Forscher der Cleveland Clinic haben ein gängiges Diabetesmedikament, Metformin, als mögliche Behandlung für Vorhofflimmern identifiziert.
Die in Cell Reports Medicine veröffentlichte Studie baute auf der laufenden gemeinsamen Forschung der Cleveland Clinic auf, um weitere Untersuchungen zu Metformin als Kandidat für die Wiederverwendung von Arzneimitteln zu unterstützen. Forscher nutzten fortschrittliche Berechnungen und genetische Sequenzierung, um festzustellen, dass sich die Ziele von Metformin erheblich mit Genen überschneiden, die bei Vorhofflimmern fehlreguliert sind.
Aufgrund möglicher schwerwiegender Nebenwirkungen ist es schwierig, Medikamente oder Verfahren zur Behandlung von Vorhofflimmern zu finden. Es besteht ein erheblicher Bedarf an neuen Behandlungsmöglichkeiten für Vorhofflimmern, da seit mehr als einem Jahrzehnt keine neuen Medikamente zugelassen wurden.“
Mina Chung, MD, leitende Autorin der Studie, Abteilung für Herz-Kreislauf-Medizin der Cleveland Clinic im Heart, Vascular and Thoracic Institute
„Es ist nicht so, dass wir ein neues Wirkstoffziel gefunden haben, bei dem es 20 Jahre dauert, es an Einzelpersonen zu testen“, sagte Jessica Castrillon Lal, die Erstautorin der Studie und Doktorandin im fünften Jahr des Cleveland Clinic Molecular Medicine-Programms.
„Wir können mehr als 10 Jahre in der Medikamentenentwicklungspipeline einsparen. Wir haben die Informationen bereits dort. Wir müssen sie nur auf sehr recheneffiziente Weise testen, beispielsweise mit der Technologie der künstlichen Intelligenz“, sagte Feixiong Cheng, Ph.D., Co-Senior-Autor der Studie, Associate Staff am Genomic Medicine Institute im Lerner Research Institute der Cleveland Clinic.
Die Analyse ergab, dass Metformin auf 30 Gene abzielte, die mit Vorhofflimmern assoziiert sind, und bei acht davon direkte Auswirkungen auf die Genexpression hatte. In der Analyse tauchten acht weitere Medikamentenkandidaten auf, aber die Forscher konnten Metformin durch Tests und Überprüfung der Ergebnisse umfangreicher Patientendatenbestände als den vielversprechendsten Kandidaten identifizieren.
Castrillon Lal forscht in Dr. Chengs Labor, das netzwerkmedizinische Ansätze nutzt, um mögliche Medikamente für eine andere Verwendung zu finden und so riesige Netzwerke molekularer Interaktionen zu schaffen. Für diese Studie haben Forscher eine Liste von 2.800 von der FDA zugelassenen Behandlungen zusammengestellt, indem sie drei Datenquellen analysierten: eine Karte der Wechselwirkungen zwischen Proteinen, die als „Interaktom“ bezeichnet wird; ein Netzwerk von Genen, die mit Vorhofflimmern assoziiert sind; und die molekularen oder genetischen Ziele jedes Arzneimittels.
Vorhofflimmern ist die weltweit häufigste Form von Herzrhythmusstörungen und kann zu Komplikationen wie Schlaganfall und Herzversagen führen. Die Behandlungen zielen in erster Linie darauf ab, die Arrhythmie zu verhindern, indem Medikamente eingesetzt werden, die auf das elektrische System, einschließlich der Ionenkanäle im Herzen, abzielen, oder indem eine Katheterablation eingesetzt wird, um die Lungenvenen zu isolieren, in denen es zu Vorhofflimmern kommt.
Allerdings können Nebenwirkungen, begrenzter Erfolg und mögliche Komplikationen diese Ansätze einschränken.
Die Forschung wurde in Zusammenarbeit mit Laboren unter der Leitung von Dr. Chung, Dr. Cheng, David Van Waggoner, Ph.D.; Jonathan Smith, Ph.D., Abteilung für Herz-Kreislauf- und Stoffwechselwissenschaften; und John Barnard, Ph.D., Abteilung für quantitative Gesundheitswissenschaften am Lerner Research Institute.
Frühere Arbeiten von Dr. Chung, Smith, Van Waggoner und Barnard hatten außerdem das Enzym AMPK als potenziellen Schlüsselregulator für metabolischen Stress identifiziert. Stoffwechselstress wird mit Vorhofflimmern in Verbindung gebracht.
Diese Arbeit steht im Zusammenhang mit einem kürzlich vom NIH gewährten Zuschuss in Höhe von 14,2 Millionen US-Dollar zur Erforschung neuer Behandlungsmöglichkeiten für Vorhofflimmern anhand genomischer Daten. Die Forscher untermauerten die Ergebnisse der Netzwerkanalysen außerdem mit Experimenten an lebenden schlagenden Herzzellen, die aus menschlichen Stammzellen gezüchtet wurden, und zeigten günstige Auswirkungen von Metformin auf die Genexpression.
Quelle:
Referenz:
Lal, JC, et al. (2022) Der auf Transkriptomik basierende netzwerkmedizinische Ansatz identifiziert Metformin als ein wiederverwendbares Medikament gegen Vorhofflimmern. Zellberichte Medizin. doi.org/10.1016/j.xcrm.2022.100749.
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