Ultrasound Targeted Microbubble Cavitation to Treat Coronary Microvascular Obstruction

超声靶向微泡空化治疗冠状动脉微血管阻塞

基本信息

  • 批准号:
    10181828
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 70.07万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-05-17 至 2026-04-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

With the introduction of reperfusion therapy, mortality from acute myocardial infarction (AMI) has decreased markedly, from 20% in 1980 to 5% in 2008, but has plateaued, despite the fact that our time to reperfusion is more rapid. Now, post AMI congestive heart failure (CHF) is increasing due to reduced myocardial salvage and greater infarct size; the leading cause is microvascular obstruction (MVO). Its presence, independent of age, infarct size, and ejection fraction, is associated with worse clinical outcomes. It results in lower post AMI ejection fraction and is felt to be the single most important contributor to post AMI CHF. In my first R01 (ESI status), we demonstrated that ultrasound targeted microbubble cavitation (UTMC) can relieve MVO via sonoreperfusion (SRP), and that specific mechanical mechanisms underly this phenomenon. Importantly, we also showed that nitric oxide (NO) is a crucial part of this reperfusion efficacy, evidenced by a more than 50% reduction in reperfusion during blockade of NO. NO has multi-level therapeutic potential, specifically for MVO, owing to its crucial role in numerous signaling and regulatory pathways. Moreover, there is abundant data showing that increasing NO bioavailability during AMI promotes myocardial salvage. Our preliminary data shows that UTMC can be used to increase NO bioavailability and leveraged for optimization of the therapeutic efficacy of SRP by: (1) stimulating endogenous NO release from both endothelial cells and red blood cells; (2) using intravascular microbubbles to deliver focal payloads of an exogenous NO donor, sodium nitrite, to the obstructed microvasculature that result in synergistic NO output and markedly enhanced NO bioavailability. Our ultimate goal is to use UTMC adjunctively, post PCI, to maximize microvascular perfusion and minimize oxidative stress in order to attain the highest level of myocardial salvage. Accordingly, in AIM 1, we will tune UTMC to optimize endogenous NO output from both endothelial cells and red blood cells. In AIM 2, we will develop a novel nitrite-loaded microbubble to enhance targeted delivery of exogenous NO. We will perform mechanistic cellular studies to determine whether the synergy observed between UTMC and nitrite is mediated through the AMPK pathway. Finally, in AIM 3, we will determine whether NO-optimized UTMC with nitrite-loaded microbubbles will enhance SRP efficacy in a clinically relevant porcine model of AMI and MVO. For clinical translation, we will compare reperfusion efficacy of this optimized UTMC regime to a treatment strategy utilizing diagnostic high mechanical index UTMC with commercially available microbubbles, currently being explored in clinical trials. This strategy of using SRP adjunctively following PCI is promising and represents a paradigm shift in our treatment of AMI. It provides a means to offer patients complete vascular patency, not just of the epicardial culprit artery with stenting, but also of the microcirculation, which is crucial to effect maximal salvage. By further optimization of UTMC, we will attain the highest level of safety and efficacy, and improve patient outcome.
随着再灌注疗法的引入,急性心肌梗死(AMI)的死亡率下降 显然,从1980年的20%到2008年的5%,但尽管我们的再灌注时间更快,但仍处于平稳状态。 现在,AMI充血后的心力衰竭(CHF)由于心肌挽救和梗塞大小的增加而增加。 主要原因是微血管阻塞(MVO)。它的存在,独立于年龄,梗塞大小和射血 分数与较差的临床结局有关。它导致较低的AMI射出分数,并认为是 AMI CHF后最重要的贡献者。在我的第一个R01(ESI状态)中,我们证明了超声波 靶向微气泡气氮(UTMC)可以通过SonorePerfusion(SRP)缓解MVO,并且该特定的机械 这种现象的基础机制。重要的是,我们还表明一氧化氮(NO)是关键的部分 再灌注功效,在NO期间封锁期间再灌注降低了50%以上。没有 多层治疗潜力,特别针对MVO,是由于其在众多信号传导中至关重要的作用 监管途径。此外,有大量的数据表明,在AMI期间没有增加生物利用度 促进心肌挽救。我们的初步数据表明,UTMC可用于不增加生物利用度 并利用了SRP的治疗功效的优化:(1)刺激内源性无释放 来自内皮细胞和红细胞。 (2)使用血管内微泡提供焦点有效载荷 外源的无供体硝酸钠对阻塞的微脉管系统导致协同无输出 并且明显增强了没有生物利用度。我们的最终目标是辅助使用UTMC,后PCI,以最大化 微血管灌注并最大程度地减少氧化应激,以达到心肌救助的最高水平。 因此,在AIM 1中,我们将调整UTMC以优化两个内皮细胞的内源性输出 和红细胞。在AIM 2中,我们将开发一种新型亚硝酸盐的微泡以增强目标输送 外源号。我们将进行机械性细胞研究,以确定是否观察到协同作用 UTMC和亚硝酸盐之间通过AMPK途径介导。最后,在AIM 3中,我们将确定是否 带有亚硝酸盐的微泡的未优化UTMC将增强临床相关猪的SRP功效 AMI和MVO的模型。对于临床翻译,我们将比较此优化UTMC的再灌注功效 利用诊断性高机械指数UTMC的治疗策略的制度 微泡,目前正在临床试验中探索。 遵循PCI辅助使用SRP的这种策略是有希望的,代表了我们的范式转变 AMI的处理。它提供了一种为患者提供完整血管通畅的方法,而不仅仅是心外膜 罪魁祸首带有支架,但也具有微循环,这对于影响最大救助至关重要。进一步 优化UTMC,我们将获得最高水平的安全性和功效,并改善患者的结果。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

John J Pacella其他文献

1118-79 Drag reduction by polymer infusion: A new mechanism to enhance microcirculatory perfusion for the treatment of ischemia
  • DOI:
    10.1016/s0735-1097(04)91227-2
  • 发表时间:
    2004-03-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    John J Pacella;Erxiong Lu;Joan Gretton;David Fischer;Marina V Kameneva;Flordeliza S Villanueva
  • 通讯作者:
    Flordeliza S Villanueva

John J Pacella的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('John J Pacella', 18)}}的其他基金

Focal delivery of nitro-oleic acid using ultrasound targeted microbubble cavitation for the treatment of microvascular obstruction
利用超声靶向微泡空化作用局部递送硝基油酸治疗微血管阻塞
  • 批准号:
    10343829
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 70.07万
  • 项目类别:
Ultrasound Targeted Microbubble Cavitation to Treat Coronary Microvascular Obstruction
超声靶向微泡空化治疗冠状动脉微血管阻塞
  • 批准号:
    10406302
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 70.07万
  • 项目类别:
Ultrasound Targeted Microbubble Cavitation to Treat Coronary Microvascular Obstruction
超声靶向微泡空化治疗冠状动脉微血管阻塞
  • 批准号:
    10610782
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 70.07万
  • 项目类别:
Microbubble-Medicated Ultrasonic Therapy for Microvascular Obstruction
微泡超声治疗微血管阻塞
  • 批准号:
    9100904
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 70.07万
  • 项目类别:
Microbubble-Medicated Ultrasonic Therapy for Microvascular Obstruction
微泡超声治疗微血管阻塞
  • 批准号:
    9256527
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 70.07万
  • 项目类别:
Myocardial Flow Enhancement with Drag Reducing Polymers: Microvascular Mechanisms
使用减阻聚合物增强心肌血流:微血管机制
  • 批准号:
    7185603
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 70.07万
  • 项目类别:
Myocardial Flow Enhancement with Drag Reducing Polymers: Microvascular Mechanisms
使用减阻聚合物增强心肌血流:微血管机制
  • 批准号:
    8055490
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 70.07万
  • 项目类别:
Myocardial Flow Enhancement with Drag Reducing Polymers: Microvascular Mechanisms
使用减阻聚合物增强心肌血流:微血管机制
  • 批准号:
    7768449
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 70.07万
  • 项目类别:
Myocardial Flow Enhancement with Drag Reducing Polymers: Microvascular Mechanisms
使用减阻聚合物增强心肌血流:微血管机制
  • 批准号:
    7363611
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 70.07万
  • 项目类别:
Myocardial Flow Enhancement with Drag Reducing Polymers: Microvascular Mechanisms
使用减阻聚合物增强心肌血流:微血管机制
  • 批准号:
    7609086
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 70.07万
  • 项目类别:

相似国自然基金

AMPKr2促进脂肪细胞分化的机理研究
  • 批准号:
    81800774
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
AMPK信号通路调控多巴胺能神经元的活化介导抑郁症的发生
  • 批准号:
    81871068
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    61.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
冷冻电镜技术解析AMP激活的蛋白激酶结构及构象变化
  • 批准号:
    31860244
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
AMPK调控血管周围白色脂肪米色化减轻动脉粥样硬化作用机制研究
  • 批准号:
    81703511
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.1 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于肠道菌群探讨吴茱萸碱对肾性高血压大鼠VECs功能的影响及机制
  • 批准号:
    81660048
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    37.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

Decoding AMPK-dependent regulation of DNA methylation in lung cancer
解码肺癌中 DNA 甲基化的 AMPK 依赖性调节
  • 批准号:
    10537799
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 70.07万
  • 项目类别:
Regulation of CSE-Derived Hydrogen Sulfide in the Heart
CSE 衍生的硫化氢在心脏中的调节
  • 批准号:
    10659832
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 70.07万
  • 项目类别:
Role of SIK3 in PKA/mTORC1 regulation of adipose browning
SIK3 在 PKA/mTORC1 调节脂肪褐变中的作用
  • 批准号:
    10736962
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 70.07万
  • 项目类别:
Role of AMPK in melanoma brain metastasis
AMPK 在黑色素瘤脑转移中的作用
  • 批准号:
    10927688
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 70.07万
  • 项目类别:
Cell-free hemoglobin-oxidized LDL-LOX-1 axis and microvascular hyperpermeability during sepsis
脓毒症期间无细胞血红蛋白氧化的 LDL-LOX-1 轴和微血管通透性过高
  • 批准号:
    10739620
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 70.07万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了