Internationale Zeitschrift für Herz-Kreislauf-Forschung

Test-Retest-Zuverlässigkeit der durchflusszytometrischen Quantifizierung zirkulierender Endothelzellen und endothelialer Progenitorzellen bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Josephine Büscher, Fabian Weisrock, Max Fritschka, Sebastian Beckmann, Simon Litmeier, Elvis Tahirovic, Sara Radenovic, Andreas Busjahn, Thomas Krahn, Wilfried Dinh und Hans-Dirk Düengen

Zirkulierende Endothelzellen (CECs) und endotheliale Vorläuferzellen (EPCs) gewinnen als quantifizierbare Ersatzbiomarker für endotheliale Dysfunktion (ED) an Bedeutung. Das Fehlen einer gemeinsamen Definition und folglich einer standardisierten Quantifizierungsmethode begrenzt die klinische Anwendbarkeit dieser Biomarker. Um das volle Potenzial dieser Parameter auszuschöpfen, ist eine zuverlässige, reproduzierbare und praktikable Methode erforderlich. Ziel dieser Studie war es, die Test-Retest-Zuverlässigkeit der durchflusszytometrischen Quantifizierung von CECs und EPCs im menschlichen Vollblut von Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen über einen kurzen Zeitraum (~7 Tage) zu bewerten. 100 Patienten (mittleres Alter 65 Jahre ± 10 Jahre, 30 Frauen) wurden in eine prospektive Studie mit vier Patientengruppen aufgenommen: Herzinsuffizienz mit reduzierter Ejektionsfraktion (HFrEF; n=25), Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion (HFpEF; n=26), diabetische Nephropathie (DN; n=25) und Hypertonie (HTN; n=24). Zusätzlich wurden 11 gesunde Freiwillige als Kontrollgruppe einbezogen. Bei zwei Studienbesuchen wurde eine Blutprobe entnommen, die einer identischen Abfolge von Aufbereitung und Analyse unterzogen wurde. CECs (DNA+, CD45 dim, CD31+ und CD146+) und EPCs (CD45 dim, CD34 br, CD133+ und CD31+), FSC-Kurzzeittest-Retest-Reliabilität, Korrelation (Intraklassenkorrelation) und Übereinstimmung (Bland-Altman-Diagramm) der bei den 2 Studienbesuchen erhaltenen Messungen wurden ausgewertet. Über alle Patienten hinweg lagen die medianen CECs/ml und EPCs/ml bei Besuch 1 bei 12 (5./95. Perzentil: 6/22) und 679 (447/1281) und bei Besuch 2 bei 11 (6/24) und 736 (510/1105); die Intraklassenkorrelation (ICC) war für die CEC-Zahl schlecht (0,106; ICC-95% CI-0,08–0,29) und für die EPC-Zahl gut (0,9; 0,86– 0,93). Bei Patienten mit HFpEF war die ICC schlecht für die CEC-Zahl (0,294; 95% KI-0,08-0,6) und von mittlerer Stärke für die EPC-Zahl (0,694; 0,43–0,85). Bei Patienten mit HFrEF war die ICC schlecht für die CEC-Zahl (0,076; -0,32–0,45) und von ausgezeichneter Stärke für die EPC-Zahl (0,946; 0,88–0,98). Bei Patienten mit DN war die ICC schlecht für die CEC-Zahl (-0,031; -0,44–0,37) und von ausgezeichneter Stärke für die EPC-Zahl (0,946; 0,88–0,98). Bei Patienten mit HTN war die ICC schlecht für die CEC-Zahl (0,143; -0,27–0,51) und mittelstark für die EPC-Zahl (0,668; 0,37–0,84). Bei gesunden Kontrollpersonen war die ICC für die CEC-Zahl schlecht (0,378–0,26–0,78) und für die EPC-Zahl gut (0,846; 0,59–0,96). Ein Bland-Altman-Diagramm zeigte eine positive Korrelation von Variationen der Unterschiede und steigenden mittleren CEC-Zahlen; es gab keine eindeutigen Trends für die mittleren EPC-Zahlen. Unsere Analysen zeigen, dass die durchflusszytometrische Quantifizierung der EPC-Konzentrationen bei Patienten mit HFpEF, HFrEF, DN und HTN zuverlässig ist. Die Quantifizierung der CEC-Konzentrationen zeigte in allen Patientengruppen eine schlechte Test-Retest-Zuverlässigkeit. Weitere Forschung ist notwendig, um die Natur dieses Befundes aufzuklären, der auf eine höhere biologische Variabilität bei Patienten mit schwerer ED zurückzuführen sein könnte. Registrierungskennung für klinische Studien: NCT02299960