Changes in circulating monocyte subpopulations after surgical or katheter-based therapy for aortic valve stenosis

Hintergrund: Die Aortenklappenstenose (AS) stellt eine chronisch inflammatorische Erkrankung dar, die zu einem fibrotisch-kalzifizierenden Umbau des Klappengewebes führt. Als häufigste behandlungsbedürftige Klappenerkrankung des älteren Menschen gewinnt die AS zunehmend an Bedeutung. Ihre genaue Pathogenese ist bislang weitgehend ungeklärt. Zwar teilt sich die AS viele Risikofaktoren mit der Atherosklerose, jedoch zeigten etablierte medikamentöse Therapien zur Behandlung von Risikofaktoren der Atherosklerose bisher keine günstigen Effekt auf den Krankheitsverlaufs der AS. Aktuell existieren keine konservativen Therapieansätze, weshalb der chirurgische Klappenersatz (SAVR) oder die kathetergestützte Klappenimplantation (TAVI) die einzigen Therapieoptionen der hochgradigen AS darstellen. In vorausgegangenen Studien konnte bereits gezeigt werden, dass zirkulierende intermediäre Monozyten bei Patienten mit hochgradiger AS im Vergleich zu Kontrollen ohne AS erhöht ist. Die vorliegende Arbeit untersucht, inwiefern sich die Verteilung der zirkulierenden Monozyten-Subpopulationen nach Therapie der AS verändert. Methoden: In der vorliegenden Studie wurden 69 Patienten mit hochgradiger AS vor geplanter SAVR oder TAVI in der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Kardiologie und Angiologie, Charité – Universitätsmedizin Berlin, rekrutiert. Zum Zeitpunkt des Studieneinschluss (Baselinezeitpunkt) sowie 3 und 6 Monate nach dem therapeutischen Eingriff wurden die individuellen Monozyten-Subpopulationen mittels Durchflusszytometrie bestimmt sowie klinische und laborchemische Parameter erhoben. Ergebnisse: Diese Studie zeigt, dass die absolute und relative Zahl intermediärer Monozyten bei Betrachtung aller Patienten 3 sowie 6 Monate nach Baselinezeitpunkt signifikant abnimmt. Die Anzahl der klassischen und nicht-klassischen Monozyten änderte sich im Wesentlichen nicht. Patienten, die einen SAVR erhielten, zeigten im Gegensatz zu TAVI-Patienten erst nach 6 Monaten eine signifikante Abnahme des Gehalts an intermediären Monozyten. Klassische Entzündungsparameter, wie C-reaktives Protein (CRP), Interleukin-6 (IL-6), Tumornekrosefaktor-α (TNF-α) zeigten 6 Monate nach SAVR/TAVI keine wesentlichen Änderungen im Vergleich zum Baselinezeitpunkt. Schlussfolgerung: Die Abnahme des absoluten und relativen Gehalts an zirkulierenden intermediären Monozyten nach chirurgischer oder kathetergestützen Therapie einer hochgradigen AS weist auf eine Beteiligung von intermediären Monozyten in der Pathogenese der AS hin. Die Abnahme war unabhängig vom Verbleib des inflammatorischen Klappengewebes (TAVI vs. SAVR), was darauf hindeutet, dass das erhöhte Ausgangsniveau an intermediären Monozyten bei hochgradiger AS nicht primär durch das Klappengewebe selbst, sondern durch die veränderte Hämodynamik durch die stenosierte Klappe hervorgerufen wird.Background: The aortic valve stenosis (AVS) is a chronic inflammatory disease leading to a fibrotic, calcific remodeling of the aortic valve tissue. As the most commonly valve disease of the elderly requiring treatment, AVS is becoming increasingly important. The exact pathogenesis is still largely unclear. Although AVS shares many risk factors with atherosclerosis, established drug therapies successful in treating those risk factors have so far not shown any beneficial effects on the progress of AVS. Currently, no conservative therapeutic options are available. Surgical aortic valve replacement (SAVR) or transcatheter aortic valve implantation (TAVI) are the only treatment option currently available for severe AVS. Previous studies have already shown that intermediate monocytes are elevated in patients with severe AVS in comparison to controls. Aim of this study is to investigate the change of monocyte subpopulations following the therapy of AVS with either SAVR or TAVI. Methods: In the present study 69 patients with severe AVS were recruited before planned SAVR or TAVI at the Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Kardiologie und Angiologie, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Germany. Individual Monocyte subpopulations were determined using flow cytometry at study inclusion (baseline) as well as 3 and 6 months after the therapeutic procedure (follow-ups). At baseline and at each follow-up, clinical and laboratory parameters were recorded. Results: This study show that the absolute and relative number of intermediate monocytes decreases significantly 3 and 6 months after treatment of AVS, considering all patients. The absolute number of classical and non-classical monocytes did not change overall. In contrast to patients undergoing TAVI, patients undergoing SAVR showed a decrease in relative intermediate monocytes only after 6 months. Typical inflammatory markers such as C-reactive protein (CRP), Interleukin-6 (IL-6) and tumor necrosis factor-α (TNF- α) did not differ significantly from baseline at 6 months follow up. Conclusion: The reduction of the absolute and relative number of circulating intermediate monocytes after surgical or catheter-based therapy of severe AVS indicates an involvement of intermediate monocytes in the pathogenesis of AVS. The reduction was independent of the remaining valve tissue (TAVI vs. SAVR). This suggests that the known elevation of intermediate monocytes in patients with severe AVS before therapy is not primarily caused by the valve tissue, rather it is caused by hemodynamic changes due to the stenosed valve