Design, manufacture and initial tests of a drug-eluting coronary stent / Diseño, fabricación y pruebas iniciales de una endoprótesis coronaria liberadora de fármaco

Abstract Introduction: A drug-eluting coronary stent is being developed at the National Institute of Cardiology of Mexico for the treatment of ischemic heart disease. Objective: To establish the best animal model for the tests, to show the advances in the drug-eluting stent prototype, to assess two drugs’ antiproliferative activity and histological results. Method: Smooth muscle cell culture tests were performed in order to assess sirolimus and paclitaxel antiproliferative properties. The drugs were encapsulated inside the polymeric matrix of the stents. Rabbits and pigs were used as animal models. Results: Sirolimus and paclitaxel showed an inhibitory effect, which was higher for the latter. Infrared spectroscopy and light and optical microscopy showed that the drug/polymer layer properly adhered to the stent. At a four-week follow-up, both animal models showed satisfactory clinical evolution and adequate histological response, although the porcine model was shown to be more suitable for future protocols. Conclusions: Preliminary tests of the drug-eluting stent provided bases for the development of a study protocol with an adequate number of pigs and with clinical angiographic and histopathological three-month follow-up.

Resumen Introducción: En el Instituto Nacional de Cardiología de México se desarrolla una endoprótesis (stent) coronaria liberadora de fármacos para el tratamiento de la cardiopatía isquémica. Objetivo: Establecer el mejor modelo animal para las pruebas, mostrar los avances en el prototipo del stent liberador de fármacos, evaluar la actividad antiproliferativa de dos fármacos y los resultados histológicos. Método: Se realizaron cultivos de células de músculo liso para evaluar las propiedades antiproliferativas de sirolimus y paclitaxel. Los fármacos fueron encapsulados en el interior de la matriz polimérica de los stents. Se emplearon conejos y cerdos como modelos animales. Resultados: Sirolimus y paclitaxel mostraron efecto inhibitorio, mayor en el segundo. La espectroscopia infrarroja y la microscopia óptica y electrónica mostraron que la capa del polímero con el fármaco se adhería adecuadamente al stent. A las cuatro semanas de seguimiento, ambos modelos animales mostraron evolución clínica satisfactoria y adecuada respuesta histológica, si bien el modelo porcino resultó más conveniente para protocolos futuros. Conclusiones: Las pruebas preliminares del stent liberador de fármaco brindó bases para desarrollar el protocolo con un número adecuado en cerdos y con seguimiento clínico angiográfico e histopatológico a tres meses.

The ACE I/D polymorphism is associated with nitric oxide metabolite and blood pressure levels in healthy Mexican men / El polimorfismo I/D de la ECA se asocia con los niveles de metabolitos óxido nítrico y de presión arterial en hombres mexicanos sanos

The I/D insertion/deletion polymorphism of the angiotensin-converting enzyme has been related to hypertension. This polymorphism also seems to have gender related implications. Angiotensin II contributes to the production and release of oxygen reactive species that react with nitric oxide, inactivating its effects. Objective: To establish whether the ACE I/D polymorphism correlates with nitric oxide plasma metabolites in healthy men and women. Methods: Among 896 subjects between 18 and 30 years of age range, 138 fulfilled inclusion criteria. The polymorphism was identified by polymerase chain reaction, and blood nitric oxide metabolites were analyzed following the method described by Bryan. Results: Both systolic and diastolic arterial pressures were higher in men than in women (107/67 vs. 101/65 mmHg, p < 0.001). In terms of the ACE gene, there were differences in the concentration of nitric oxide metabolites in men with the I/D and D/D genotypes when compared to carriers of the I/I genotype (33.55 and 29.23 vs. 53.74 pmol/ml; p = <0.05), while there were no significant differences in women when compared by genotype. Men with the D/D genotype had higher systolic blood pressure than I/D carriers (111 vs. 104 mmHg, p < 0.05). We observed no arterial blood pressure differences in women when grouped by ACE genotype. Conclusions: The ACE D/D genotype was associated with nitric oxide metabolite levels and systolic blood pressure in clinically healthy men while it had no effect in women.

El polimorfismo inserción/deleción del gen de la enzima convertidora de la angiotensina (polimorfismo I/D de la ECA), se relaciona con hipertensión y sus efectos podrían estar asociados al género. La angiotensina II contribuye a la producción y liberación de especies reactivas de oxígeno, que reaccionan con el óxido nítrico (ON), inactivándolo. Objetivo: Conocer si existen diferencias en la concentración de metabolitos de ON en hombres y mujeres sanos que puedan estar influidas por el polimorfismo I/D de la ECA. Métodos: De 896 sujetos de entre 18 y 30 años, 138 cumplieron los criterios de inclusión. El polimorfismo fue identificado usando reacción en cadena de la polimerasa y los metabolitos de ON fueron analizados en sangre usando el método de Bryan. Resultados: Las presiones sistólica y diastólica fueron más elevadas en hombres que en mujeres (107/67 vs. 101/65 mmHg p < 0.001). En relación con el genotipo, existieron diferencias significativas en la concentración de metabolitos de ON en los hombres con genotipos I/D, D/D comparados con los portadores del genotipo I/I (33.55 y 29.23 vs. 53.74 pmol/ml, respectivamente; p = <0.05). No hubo diferencias significativas en las mujeres portadoras de los diferentes genotipos. Respecto a la presión arterial, los hombres con genotipo D/D presentaron mayor presión arterial sistólica que aquellos portadores de I/D (111 vs. 104 mmHg, p < 0.05). En las mujeres no se observaron diferencias significativas comparándolas por genotipo. Conclusiones: El genotipo D/D de la ECA está asociado con el nivel de metabolitos de ON en plasma y la presión arterial sistólica en hombres clínicamente sanos; esta asociación no se observa en las mujeres.

Correlación del polimorfismo (I/D) del gen de la ECA y la función ventricular en pacientes con miocardiopatía dilatada de origen isquémico e idiopático / ACE gene polymorphysm correlation (I/D) with the ventricular function in patients with ischemic and dilate idiopathic cardiomyopathy

Dilated cardiomyopathy is a myocardial disease, characterized by biventricular expansion. Renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS) is closely related with the progress of this pathology. Has been shown that angiotensin converting enzyme (ACE) gene insertion/deletion (I/D) polymorphism influences as much in the plasmatic concentration as in activity of ACE. In addition, ACE I/D polymorphism has been associated with remodeling phenomena and an increased risk to develop several cardiovascular diseases. On virtue of the influence of ACE gene polymorphism on RAAS, we studied the correlation between ACE I/D polymorphism with morphologic and functional clinical alterations in ischemic or idiopathic dilated cardiomyopathy in one attempt to establish its utility as prognosis factor. Methods and results. We studied 30 patients of The National Institute of Cardiology. Ventricular function was evaluated by transthoracic echocardiography. ACE genotype was determined by polymerase chain reaction (PCR). Results for left ventricle shown: Tei Index was increased in patients with II genotype (0.84 vs. 0.48) when were compared to patients with DD genotype p < 0.01. Eccentricity Index was lesser in the group with II genotype (0.64), than in the group DD (0.86) p < 0.01. Ventricular mass was increased in DD patients when was compared with II group (174 g vs. 133 g) Isovolumetric contraction time was shorter in group DD than in II (45 mseg vs. 139 mseg) p < O.OB. These findings denote better preservation of left ventricular function in patients with DD genotype. In opposition, right ventricle shown an increased Tei Index in the group with DD genotype (1.01) when was compared with II genotype (0.55), p < 0.05. Pulmonary artery systolic pressure tended to be higher in DD genotype group without reach statistic significance. Conclusions. In our group of study, patients with DD genotype shown better left ventricular function in ischemia or idiopathic dilated cardiomyopathy. On the opposite right ventricular function were more deteriorated in patients with ACE DD genotype.

La miocardiopatía dilatada es una enfermedad primaria del miocardio, caracterizada por dilatación biventricular. El sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA) está estrechamente relacionado con el progreso de esta patología. Se ha demostrado que el polimorfismo inserción/deleción (I/D) del gen de la enzima convertidora de angiotensina (ECA) influye en la concentración plasmática y la actividad de esta enzima, además este polimorfismo se ha asociado con fenómenos de remodelación e incremento en el riesgo de padecer diferentes enfermedades cardiovasculares. En virtud de la influencia de las variantes polimórficas del gen de la ECA sobre la respuesta del SRAA, en el presente trabajo se estudió la posible correlación del polimorfismo I/D del gen de la ECA con las alteraciones clínicas morfológicas y funcionales de la cardiomiopatía dilatada tanto de origen isquémico como de origen idiopático con el fin de establecer su posible utilidad como factor pronóstico. Métodos y resultados. El estudio incluyó a 30 pacientes seleccionados de la consulta externa del Instituto Nacional de Cardiología <>, la función ventricular se valoró mediante ecocardiografía transtorácica. El genotipo de la ECA se determinó por reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Resultados para el ventrículo izquierdo: El índice de Tei se observó visiblemente incrementado en los pacientes con genotipo II 0.84 vs. 0.48 de los pacientes con genotipo DD p < 0.01. El índice de excentricidad fue menor en los casos con genotipo II: 0.64, comparado con aquellos con genotipo DD: 0.86 p < 0.01. La masa ventricular tendió a ser mayor en el grupo DD en relación con el II (174 g vs. 133 g). El tiempo de contracción isovolumétrica fue menor en el grupo DD en comparación al II (45 mseg vs. 139 mseg) p < 0.05, estos hallazgos denotan una mejor preservación de la función ventricular izquierda en los pacientes con genotipo DD. Por otra parte, el ventrículo derecho mostró un comportamiento distinto al observado para el ventrículo izquierdo, pues el índice de Tei fue mayor para los pacientes con el genotipo DD (1.01) comparado con el grupo del genotipo II (0.55), p < 0.05. La presión sistólica de la arteria pulmonar tendió a ser mayor en los pacientes con genotipo DD sin alcanzar una significancia estadística. Conclusión. El genotipo DD se asocia con una mejor función ventricular izquierda en los pacientes con miocardiopatía dilatada de origen tanto isquémico como idiopático; por el contrario, la función ventricular derecha de los pacientes con genotipo DD muestra una mayor alteración en el índice de Tei en esta patología.