Dilated cardiomyopathy and hypertrophic cardiomyopathy arise from mutations in many genes. TTN, the gene encoding the sarcomere protein titin, has been insufficiently analyzed for cardiomyopathy mutations because of its enormous size.

Importance

Risk stratification of patients with nonischemic dilated cardiomyopathy is primarily based on left ventricular ejection fraction (LVEF). Superior prognostic factors may improve patient selection for implantable cardioverter-defibrillators (ICDs) and other management decisions.

Objective

To determine whether myocardial fibrosis (detected by late gadolinium enhancement cardiovascular magnetic resonance [LGE-CMR] imaging) is an independent and incremental predictor of mortality and sudden cardiac death (SCD) in dilated cardiomyopathy.

Design, Setting, and Patients

Prospective, longitudinal study of 472 patients with dilated cardiomyopathy referred to a UK center for CMR imaging between November 2000 and December 2008 after presence and extent of midwall replacement fibrosis were determined. Patients were followed up through December 2011.

Main Outcome Measures

Primary end point was all-cause mortality. Secondary end points included cardiovascular mortality or cardiac transplantation; an arrhythmic composite of SCD or aborted SCD (appropriate ICD shock, nonfatal ventricular fibrillation, or sustained ventricular tachycardia); and a composite of HF death, HF hospitalization, or cardiac transplantation.

Results

Among the 142 patients with midwall fibrosis, there were 38 deaths (26.8%) vs 35 deaths (10.6%) among the 330 patients without fibrosis (hazard ratio [HR], 2.96 [95% CI, 1.87-4.69]; absolute risk difference, 16.2% [95% CI, 8.2%-24.2%]; P < .001) during a median follow-up of 5.3 years (2557 patient-years of follow-up). The arrhythmic composite was reached by 42 patients with fibrosis (29.6%) and 23 patients without fibrosis (7.0%) (HR, 5.24 [95% CI, 3.15-8.72]; absolute risk difference, 22.6% [95% CI, 14.6%-30.6%]; P < .001). After adjustment for LVEF and other conventional prognostic factors, both the presence of fibrosis (HR, 2.43 [95% CI, 1.50-3.92]; P < .001) and the extent (HR, 1.11 [95% CI, 1.06-1.16]; P < .001) were independently and incrementally associated with all-cause mortality. Fibrosis was also independently associated with cardiovascular mortality or cardiac transplantation (by fibrosis presence: HR, 3.22 [95% CI, 1.95-5.31], P < .001; and by fibrosis extent: HR, 1.15 [95% CI, 1.10-1.20], P < .001), SCD or aborted SCD (by fibrosis presence: HR, 4.61 [95% CI, 2.75-7.74], P < .001; and by fibrosis extent: HR, 1.10 [95% CI, 1.05-1.16], P < .001), and the HF composite (by fibrosis presence: HR, 1.62 [95% CI, 1.00-2.61], P = .049; and by fibrosis extent: HR, 1.08 [95% CI, 1.04-1.13], P < .001). Addition of fibrosis to LVEF significantly improved risk reclassification for all-cause mortality and the SCD composite (net reclassification improvement: 0.26 [95% CI, 0.11-0.41]; P = .001 and 0.29 [95% CI, 0.11-0.48]; P = .002, respectively).

Conclusions and Relevance

Assessment of midwall fibrosis with LGE-CMR imaging provided independent prognostic information beyond LVEF in patients with nonischemic dilated cardiomyopathy. The role of LGE-CMR in the risk stratification of dilated cardiomyopathy requires further investigation.

Background Increased production of reactive oxygen species (ROS) and lipid peroxidation may contribute to vascular complications in diabetes.To test whether DNA is also oxidatively damaged in diabetes, we measured 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG), an indicator of oxidative damage of DNA, in mononuclear cells.Methods For this laboratory-based study, 12 patients with insulin-dependent diabetes mellitus (IDDM) and 15 patients with non-insulin-dependent diabetes mellitus (NIDDM) were matched by age with ten healthy volunteers each.DNA was extracted from mononuclear cells from whole blood. 8- OHdG was assayed by high-pressure liquid chromatography, and ROS were assayed by chemiluminescence.Findings IDDM and NIDDM patients had significantly higher median concentrations (p<0·001, U test) of 8-OHdG in their mononuclear cells than their corresponding controls (in fmol/µg DNA): 128·2 (interquartile range 96·0-223·2) and 95·2 (64·0-133·5) vs 28·2 (21·7-43·4) and 21·9 (18·0-24·4), respectively.ROS generation by mononuclear cells was also significantly greater (p<0·01) in diabetic patients than in their controls (in mV): 238·0 (107·0-243·0) and 101·3 (66·0-134·0) vs 69·5 (49·8-91·9) and 56·0 (38·8-62·5), respectively.Interpretation IDDM and NIDDM patients showed greater oxidative damage to DNA, with increased generation of ROS, than controls.Such changes might contribute to accelerated aging and atherogenesis in diabetes and to the microangiopathic complications of the disease.

Incorporation of prior knowledge about organ shape and location is key to improve performance of image analysis approaches. In particular, priors can be useful in cases where images are corrupted and contain artefacts due to limitations in image acquisition. The highly constrained nature of anatomical objects can be well captured with learning based techniques. However, in most recent and promising techniques such as CNN based segmentation it is not obvious how to incorporate such prior knowledge. State-of-the-art methods operate as pixel-wise classifiers where the training objectives do not incorporate the structure and inter-dependencies of the output. To overcome this limitation, we propose a generic training strategy that incorporates anatomical prior knowledge into CNNs through a new regularisation model, which is trained end-to-end. The new framework encourages models to follow the global anatomical properties of the underlying anatomy (e.g. shape, label structure) via learned non-linear representations of the shape. We show that the proposed approach can be easily adapted to different analysis tasks (e.g. image enhancement, segmentation) and improve the prediction accuracy of the state-of-the-art models. The applicability of our approach is shown on multi-modal cardiac datasets and public benchmarks. Additionally, we demonstrate how the learned deep models of 3D shapes can be interpreted and used as biomarkers for classification of cardiac pathologies.

The accurate interpretation of variation in Mendelian disease genes has lagged behind data generation as sequencing has become increasingly accessible. Ongoing large sequencing efforts present huge interpretive challenges, but they also provide an invaluable opportunity to characterize the spectrum and importance of rare variation.We analyzed sequence data from 7,855 clinical cardiomyopathy cases and 60,706 Exome Aggregation Consortium (ExAC) reference samples to obtain a better understanding of genetic variation in a representative autosomal dominant disorder.We found that in some genes previously reported as important causes of a given cardiomyopathy, rare variation is not clinically informative because there is an unacceptably high likelihood of false-positive interpretation. By contrast, in other genes, we find that diagnostic laboratories may be overly conservative when assessing variant pathogenicity.We outline improved analytical approaches that evaluate which genes and variant classes are interpretable and propose that these will increase the clinical utility of testing across a range of Mendelian diseases.Genet Med 19 2, 192-203.

Human mutations that truncate the massive sarcomere protein titin [TTN-truncating variants (TTNtvs)] are the most common genetic cause for dilated cardiomyopathy (DCM), a major cause of heart failure and premature death. Here we show that cardiac microtissues engineered from human induced pluripotent stem (iPS) cells are a powerful system for evaluating the pathogenicity of titin gene variants. We found that certain missense mutations, like TTNtvs, diminish contractile performance and are pathogenic. By combining functional analyses with RNA sequencing, we explain why truncations in the A-band domain of TTN cause DCM, whereas truncations in the I band are better tolerated. Finally, we demonstrate that mutant titin protein in iPS cell-derived cardiomyocytes results in sarcomere insufficiency, impaired responses to mechanical and β-adrenergic stress, and attenuated growth factor and cell signaling activation. Our findings indicate that titin mutations cause DCM by disrupting critical linkages between sarcomerogenesis and adaptive remodeling.

Background: Although disease-specific health status measures are available for ankylosing spondylitis (AS), no instrument exists for assessing quality of life (QoL) in the condition. Objective: To produce an AS-specific QoL measure that would be relevant and acceptable to respondents, valid, and reliable. Methods: The ASQoL employs the needs-based model of QoL and was developed in parallel in the UK and the Netherlands (NL). Content was derived from interviews with patients in each country. Face and content validity were assessed through patient field test interviews (UK and NL). A postal survey in the UK produced a more efficient version of the ASQoL, which was tested for scaling properties, reliability, internal consistency, and validity in a further postal survey in each country. Results: A 41 item questionnaire was derived from interview transcripts. Field testing interviews confirmed acceptability. Rasch analysis of data from the first survey (n=121) produced a 26 item questionnaire. Rasch analysis of data from the second survey (UK: n=164; NL: n=154) showed some item misfit, but showed that items formed a hierarchical order and were stable over time. Problematic items were removed giving an 18 item scale. Both language versions had excellent internal consistency (α=0.89–0.91), test-retest reliability (r_s=0.92 UK and r_s=0.91 NL), and validity. Conclusions: The ASQoL provides a valuable tool for assessing the impact of interventions for AS and for evaluating models of service delivery. It is well accepted by patients, taking about four minutes to complete, and has excellent scaling and psychometric properties.

Peripartum cardiomyopathy shares some clinical features with idiopathic dilated cardiomyopathy, a disorder caused by mutations in more than 40 genes, including TTN, which encodes the sarcomere protein titin.

Fibroblast-specific Il-11 expression causes heart and kidney fibrosis and organ failure, whereas IL-11 inhibition prevents fibroblast activation and organ fibrosis, indicating that IL-11 inhibition is a potential therapeutic strategy to treat fibrotic diseases. Fibrosis—the overproduction of fibrous connective tissue—is a feature of many diseases and can contribute to pathology by causing scarring, thickening of tissue and interference with normal organ function. In the heart, fibrosis can cause mechanical and electrical dysfunction. Stuart Cook and colleagues identify a protein that has a crucial role in cardiac fibrosis: the cytokine IL-11. They find that, in primary human cardiac fibroblasts, transcription of IL-11 is a dominant response to transforming growth factor beta (TGFβ) exposure and that it is required for the pro-fibrotic effect of TGFβ. Loss of IL-11 reduced fibrosis in three preclinical models of cardiovascular fibrosis, leading the authors to propose IL-11 as a therapeutic target. Fibrosis is a common pathology in cardiovascular disease1. In the heart, fibrosis causes mechanical and electrical dysfunction1,2 and in the kidney, it predicts the onset of renal failure3. Transforming growth factor β1 (TGFβ1) is the principal pro-fibrotic factor4,5, but its inhibition is associated with side effects due to its pleiotropic roles6,7. We hypothesized that downstream effectors of TGFβ1 in fibroblasts could be attractive therapeutic targets and lack upstream toxicity. Here we show, using integrated imaging–genomics analyses of primary human fibroblasts, that upregulation of interleukin-11 (IL-11) is the dominant transcriptional response to TGFβ1 exposure and required for its pro-fibrotic effect. IL-11 and its receptor (IL11RA) are expressed specifically in fibroblasts, in which they drive non-canonical, ERK-dependent autocrine signalling that is required for fibrogenic protein synthesis. In mice, fibroblast-specific Il11 transgene expression or Il-11 injection causes heart and kidney fibrosis and organ failure, whereas genetic deletion of Il11ra1 protects against disease. Therefore, inhibition of IL-11 prevents fibroblast activation across organs and species in response to a range of important pro-fibrotic stimuli. These results reveal a central role of IL-11 in fibrosis and we propose that inhibition of IL-11 is a potential therapeutic strategy to treat fibrotic diseases.