Wissenschaftler untersuchen Herzinsuffizienz beschränken sich auf das Studium erkranktem Herzgewebe im Labor—verständlicherweise, wie die Menschen nicht dazu neigen, zu entreißen ein gesundes Herz-zum Wohle der Forschung. Aber jetzt Wissenschaftler mit Zugang zu unbrauchbar, aber noch gesunde Spender-Herzen in der Lage gewesen, zu untersuchen, die genomische Säulen hinter dem übergang vom gesunden Herzen, die zu Herzversagen.
Dabei wollen die Forscher der Stanford University School of Medicine und Ihre Mitarbeiter geschaffen haben, eine der ersten Karten zu offenbaren gen-Aktivität und Konnektivität als das Herz verschließt sich.
Euan Ashley, MB ChB, DPhil, professor der Medizin, der Genetik und der biomedizinischen Daten-Wissenschaft an der Stanford, nennt es ein gen-Netzwerk. Diese Netzwerke, so sagte er, seien ähnlich wie in sozialen Netzwerken. „Lassen Sie uns sagen, dass wir verfolgt den Aufenthaltsort der Personalabteilung in Stanford. Wir konnten sehen, dass Sie neigen dazu, den park in der gleichen Gegend, gehen auf die gleiche office und erhalten das Mittagessen an der gleichen Stelle“, sagte er. „Sie bewegen sich zusammen, und so kann man es vernünftigerweise daraus gefolgert werden, dass Sie irgendwie miteinander verwandt.“
Tracing ein gen-Netzwerk für Herzinsuffizienz ist wie, die nur, statt zuzuschauen, wie körperliche Bewegungen, Ashley und seine Mitarbeiter beobachteten für Veränderungen in der gen-expression, die Aufmerksamkeit auf, wie Sie Veränderungen als gesunde Herzen degeneriert.
Durch die Abgrenzung dieser gen-Netzwerke, die Gruppe hat entdeckt, ein gen im besonderen zu sein scheint, dass in der Mitte der Aktion. Es scheint stark verbunden, bei Herzinsuffizienz, was bedeutet, seine Aktivität ist ähnlich wie die vieler Nachbarn. Was ist noch spannender, Ashley sagte, ist, dass, wenn die Forscher deaktiviert die Funktion dieses Gens in Maus-Modellen der Herzinsuffizienz, die Mäuse waren geschützt und nicht erliegen, um die Herz-Kreislauf-Zustand.
„Diese Studie hat einen wirklich einzigartigen Winkel, die, den wir hatten wertvolle, gesunde menschliche Gewebe und die haben wir genutzt, um uns zu sagen, etwas neues über wie eine Krankheit manifestiert“, sagte Victoria Parikh, MD, klinischer Ausbilder der Herz-Kreislauf-Medizin. „Und jetzt wir eines Tages möglicherweise sogar in der Lage zu übersetzen, dass in einer Behandlung.“
Ein Papier mit details der Studie veröffentlicht wurde 24. Juni in „Nature Communications“. Ashley ist der senior-Autor. Parikh Aktien führen Autorenschaft mit Pablo Cordero, Ph. D., ein ehemaliger Stanford-student.
Die Verfolgung der übergang
Herzinsuffizienz ist keine einfache Bedingung, sagte Ashley, die behandelt kardiologische Patienten an der Stanford Health Care. Es ist mehr ein Oberbegriff, beschreibt der Herz Unfähigkeit, Blut zu Pumpen, unabhängig von der Ursache. „Es könnte ein Herzinfarkt, eine genetische Ursache, hoher Blutdruck, ein Ventil-problem oder etwas völlig anderes“, sagte er. „Unabhängig davon, wie sich das Herz verschlechtert sich, glauben wir, es gibt einen letzten, gemeinsamen Weg, dass führt letztendlich zu Herzinsuffizienz.“
Jetzt, die web aus Genen, Sie haben zugeordnet, stellt neuen Einblick in, wie, der Weg entfaltet, und welche Gene sind entscheidend für die Aktivierung.
„Vielleicht eines Tages werden wir in der Lage, einen Blick in eine Zelle und beobachten, wie die Netzwerke sind aktiv zu ändern in Echtzeit“, sagte er. „Aber jetzt, was wir haben, ist humanes Gewebe, das ist irgendwie eingefroren in einem moment in der Zeit, und so können wir verwenden, um zu schauen, welche Gene in diesen Prozess involviert sind.“
Die Gruppe nahm Gewebeproben von mehr als 300 Herzen (die Hälfte vom Herzen entfernt, Patienten mit Herzinsuffizienz, die immer waren, Herztransplantationen und zur Hälfte aus gesunden Spender-Herz) und lief genomische tests zur Bestimmung der gen-expression Aktivität. Es war wichtig, Ashley sagte, haben die gesunden Spender Herz zur Verfügung. „Manchmal, aus logistischen Gründen, ein Spender-Herz ist nicht geeignet für die transplantation, also anstatt dieser Organe, die wir aufbereiten Ihnen für unsere Studie.“ Dank einer engagierten, multi-institutionelle op-team arbeitete rund-um-die-Uhr—manchmal Wagen sich in den frühen Stunden der Nacht—Gruppe gesichert mehr als 100 gesunden Herzen.
Ein neues Ziel
Datum, Studien, vergleichen Sie die Genomik von gesunden Herzen und Herzinsuffizienz stattgefunden haben, vor allem bei Mäusen. Aber mit der gesunden Spender Herzgewebe, das team war in der Lage zu vergleichen und genomische Informationen in den Herzen der Menschen. Sie fanden heraus, dass weniger biologische pathways beteiligt waren, bei Herzinsuffizienz verglichen mit gesunden Herzen, aber es waren mehrere Gene, die in diese Wege. Es ist fast so, als wenn die Zellen waren „focusing“ Ihre Bemühungen, vermutlich als Teil einer letzten verzweifelten Anstrengung zu restabilize der sinkenden Herzen, sagte Ashley.
Vielleicht die meisten sagen, PPP1R3A hatte einer der größten Sprünge in der gen-Konnektivität während der übergang zu Herzinsuffizienz, d.h. es wurde im Zusammenhang mit der Aktivität von vielen anderen Genen. Und obwohl es noch nicht verwickelt in Herzinsuffizienz in der Vergangenheit, seine Rolle nicht zu passen scheinen, mit einigen der Symptome, sagte Ashley. Das Herz ist Quelle der Energie geht in der Regel aus Fettsäuren, aber es schaltet zu Glukose, wenn es geht in Fehler. PPP1R3A als ein zentraler regulator macht Sinn, weil das gen spielt eine wichtige Rolle im Stoffwechsel von Glukose in den Zellen, sagte Ashley.
Was mehr ist, die gleichen Netzwerke hingewiesen, dass die Forscher PPP1R3A tauchte auch Dutzende andere neue gen-Interaktionen während der Herzinsuffizienz.
Ashley und Kollegen bestätigt PPP1R3A die kausale Rolle bei der Herzinsuffizienz durch die Prüfung der Wirkung der gen—oder deren fehlen—in Maus-Modellen von hohem Blutdruck. Es stellte sich heraus, dass Mäusen, denen das PPP1R3A gen gepflegt normale Herzfunktion, während jene, die mit dem gen erlag Herzversagen.