacientes para la inclusión en el estudio se determinó mediante los siguientes criterios: edad mínima de 18 años y diagnóstico de FA. Se excluyó a los pacientes que presentaban alguna de las siguientes características: estenosis mitral, insuficiencia mitral o tricuspídea grave, estenosis o insuficiencia aórtica, una válvula artificial, antecedentes de extracción de TOI, cardiopatía congénita (p. ej., comunicación interauricular, comunicación interventricular, tetralogía de Fallot), antecedentes de ablación percutánea, contraindicaciones para la ETE como la estenosis o las varices esofágicas, negativa a someterse a la ETE o mala calidad de la imagen de la ETE. Se exigió un periodo en ayunas ≥ 10 h antes de la exploración por ETE. Se obtuvo la aprobación ética para este protocolo del Comité de Ética del Hospital General del Ejército de Liberación Popular de China. Todos los participantes proporcionaron consentimiento informado.
Obtención de muestras de sangreLas muestras de sangre se extrajeron por la mañana, utilizando tubos con el anticoagulante ácido etilendiaminotetraacético (EDTA). Tras la centrifugación a 1.500rpm durante 15min, el sobrenadante se conservó a –80°C para la posterior detección proteómica y por enzimoinmunoanálisis (ELISA).
ProteómicaProcesamiento de las muestrasLas muestras plasmáticas se procesaron para extraer las proteínas muy abundantes con el Agilent Human 14/Mouse 3 Multiple Affinity Removal System (Agilent, Estados Unidos). Las proteínas se desalinizaron en tubos de ultrafiltración Sartorius y se cuantificaron con el test BCA (Bio-Rad, Estados Unidos). Para la desnaturalización y la digestión, las muestras se trataron con ditiotreitol a una concentración final de 10mM, se agitaron a 600rpm durante 1,5h a 37°C para la reducción, seguido de una alquilación con yodoacetamida (CAI) 20mM en oscuridad durante 30min. A continuación se realizó la digestión con tripsina en relación enzima:proteínas de 1:50 durante 15–18h a 37°C. De los péptidos resultantes se hicieron 10 fracciones utilizando un kit de fraccionamiento de fase inversa a pH elevado (Thermo Fisher Scientific, Estados Unidos). Cada fracción se desalinizó en cartuchos C18 (Empore SPE Cartridges C18 densidad estándar, I.D. de lecho 7mm, volumen 3ml, Sigma-Aldrich, Estados Unidos) y se reconstituyó en 40μl de ácido fórmico al 0,1% en v/v.
Análisis de LC-MS/MSLas muestras digeridas se analizaron en un espectrómetro de masas TIMSTOF conectado a un sistema Evosep One para cromatografía líquida (Bruker Corporation, Dinamarca). La LC-MS/MS se realizó en un modo dependiente de los datos, con ionización en modo de electronebulización positiva y un intervalo de m/z de 100-1700, complementado mediante péptidos de calibración de tiempo de retención interna para la adquisición independiente de los datos. La exclusión dinámica se fijó en 24,0s. El voltaje de la fuente iónica se fijó en 1.500V, temperatura de 180°C y flujo de gas seco de 3 l/min. Se utilizó separación de movilidad iónica, con un intervalo de 0,75-1,35 Vs/cm2, seguido de 8 ciclos de MS/MS con acumulación paralela-fragmentación seriada. Esta técnica mejora el rendimiento y la sensibilidad de la espectrometría de masas en tándem al acumular múltiples iones precursores simultáneamente antes de fragmentarlos de forma seriada. Ello permite un análisis más eficiente y rápido al hacer posible el análisis simultáneo de múltiples iones, con lo que aumenta significativamente la velocidad de adquisición de datos y la sensibilidad.
Análisis de datos de espectrometría de masasSe utilizó el programa informático Spectronaut 14.4.200727.47784 (Biognosiys, Suiza) para analizar los datos de DIA. En este proceso se usó una secuencia FASTA descargada de UniProt (UniProt Consortium, Suiza), a la que se añadieron secuencias peptídicas iRT del kit Biognosys iRT. Los parámetros de búsqueda se establecieron meticulosamente con tripsina como enzima, permitiendo un máximo de 1 fragmentación no detectada, modificación fija de carbamidometilo y modificaciones dinámicas, incluida la oxidación y acetilación del extremo aminoterminal de la proteína. Con objeto de garantizar una exactitud elevada en la identificación de las proteínas, todos los datos se basaron en un nivel de confianza del 99%, manteniendo una tasa de falsos descubrimientos (FDR) ≤ 1%. En el análisis con el programa informático, se usó iRT dinámica para la predicción del tiempo de retención con activación de la corrección de interferencias a nivel MS2 y normalización cruzada de los análisis. Con el fin de garantizar la calidad de los resultados, se aplicó un criterio de filtro estricto con un valor umbral de Q=0,01, que es equivalente a una FDR <1%.
Información sobre el repositorio de datos brutosEn cumplimiento de las normas de datos de libre acceso y con objeto de facilitar la reproducibilidad y el ulterior análisis de la investigación, los datos de proteómica de espectrometría de masas se depositaron en el ProteomeXchange Consortium13 a través del repositorio asociado iProX14,15 con el identificador del conjunto de datos PXD047778. Este repositorio proporciona una información detallada sobre la disposición experimental, los parámetros de adquisición de datos y los archivos de datos brutos de todos los experimentos de identificación y cuantificación de proteínas llevados a cabo en este estudio.
Kits de ELISALas muestras de plasma se centrifugaron a 12.000rpm, 4°C durante 10min para eliminar los restos celulares. Se utilizaron kits de ELISA en sandwich cuantitativo para medir la cadena ligera 4 de miosina (MYL4), la prenilcisteína oxidasa 1 (PCYOX1) y la decorina en el plasma de los pacientes mediante los kits de ELISA de MYL4, PCYOX1 y decorina (LunChangShuo Biotechnology Co., Ltd., China, ED-200171, ED-200172 y ED-10690 respectivamente). Los anticuerpos de recubrimiento para las 3 proteínas se estandarizaron a una concentración de 2μg/ml, con la aplicación de 100μl por pocillo, y los anticuerpos utilizados tuvieron inicialmente una concentración de 1mg/ml y se diluyeron 1.000 veces antes de su uso. Para las mediciones se empleó un lector de ELISA (Rayto, TR-6100, Shenzhen Rayto Life Science Co, Ltd, China) a una longitud de onda de 450nm en un plazo de 15min, y se tomó el valor medio de los pocillos duplicados como valor de densidad óptica para el ensayo.
Ecocardiografías transtorácica y transesofágicaLas evaluaciones cardiacas se realizaron con un sistema de ecografía EPIC 7C (Philips, Países Bajos) para la ecocardiografía transtorácica y la ETE. Se registraron las mediciones de ecocardiografía transtorácica, como el diámetro de la aurícula izquierda, el grosor del tabique interventricular, el diámetro telediastólico del ventrículo izquierdo y la fracción de eyección del ventrículo izquierdo. La ETE se centró en el examen detallado de la OAI para la detección de trombos o CEE. Se utilizó una sonda 3D de adultos X7-2t (Philips, Países Bajos) a una frecuencia de 2-5MHz con presentación sincrónica de las ondas electrocardiográficas. Los estudios de ETE se llevaron a cabo tras 8 h en ayunas con un examen completo de 0 a 180° de la OAI para detectar trombos o CEE. El diagnóstico de trombo se confirmó con la detección de una masa ecodensa en la aurícula o la orejuela izquierdas, que se diferenció de los músculos pectíneos mediante un examen multiplanar (especialmente a 110-135°). La CEE, definida por los ecos arremolinados característicos indicativos de la inminencia de la formación de un trombo y del ictus, se diferenciaron de los artefactos de ruido blanco auricular izquierdo. Los pacientes con CEE se clasificaron como pacientes con un riesgo alto de TOI y se agruparon en función de sus características de imagen. Las exploraciones de imagen las llevaron a cabo cardiólogos experimentados en ecocardiografía, y un tercer experto resolvió las discrepancias.
Análisis estadísticoLas variables continuas se presentan en forma de media±desviación estándar o mediana [intervalo intercuartílico] según de su distribución. Las variables discretas se expresan como frecuencias (porcentajes). Se utilizó la prueba de la t de Student para muestras independientes o la prueba de la U de Mann-Whitney para las variables continuas y la prueba de la χ2 para las variables discretas. Se utilizó una regresión logística univariante para evaluar los factores de riesgo de TOI. Se usó una regresión de Lasso para mejorar la selección de variables, y se evaluó el rendimiento del modelo con el estadístico C de concordancia, las curvas de características operativas del receptor y el área bajo la curva (AUC). Se utilizaron los índices de mejora de reclasificación neta (MRN) y mejora de discriminación integrada (MDI) para determinar la capacidad predictiva del modelo. La calibración y la utilidad clínica se examinaron mediante gráficos de calibración basados en remuestreo y con nomogramas respectivamente. Los análisis se realizaron con el programa R versión 4.3.0 (R Foundation, Austria), utilizando los paquetes “stats”, “MannWhitneyU”, “MASS”, “car”, “glmnet”, “pROC”, “rms”, “clusterProfiler” y “org.Hs.eg.db”.
RESULTADOSResultados proteómicosSe analizaron muestras de plasma de 8 pacientes y se agruparon en función de la presencia o ausencia de TOI/CEE en los grupos de trombosis y controles, con 4 pacientes en cada uno. Se observaron en el grupo de trombosis cifras de NT-proBNP superiores que en el grupo de control (764,3±489,2 frente a 63,5±27,9 pg/ml; p=0,029). También se observó un diámetro telediastólico del ventrículo izquierdo significativamente mayor (47,3 ± 8,5 frente a 33,8±3,2mm; p=0,024) y una velocidad de flujo en la OAI notablemente inferior (0,273±0,030 frente a 0,643±0,051 m/s; p<0,001) en el grupo de trombosis. No hubo diferencias significativas entre los grupos de trombosis y de control en cuanto a la edad, el sexo, la puntuación de la escala CHA2DS2-VASc, los antecedentes de ictus y el tratamiento anticoagulante (tabla 1 del material adicional).
En nuestro estudio, se detectaron 8.087 péptidos en las 8 muestras. Sin embargo, hubo leves diferencias en el número de proteínas identificadas en cada muestra (1.349-1.353), con un total de 1.351 proteínas solapadas en los 2 grupos. Con un valor absoluto del múltiplo de cambio > 1,5 y p < 0,05 como criterios de diferencia significativa, se identificaron 7 proteínas aumentadas y 23 reducidas al comparar ambos grupos, lo que supone un total de 30 (figura 1; tabla 2 del material adicional). El proceso de búsqueda, guiado por los resultados de proteómica, las bases de datos de genes humanos y la bibliografía pertinente para estas 30 proteínas con una expresión diferente, se centró específicamente en la FA y la trombosis. Orr et al.16 descubrieron que la mutación de E11K-MYL4 en el ser humano y en el pez cebra puede desestabilizar los complejos de actina F-disco Z, con un posible deterioro de la señalización del calcio y la posible generación de una miopatía auricular que cause arritmias. Gudbjartsson et al.17 describieron que las deleciones de desplazamiento de marco en el gen MYL4 (c.234delC) pueden causar una FA de inicio temprano. Un déficit de PCYOX1 puede llevar a una reducción de la reactividad plaquetaria y un deterioro de la formación del trombo arterial18. Las manifestaciones estructurales de la decorina pueden facilitar su interacción con proteínas reactivas plaquetarias. Finalmente, se seleccionaron como posibles biomarcadores predictivos del TOI los siguientes: MYL4, PCYOX1 y decorina.
Gráfico de volcán que compara las diferencias significativas de proteínas entre el grupo de trombo en orejuela izquierda y el grupo de control, basándose en el múltiplo de cambio y el valor de p estadístico. Las proteínas con una disminución significativa (múltiplo de cambio <–1,5) se indican en azul, las proteínas con un aumento significativo (múltiplo de cambio >1,5) en rojo, y las proteínas sin diferencia significativa en verde.
El análisis con enriquecimiento reveló que las vías y funciones GO identificadas (figuras 1 y 2 del material adicional) podrían no ser directamente pertinentes en relación con la enfermedad en estudio o, en casos como los de un análisis KEGG, podrían no producir un enriquecimiento sustancial. Esta observación puede atribuirse a la naturaleza del plasma como medio líquido, que no es específico de las células ni del tejido. El plasma contiene fundamentalmente una mezcla de proteínas secretadas por diversos tejidos y células; en consecuencia, las vías y funciones identificadas en las muestras de plasma pueden no reflejar con exactitud los procesos intracelulares o tisulares específicos.
Validación del ELISALa puntuación CHA2DS2-VASc fue mayor en el grupo de trombosis que en el de control (3,2±1,2 frente a 2,7±1,6; p=0,019). El diámetro anteroposterior en el grupo de trombosis fue de 47,0±9,5mm, lo cual es significativamente superior al valor observado en el grupo de control, 42,3±7,6mm (p=0,001). La velocidad del flujo en la OAI en el grupo de trombosis (0,315±0,07 m/s) fue inferior a la del grupo de control (0,510±0,228 m/s). La morfología de la OAI también mostró diferencias significativas entre los 2 grupos (p=0,005). La morfología de la OAI en coliflor fue predominante en el grupo de trombosis (53,4%) frente la morfología en cactus (42,1%) en el grupo de control. Sin embargo, en el tipo de abertura de la OAI no hubo diferencias significativas entre los grupos (p=0,291). No se observaron diferencias significativas en cuanto a la edad, el sexo o el tipo de abertura entre los grupos de trombosis y de control. Se presenta una comparación de los demás datos basales en la tabla 3 del material adicional. Tres biomarcadores (MYL4, PCYOX1, decorina), validados mediante ELISA, mostraron diferencias significativas entre el grupo de trombosis y el grupo de control (1,408±0,315 frente a 1,084±0,356 ng/ml; 2,921±0,574 frente a 4,027±0,476 ng/ml; 15,564±2,264 frente a 19,595±2,671 ng/ml respectivamente; p<0,0001), lo cual es coherente con los resultados de los análisis de proteómica (figura 2).
Concentraciones de MYL4, PCYOX1 y decorina en los 2 grupos. El eje x clasifica las muestras en los grupos de control (columnas azules) y de TOI/CEE (columnas rojas). Los asteriscos indican una diferencia muy significativa, con p<0,0001. CEE: contraste ecocardiográfico espontáneo; DCN: decorina; MYL4: cadena ligera 4 de miosina; PCYOX1: prenilcisteína oxidasa 1; TOI: trombo en orejuela izquierda.
Se realizó una regresión logística univariante con las variables obtenidas, con objeto de analizar los factores de riesgo para TOI y para el estado de riesgo alto. Los parámetros de puntuación CHA2DS2-VASc, diámetro anteroposterior de la aurícula izquierda, morfología de la OAI en ala de pollo y en coliflor, velocidad del flujo sanguíneo en el orificio de la OAI, fibrinógeno, tiempo de protrombina, MYL4, PCYOX1 y decorina mostraron asociación con el TOI (figura 3 del material adicional). Se realizó una regresión de Lasso para la selección de variables, que condujo a 5 variables (λ=0,03587), como se muestra en la figura 3. Se llevó a cabo un análisis de regresión logística multivariado para evaluar los factores predictivos de TOI. Los modelos mostraron que, si bien la puntuación CHA2DS2-VASc y la morfología en coliflor de la OAI se identificaban de manera uniforme como factores predictivos independientes en múltiples modelos, la inclusión de los biomarcadores MYL4, PCYOX1 y decorina variaba, de tal manera que la PCYOX1 y la decorina aparecían como factores de riesgo independientes significativos en los modelos finales (tabla 1). No se observó una multicolinealidad significativa en las 5 variables usadas para elaborar el modelo de predicción, según lo indicado por el factor de inflación de la varianza < 5.
Resultados de la regresión de Lasso. DAI: diámetro de la aurícula izquierda; DCN: decorina; FEVI: fracción de eyección del ventrículo izquierdo; MYL4: cadena ligera 4 de miosina; OAI: orejuela de la aurícula izquierda; PCR: proteína C reactiva; PCYOX1: prenilcisteína oxidasa 1; TP: tiempo de protrombina; TTPA: tiempo de tromboplastina parcial activado.
Modelo integrado para la predicción de trombo en la orejuela izquierda
| Componentes del modelo | Modelo 0CHA2DS2-VASc | Modelo 1CHA2DS2-VASc+coliflor | Modelo 2CHA2DS2-VASc+MYL4+PCYOX1+DCN | Modelo 3CHA2DS2-VASc+coliflor+MYL4+PCYOX1+DCN | Modelo 4MYL4+PCYOX1+DCN | ModeloPCYOX1+DCN |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CHA2DS2-VASc | OR=2,50IC95%, 1,29-5,02p=0,008 | OR=2,46IC95%, 1,24-5,03p=0,011 | OR=6,17IC95%, 1,54-31,1p=0,016 | OR=4,71IC95%, 1,09-25,0p=0,048 | — | — |
| Coliflor | — | OR=2,78IC95%, 1,44-5,44p=0,002 | — | OR=7,34IC95%, 1,66-42,8p=0,014 | — | — |
| MYL4 | — | — | OR=3,86IC95%, 0,54-29,8p=0,2 | OR=10,1IC95%, 1,16-99,5p=0,039 | OR=3,41IC95%, 0,56-21,8p=0,2 | — |
| PCYOX1 | — | — | OR=0,01IC95%, 0,00-0,06p<0,001 | OR = 0,01IC95%, 0,00-0,06p<0,001 | OR=0,02IC95%, 0,00-0,08p<0,001 | OR=0,01IC95%, 0,00-0,06p<0,001 |
| DCN | — | — | OR=0,51IC95%, 0,35-0,67p<0,001 | OR=0,53IC95%, 0,36-0,71p<0,001 | OR=0,51IC95%, 0,37-0,67p<0,001 | OR=0,5IC95%, 0,36-0,65p<0,001 |
CHA2DS2-VASc: instrumento de predicción clínica para estimar el riesgo de ictus en pacientes con fibrilación auricular no reumática; DCN: decorina; IC95%: intervalo de confianza del 95%; MYL4: cadena ligera 4 de miosina; OR: odds ratio; PCYOX1: prenilcisteína oxidasa 1.
Con objeto de evaluar con mayor detalle el rendimiento del modelo, se realizó una comparación con la puntuación CHA2DS2-VASc. El AUC inicial para la puntuación CHA2DS2-VASc fue de 0,606. El AUC aumentó discretamente hasta 0,672 con la inclusión de la morfología en coliflor de la OAI. Se observó una mejora sustancial al añadir biomarcadores, de tal manera que el AUC alcanzó 0,983 en el modelo 3, que incluía la morfología en coliflor de la OAI, la MYL4, la PCYOX1 y la decorina. Los modelos 4 y 5, que utilizaron diferentes combinaciones de estos biomarcadores (MYL4+PCYOX1+decorina para el modelo 4 y PCYOX1+decorina para el modelo 5), produjeron valores de AUC de 0,971 y 0,970 respectivamente, lo cual indica que, si bien la inclusión de la MYL4, la PCYOX1 y la decorina aportó el valor más alto de AUC, las diferencias entre los modelos 2, 3, 4 y 5 no fueron estadísticamente significativas (figura 4). Se consideró que el modelo 5, que no incluía la MYL4, era el más sencillo y fue el que se propuso como modelo final. En comparación con la puntuación CHA2DS2-VASc basal, este modelo final (modelo 5) mostró una MRN de 1,544 (IC95%, 1,343-1,745; p<0,001) y una MDI de 0,679 (IC95%, 0,592-0,767; p<0,001) (tabla 2).
Comparación de las curvas de características operativas del receptor (ROC) de los 3 modelos. En la figura se comparan las curvas ROC de 3 modelos predictivos y se muestran sus respectivas sensibilidad y especificidad. Modelo 0: CHA2DS2-VASc; Modelo 1: CHA2DS2-VASc+coliflor; Modelo 2: CHA2DS2-VASc+MYL4+PCYOX1+decorina; Modelo 3: CHA2DS2-VASc+coliflor+MYL4+PCYOX1+decorina; Modelo 4: MYL4+PCYOX1+decorina; Modelo 5: PCYOX1+decorina. AUC: área bajo la curva; MYL4: cadena ligera 4 de miosina; PCYOX1: prenilcisteína oxidasa 1.
Comparación del rendimiento de los modelos de predicción del trombo en la orejuela izquierda
| Parámetros de rendimiento del modelo | Modelo 0CHA2DS2-VASc | Modelo 1CHA2DS2-VASc+coliflor | Modelo 2CHA2DS2-VASc+MYL4+PCYOX1+DCN | Modelo 3CHA2DS2-VASc+coliflor+MYL4+PCYOX1+DCN | Modelo 4 MYL4+PCYOX1+DCN | Modelo 5 PCYOX1+DCN |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AUC | 0,606IC95%, 0,595-0,617Inicial | 0,672IC95%, 0,660-0,684p=0,105 | 0,978IC95%, 0,976-0,981p<0,001 | 0,983IC95%, 0,982-0,985p<0,001 | 0,971IC95%, 0,968-0,974p<0,001 | 0,970IC95%, 0,967-0,973p<0,001 |
| MRN | Inicial | 0,491IC95%, 0,187-0,794p=0,002 | 1,662IC95%, 1,488-1,837p<0,001 | 1,797IC95%, 1,660-1,935p<0,001 | 1,526IC95%, 1,319-1,733p<0,001 | 1,544IC95%, 1,343-1,745p<0,001 |
| MDI | Inicial | 0,053IC95%, 0,018-0,087p=0,003 | 0,712IC95%, 0,636-0,789p<0,001 | 0,740IC95%, 0,667-0,812p<0,001 | 0,686IC95%, 0,600-0,772p<0,001 | 0,679IC95%, 0,592-0,767p<0,001 |
AUC, área bajo la curva; CHA2DS2-VASc: instrumento de predicción clínica para estimar el riesgo de ictus en pacientes con fibrilación auricular no reumática; DCN: decorina; IC95%: intervalo de confianza del 95%; MDI: mejora de discriminación integrada; MRN: mejora de reclasificación neta; MYL4: cadena ligera 4 de miosina; OR: odds ratio; PCYOX1: prenilcisteína oxidasa 1.
Se elaboró un nomograma para integrar y cuantificar los factores independientes predictivos de TOI/CEE (figura 5). El nomograma mostró una discriminación excelente, con un estadístico C de 0,970. Se hicieron 1.000 repeticiones de remuestreo para la validación interna del rendimiento del nomograma. El gráfico de calibración mostró que la curva estándar del modelo de probabilidad de TOI/CEE se alineaba estrechamente con la línea diagonal de 45°, lo cual indica una buena calibración del nuevo modelo (figura 4 del material adicional). El estadístico C de remuestreo fue de 0,9418, con un sesgo de −0,0043.
Nomograma para TOI/CEE. El eje «Puntos» en la parte superior asigna valores numéricos a cada variable. La línea «Puntos totales» es la suma de esos diversos puntos, que luego se representa gráficamente en la línea «Probabilidad» para estimar la probabilidad de TOI/CEE. CEE: contraste ecocardiográfico espontáneo; DCN: decorina; OAI: orejuela de la aurícula izquierda; PCYOX1: prenilcisteína oxidasa 1; TOI: trombo en orejuela izquierda.
El TOI es una complicación frecuente en los pacientes con FA, con una incidencia de hasta un 27%19. Los TOI son una causa principal de ictus isquémico y aumentan de forma significativa las tasas de mortalidad y discapacidad en los pacientes con FA. En consecuencia, el diagnóstico temprano del TOI es de una importancia clínica vital para los pacientes y puede reducir sustancialmente la carga para el sistema sanitario. En nuestro estudio, se confirma que no solo la puntuación CHA2DS2-VASc y la morfología en coliflor de la OAI, sino también la MYL4, la PCYOX1 y la decorina —identificadas por primera vez mediante técnicas de proteómica avanzada y ELISA— son factores independientes del riesgo de TOI y alto riesgo. El análisis posterior demostró que la exactitud predictiva continuaba siendo alta cuando tan solo se usaba la PCYOX1 y la decorina, y que con ello se proporcionaba un diagnóstico de TOI exacto y eficiente.
La PCYOX1 es una enzima dependiente del dinucleótido flavina-adenina, que genera cisteína libre, aldehído de alicina y peróxido de hidrógeno20. Se trata de una proteína multifuncional que afecta a sistemas que van desde la modulación de la actividad de la peptidasa a la desgranulación plaquetaria y la respuesta de estrés21. La PCYOX1 puede influir en la actividad plaquetaria al generar H2O222, aumentar la susceptibilidad a la formación de trombos23 o al oxidar la lipoproteína apoB10024. Jung et al.25 describieron una reducción de la actividad del inhibidor de activador de plasminógeno 1 (PAI-1) en ratones Pcyox1−/−/Apoe−/−, lo cual indica potenciación de la fibrinolisis. Recientemente, un estudio contrario realizado por Banfi et al.18 con ratones Pcyox1−/− mostró una disminución de la actividad plaquetaria y una menor agregación plaquetaria/leucocitaria. Los agregados de plaquetas y leucocitos intervienen tanto en la formación del trombo como en la inflamación, lo cual involucra a la PCYOX1 como mediador de la inflamación y la trombogénesis26. Resultados recientes ha resaltado que la PCYOX1 puede desempeñar un papel en la inflamación y la coagulación al ser transportada en el plasma humano por lipoproteínas27. En nuestro estudio se observaron solamente concentraciones plasmáticas significativamente inferiores de PCYOX1 en los pacientes con FA y trombosis en comparación con los pacientes del grupo de control. Es de destacar que se centró en participantes humanos con una FA no valvular, tratados con anticoagulantes, a diferencia del estudio de Banfi et al.18, que se realizó en ratones knockout. Las discrepancias observadas pueden ser consecuencia de estas diferencias, como la localización y el tipo de trombo examinado (en nuestro caso el TOI, mientras que el estudio de Banfi et al.18 se centró en los trombos en la arteria carótida).
La decorina es un importante proteoglucano de matriz que se encuentra en los huesos. En los pacientes con FA persistente, la fragmentación del extremo aminoterminal de la decorina fomenta la hipertrofia auricular a través de la actividad antimiostatina, mientras que en los pacientes en ritmo sinusal un truncamiento carboxiterminal más prevalente en las aurículas libera un dominio de unión de CTGF que inhibe la fibrosis auricular28. La inmunotinción de la decorina se asocia con ciertos microvasos en los trombos y las placas de ateroesclerosis en fase avanzada29. Además, la reducción de decorina en el tejido placentario aumenta la generación de trombina30. Tiene interés señalar que la decorina asociada a la matriz extracelular fomenta la formación de fibras de fibrina delgadas y curvadas. Esto acelera la fibrinolisis dependiente del activador de plasminógeno de tipo tisular, con lo que se reduce la probabilidad de trombosis31. La decorina cargada en hialuosomas alivia la inflamación en el organismo al reducir el factor de necrosis tumoral alfa y la interleucina (IL) 1b32. En consonancia con nuestros resultados, se observó una disminución significativa de las concentraciones plasmáticas de decorina en el grupo de FA con trombosis en comparación con el grupo de control con FA sin TOI, lo cual puede tener relación con un aumento de la inflamación en el grupo de FA y TOI, contribuyendo por tanto a la formación del trombo. Sin embargo, es necesario explorar con más detalle el mecanismo y el significado de esta observación.
La MYL4 es crucial para el mantenimiento de la integridad estructural de la miosina y se expresa predominantemente en las aurículas después del nacimiento33. Las mutaciones en el gen MYL4 alteran la estructura sarcomérica dando lugar a un crecimiento y a anomalías eléctricas de la aurícula que contribuyen al desarrollo de FA34. Esto indica que la alteración de la regulación de la MYL4, ya sea proteica o génica, puede influir en la fisiopatología de la FA. En un análisis de pacientes con FA y de individuos de control, Liu et al.35 observaron que las concentraciones de MYL4 estaban inversamente correlacionadas con la gravedad de la FA y la puntuación CHA2DS2. La presencia de MYL4 en el tejido cardiaco puede corregir la alteración de la regulación del flujo autofágico, con lo que se atenúa la fibrosis auricular36. Además, un déficit de MYL4 se ha relacionado con un aumento de la fosforilación de CX43, lo cual da lugar a alteraciones de la conducción37. En nuestro caso se observaron unas concentraciones plasmáticas de MYL4 en los pacientes con FA y TOI mayores que las de los pacientes sin TOI. Estos resultados pueden deberse a que nos centramos en los pacientes con presencia de TOI en comparación con los que no tenían evidencia de TOI, dentro de la población de pacientes con FA, lo cual puede hacer que las concentraciones séricas elevadas de MYL4 reflejen un daño en la membrana miocárdica que dé lugar a una reducción localizada y una intensificación posterior de la miopatía auricular.
En estudios previos se han clasificado las morfologías de la OAI en 4 tipos con riesgos diversos de ictus: en forma de cactus, en ala de pollo, en manga de aire o en coliflor. Di Biase et al.11 observaron que la morfología en ala de pollo era menos embólica, mientras que los demás tipos comportaban un riesgo superior. Los metanálisis han respaldado el carácter protector contra eventos embólicos de la morfología en ala de pollo, con independencia de la puntuación CHA2DS2-VASc38,39. En nuestro estudio se confirman estas clasificaciones y se identifica la forma en coliflor como factor de riesgo y la forma en ala de pollo como factor protector respecto al TOI y al estado de riesgo trombótico alto. En su estudio, Lee et al.40 relacionaron un valor superior del diámetro de la OAI con el ictus cardioembólico y los accidentes isquémicos transitorios, mientras que Huang et al.41 y Khurram et al.42 resaltaron otros factores, como un diámetro inferior y las trabeculaciones amplias. En nuestro estudio, no se observa ninguna diferencia significativa en cuanto a la profundidad o el diámetro de abertura de la OAI. Mientras que Huang et al. se centraron en pacientes con una puntuación CHA2DS2-VASc baja y el estudio de Khurram et al. se realizó en Estados Unidos, nuestro estudio se llevó a cabo en una población china. En resumen, las diferencias entre los estudios pueden derivar de las diferencias en las características demográficas de los pacientes, pero no niegan la importancia de la morfología de la OAI en la evaluación del riesgo de ictus.
Actualmente, la Sociedad Europea de Cardiología y la American Heart Association recomiendan la puntuación CHA2DS2-VASc para la evaluación del riesgo de ictus. Aunque es fácil de aplicar y proporciona cierta capacidad predictiva para los objetivos, incluido el TOI y la SEC43, tiene limitaciones importantes. Concretamente, no tiene en cuenta factores cruciales, como la morfología de la OAI9 y los biomarcadores44,45. En consecuencia, la capacidad discriminatoria de la puntuación CHA2DS2-VASc en cuanto al riesgo de ictus embolígeno es limitada6. Además, la falta de datos de seguimiento en el 31% de los pacientes y el corto periodo de seguimiento de 1 año socavan también su fiabilidad46. En nuestro estudio se observó que su estadístico C era igualmente bajo (0,606), pero que sigue siendo un factor independiente del riesgo de TOI y de alto riesgo trombótico. En resumen, la puntuación CHA2DS2-VASc es un punto de partida, pero no es suficiente para una evaluación completa del riesgo tromboembólico en FA. Nuestros resultados indican que la integración de indicadores de imagen, como la morfología de la OAI en coliflor, con biomarcadores puede mejorar la exactitud predictiva de TOI y de riesgo alto del modelo, y que el empleo de tan solo 2 proteínas, la PCYOX1 y la decorina, puede aportar una predicción notablemente eficaz.
LimitacionesEste estudio tiene varias limitaciones. En primer lugar, se basó en resultados preliminares de un conjunto de datos de un solo centro y de discreto tamaño muestral. Segundo, aunque los modelos existentes tienen en cuenta diversos factores, como la historia clínica, la morfología de la OAI y los biomarcadores en sangre, continúan siendo deficitarios por lo que respecta a una evaluación morfológica detallada de la OAI y la incorporación de parámetros hemodinámicos. Tercero, nuestro estudio no incluyó una investigación adicional sobre el mecanismo de acción de los biomarcadores identificados. En futuros estudios, está previsto aumentar el tamaño muestral y recopilar un conjunto de datos más amplio. Se pretende evaluar de forma holística los factores de riesgo para la formación del TOI para perfeccionar y elaborar con ello nuevos modelos diagnósticos y predictivos. La validación posterior de estos modelos en cuanto a su relevancia clínica y exactitud se llevará a cabo mediante estudios de cohorte y ensayos controlados y aleatorizados, con un tamaño muestral grande, para facilitar la traslación de los hallazgos a la práctica clínica.
CONCLUSIONESEste estudio muestra que las proteínas MYL4, PCYOX1 y decorina, junto con la morfología de la OAI en coliflor, podrían ser factores independientes del riesgo de TOI y de estados de alto riesgo en pacientes con FA no valvular y sin una ablación percutánea previa. Aunque nuestra investigación respalda potenciar el sistema de puntuación CHA2DS2-VASc incluyendo estos biomarcadores e indicadores morfológicos, también se observa que el uso de la PCYOX1 y la decorina solas mejoró considerablemente la exactitud predictiva (figura 6). Son necesarias nuevos estudios para esclarecer el papel de estos biomarcadores en la formación del TOI.
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La investigación sobre el trombo en la orejuela izquierda (TOI) tiene como objetivo identificar biomarcadores fiables para la detección temprana y la prevención del ictus.
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Los modelos tradicionales, como la puntuación CHA2DS2-VASc, proporcionan una evaluación del riesgo, pero pueden no detectar indicadores más sutiles para una identificación más exacta de las personas en riesgo.
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La detección proteómica sistemática ha surgido como un medio fundamental para identificar esos biomarcadores y ofrece una perspectiva sobre el fundamento molecular del TOI.
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Mediante un análisis proteómico avanzado, este estudio reveló nuevos posibles biomarcadores del TOI (MYL4, PCYOX1, decorina), con lo que amplió la gama de indicadores fisiológicos detectables.
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Se presenta un nuevo modelo predictivo basado en una regresión de Lasso, que integra la PCYOX1 y la decorina y muestra una exactitud predictiva excepcional (AUC de 0,970).
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Este modelo mejora notablemente la predicción del riesgo y la clasificación, más allá de lo que permite el modelo convencional de la puntuación CHA2DS2-VASc, y proporciona un método más exacto y no invasivo de predicción de TOI y posterior riesgo de ictus tromboembólico.
Figura central. Presentación global de los resultados clave del estudio. Los nuevos biomarcadores, PCYOX1 y decorina, se identificaron mediante un análisis proteómico avanzado de 8 muestras iniciales y se validaron luego en una cohorte más amplia de 179 pacientes. Esto llevó a la creación de un modelo predictivo con un AUC de 0,970, que mejora notablemente los resultados del modelo convencional de la puntuación CHA2DS2-VASc. AUC: área bajo la curva; CEE: contraste ecocardiográfico espontáneo; DCN: decorina; ETE: ecocardiografía transesofágica; FANV: fibrilación auricular no valvular; MDI: mejora de discriminación integrada; MRN: mejora de reclasificación neta; MYL4: cadena ligera 4 de miosina; OAI: orejuela de la aurícula izquierda; PCYOX1: prenilcisteína oxidasa 1; TOI: trombo en orejuela izquierda; TP: tiempo de protrombina.
Este estudio fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, número de subvención 82070328, concedida a Yang Li. Yang Li es el beneficiario económico de esta investigación, y se encarga de controlar la supervisión del proyecto, realizar las revisiones y encabezar la obtención de financiación.
CONSIDERACIONES ÉTICASSe obtuvieron la aprobación ética para este protocolo del Comité de Ética del Hospital General del Ejército de Liberación Popular de China y el consentimiento informado de todos los participantes. En este estudio se aseguró que hubiera una representación equilibrada de participantes varones y mujeres. Dada la distribución igual de sexos y el carácter homogéneo de la muestra por lo que respecta a los criterios de valoración medidos, se determinó que no era necesario un análisis desglosado por sexo. Creemos que este enfoque mantiene la integridad del estudio al tiempo que se centra en la generalización de los resultados entre sexos, sin necesidad de análisis por separado.
DECLARACIÓN SOBRE EL USO DE INTELIGENCIA ARTIFICIALEn la elaboración de este estudio no se utilizaron herramientas ni servicios de inteligencia artificial. Los autores asumen la plena responsabilidad por el contenido de este manuscrito.
CONTRIBUCIÓN DE LOS AUTORESZ. Xie, T. Chen y X. Lu: base conceptual, metodología, uso de programas informáticos, redacción y visualización; M. Zhao: recursos, validación e investigación; Y. Chen, X. Wang, H. Zhou y J. Shen: recursos, gestión de los datos. J. Guo y Y. Li: supervisión, revisión y obtención de financiación. Todos los autores han leído y aprobado la versión final del manuscrito.
CONFLICTO DE INTERESESLos autores no declaran ningún conflicto de intereses.