Internationale Zeitschrift für Herz-Kreislauf-Forschung

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

Josephine Wagner1, Fabian Weisrock1, Max Fritschka2, Sebastian Beckmann1, Simon Litmeier1, Elvis Tahirovic1, Sara Radenovic3, Andreas Busjahn4, Thomas Krahn5, Wilfried Dinh6* und Hans-Dirk Düngen1*#

Zirkulierende Endothelzellen (CECs) und endotheliale Vorläuferzellen (EPCs) gewinnen als quantifizierbare Ersatzbiomarker für endotheliale Dysfunktion (ED) an Bedeutung. Da es keine gemeinsame Definition und folglich keine standardisierte Quantifizierungsmethode gibt, ist die klinische Anwendbarkeit dieser Biomarker begrenzt. 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 ± 10 Jahre, 30 Frauen) wurden in eine prospektive Studie mit 4 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 2 Studienbesuchen wurde eine Blutprobe entnommen, die einer identischen Sequenz von Aufbereitung und Analyse unterzogen wurde. CECs (DNA+, CD45dim, CD31+ und CD146+) und EPCs (CD45dim, CD34br, CD133+ und CD31+, FSClow– mittel, SSClow) wurden mittels Durchflusszytometrie gezählt. Um die kurzfristige Test-Retest-Zuverlässigkeit zu beurteilen, wurden Korrelation (Intraklassenkorrelation) und Übereinstimmung (Bland-Altman-Diagramm) der bei den beiden Studienbesuchen erhaltenen Messungen ausgewertet. Über alle Patienten hinweg lagen die medianen CECs/ml und EPCs/ml bei Besuch 1 bei 12 (5./95. Perzentil: 6/22) bzw. 679 (447/1281) und bei Besuch 2 bei 11 (6/24) bzw. 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 von mittlerer Stärke 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.