Ein team von Wissenschaftlern unter Leitung der Universität von Kalifornien in San Diego hat festgestellt, eine genetische Pfad, der bewirkt, dass einige Einzelpersonen zu entwickeln, die einen abnormen Herzrhythmus oder Arrhythmien, nachdem er einen Herzinfarkt. Sie haben auch festgestellt, ein Kandidat, der block kann dieser Weg.
Die team Ihre Ergebnisse in einer Studie veröffentlicht Jan. 28 in Natur Biomedical Engineering.
„Wir wissen jetzt ein Grund, warum ein erheblicher Teil der öffentlichkeit könnte die Entwicklung von sekundären Komplikationen post Herzinfarkt, wie eine Arrhythmie“, sagte Adam Engler, ein Bio-professor an der UC San Diego Jacobs School of Engineering. „Wir haben festgestellt, dass die Nebenwirkungen, die Ursache dieser Komorbidität bei einigen Patienten und kann beginnen, Medikamente zu entwickeln, die zu behandeln und zu verhindern.“
Dieser Weg von Herzinfarkt, Herzrhythmusstörungen, ausgelöst durch genetische Veränderungen (Mutationen) sich in einer region des Genoms genannt 9p21 locus. Diese Mutationen sind in etwa 23 Prozent der Bevölkerung.
„Frühere Studien haben vorgeschlagen, dass Mutationen in der 9p21-locus verbunden werden könnten, die zu diesen Herz-Kreislauf-Erkrankungen, aber es gab kein Verständnis, warum und wie. Jetzt haben wir konkrete Antworten auf diese Fragen,“ sagte ersten Autor Aditya Kumar, ein Bio-Ph. D.-student in Engler ‚ s lab.
Engler, Kumar und seine Kollegen entdeckt, dass, wenn ein Herzinfarkt trifft, die Mutationen aktivieren ein key-player in den Weg—ein Signal-Eiweiß namens JNK. Normale Zellen des Herzens halten können JNK-in-check nach einem Herzinfarkt. Aber in Zellen mit Mutationen, JNK-Signale an nachgeschaltete Ziele, die schließlich brechen elektrischen verbindungen zwischen den Zellen des Herzens und bewirken, dass Sie zu schlagen out of sync.
Die Forscher zeigten auch, dass Sie könnte umkehren und verhindern, dass diese Schäden durch die Blockierung JNK. Sie verwendet ein Molekül namens SP600125. Es ist ein bekanntes JNK-inhibitor, aber nach Engler seine Derivate wurden nicht klinisch getestet für Herz-bezogenen Bedingungen zu 9p21, da Sie off-target-Effekte.
„In der Zukunft, sehen wir, dass Herz-Patienten haben könnte, deren Genome sequenziert und wenn Sie die 9p21-Mutationen, Sie könnte ein Medikament auf Grundlage dieser inhibitor, so sind Sie besser dran im Falle eines Herzinfarktes und wird nicht entwickeln Herzrhythmusstörungen“, sagte Engler.
‚Herzinfarkt in eine Schüssel‘
Die Teams machten Ihre Entdeckung mithilfe von Stammzellen und Hydrogele, die mimik, wie das Herz versteift, die als Folge von einem Herzinfarkt. Engler nennt es einen „Herzinfarkt auf einem Teller.“ Die Hydrogele werden aus einem biomaterial namens methacrylated Hyaluronsäure, die versteift werden, die in unterschiedlichem Grad durch die Einwirkung von UV-Licht.
Forscher zuerst versteifte sich die Hydrogele genug zu imitieren, um die Steifigkeit der gesunden Herzgewebe. Sie dann ausgesät werden die Gele mit Herz-Zellen abgeleitet, die aus induzierten pluripotenten Stammzellen. Einige Gele wurden ausgesät, mit Zellen, erhalten von Individuen mit Mutationen in der 9p21 locus. Andere wurden ausgesät mit Zellen von Menschen ohne die Mutation. Nachdem die Gele wurden versteifte sich noch mehr zu imitieren, was passiert, ist ein Herzinfarkt.
Die Forscher dann untersucht, wie die Zellen des Herzens reagiert auf diesen stress. Diejenigen, die mit den Mutationen waren zu schlagen ungewöhnlich, weil Ihre elektrischen Anschlüsse wurden nicht mehr intakt. Inzwischen werden die Zellen ohne Mutationen weiterhin normal schlagen.
„Es ist bemerkenswert, dass die Versteifung durch sich selbst hinreichend war, stress zu verursachen, die änderungen, die wir sahen, in den Zellen mit Mutationen“, sagte Engler.
„Das hydrogel wurde die Schlüsseltechnologie hier,“ sagte Kumar. „Wir können ändern, seine Steifheit dynamisch auf ein besseres Modell das stress-geschehen in vivo. Wenn wir die Zellen auf einem Substrat mit einer statischen Steifigkeit, die Sie nicht zeigen keine nachteiligen Phänotypen.“