Wyniki badań wskazują, że niewydolność serca jest spowodowana mutacjami w niektórych genach

Wyniki badań wskazują, że niewydolność serca jest spowodowana mutacjami w niektórych genach

Niewydolność serca jest powszechną i wyniszczającą chorobą, na którą nie ma lekarstwa. Wiele kardiomiopatii – chorób utrudniających sercu pompowanie krwi, takich jak kardiomiopatia rozstrzeniowa (DCM) i kardiomiopatia arytmogenna (ACM) –; może prowadzić do niewydolności serca, ale leczenie pacjentów z niewydolnością serca nie obejmuje tych specyficznych schorzeń.

Naukowcy z Brigham and Women's Hospital i Harvard Medical School (HMS) postanowili zidentyfikować cząsteczki i szlaki sygnałowe, które mogą przyczyniać się do niewydolności serca, w celu zapewnienia bardziej skutecznego i spersonalizowanego leczenia. Wykorzystując sekwencjonowanie pojedynczego jądrowego RNA (snRNAseq), aby uzyskać wgląd w konkretne zmiany zachodzące w różnych typach i stanach komórek, zespół dokonał kilku zaskakujących odkryć. Odkryli, że chociaż istnieją pewne wspólne sygnatury genetyczne, inne są odmienne, co zapewnia nowe potencjalne cele terapeutyczne i przewiduje, że spersonalizowane leczenie może poprawić opiekę nad pacjentem. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Science.

„Nasze odkrycia niosą ze sobą ogromny potencjał do ponownego przemyślenia sposobu leczenia niewydolności serca i podkreślają znaczenie zrozumienia jej pierwotnych przyczyn oraz mutacji prowadzących do zmian, które mogą zmienić czynność serca” – powiedziała współautorka Christine E. Seidman, lekarz medycyny, dyrektor Centrum Genetyki Układu Sercowo-Naczyniowego na Oddziale Medycyny Sercowo-Naczyniowej w Brigham i profesor medycyny Thomasa W. Smitha w HMS.

Są to badania podstawowe, ale identyfikują cele, do których można dążyć eksperymentalnie, aby udoskonalić przyszłe terapie. Nasze wyniki wskazują również na znaczenie genotypowania -; Genotypowanie nie tylko wzmacnia badania, ale może również prowadzić do lepszego, spersonalizowanego leczenia pacjentów”.

Christine E. Seidman, współautorka i dyrektor Centrum Genetyki Układu Sercowo-Naczyniowego, Oddział Medycyny Sercowo-Naczyniowej, Brigham and Women’s Hospital

Seidman i dr Jonathan Seidman, Henrietta B. i profesor genetyki Fundacji Fredericka H. Bughera w HMS pracowali z międzynarodowym zespołem. Aby przeprowadzić badanie, Seidman i współpracownicy przeanalizowali próbki od 18 serc kontrolnych i 61 pacjentów z niewydolnością serca z DCM, ACM lub nieznaną kardiomiopatią. Ludzkie serce składa się z wielu różnych typów komórek, w tym kardiomiocytów (bijących komórek serca), fibroblastów (które pomagają tworzyć tkankę łączną i przyczyniają się do powstawania blizn), komórek mięśni gładkich i wielu innych. Naukowcy wykorzystują snRNAseq do badania odczytu genetycznego pojedynczej komórki, co pozwala badaczom określić zmiany komórkowe i molekularne w każdym indywidualnym typie komórki.

Na podstawie tych danych zespół zidentyfikował 10 głównych typów komórek i 71 różnych stanów transkrypcji. Odkryli, że w tkance pacjentów z DCM lub ACM doszło do wyczerpania liczby kardiomiocytów, podczas gdy wzrosła liczba komórek śródbłonka i układu odpornościowego. Ogólnie rzecz biorąc, fibroblasty nie zwiększyły rozmiaru, ale wykazywały zmienioną aktywność. Analizy wielu serc z mutacjami w genach określonych chorób -; w tym TTN, PKP2 i LMNA ujawniły różnice molekularne i komórkowe, a także pewne wspólne reakcje. Zespół wykorzystał także metody uczenia maszynowego, aby zidentyfikować wzorce komórek i genotypów w danych. Podejście to dodatkowo potwierdziło, że chociaż niektóre szlaki chorobowe są zbieżne, różnice genotypowe sprzyjają wyraźnej sygnalizacji nawet w przypadku zaawansowanej choroby.

Autorzy zauważają, że potrzebne są przyszłe badania w celu dalszego zdefiniowania molekularnych podstaw kardiomiopatii i niewydolności serca w zależności od płci, wieku i innych grup demograficznych, a także w różnych obszarach serca. Zespół udostępnił tutaj bezpłatnie swoje zbiory danych i platformę.

„Nie moglibyśmy wykonać tej pracy bez próbek od pacjentów” – powiedział Seidman. „Naszym celem jest uhonorowanie ich wkładu poprzez przyspieszenie badań i udostępnienie naszej pracy, aby inni mogli pogłębić naszą wiedzę na temat chorób, ulepszyć leczenie i pracować nad strategiami zapobiegania niewydolności serca”.

Źródło:

Brigham i Szpital Kobiet

Odniesienie:

Reichart, D. i in. (2022) Warianty patogenne uszkadzają skład komórek i transkrypcję pojedynczych komórek w kardiomiopatiach. Nauka. doi.org/10.1126/science.abo1984.

.