Studie untersucht veränderte Genexpression bei Herzinsuffizienz

Food as Medicine: Preventing and Treating the Most Common Diseases with Diet (Juni 2019).

Anonim

Herzversagen bezieht sich auf einen Zustand, in dem der Herzmuskel im Laufe der Zeit geschwächt wird, wodurch es für das Herz zunehmend schwieriger wird, Blut durch den Körper zu pumpen, wie es sollte.

Es ist eine fortschreitende Krankheit, die beginnt, wenn sich das Herz an Stressfaktoren wie hohen Blutdruck, koronare Herzkrankheit oder Diabetes anpasst, um richtig zu funktionieren. Diese Stressoren können zu einer dilatativen Kardiomyopathie führen, bei der sich die linke Herzkammer (Pumpkammer) dehnt, vergrößert und dünner wird. Schließlich kann das Herz nicht mehr in seine normale Form zurückkehren, wodurch sich seine Fähigkeit verschlechtert, Blut zu pumpen und möglicherweise zu unregelmäßigen Herzschlägen, Blutgerinnseln oder sogar plötzlichem Tod führt.

Forscher wissen, dass Veränderungen in der Genexpression während der Kardiomyopathie auftreten, aber es bleibt unklar, ob diese Veränderungen auf eine nachlassende Herzfunktion zurückzuführen sind oder ob diese Veränderungen Teil der Progression zu Herzinsuffizienz sind. Ein besseres Verständnis der Rolle der Transkriptions-Cofaktoren - Proteine, die für die Regulation und Expression von Genen entscheidend sind - könnte wichtige Hinweise auf die Entstehung von Herzinsuffizienz liefern.

In einer neuen Studie berichten die Forscher der University of Iowa Health Care über die Rolle eines Protein-Teils einer großen Gruppe von Transkriptions-Kofaktoren, dem Mediator-Komplex, bei der Regulierung der Genexpression in Herzmuskelzellen.

"Eine Schlüsselfrage ist, wie geht das Herz von einem normalen Zustand zu einem versagenden Zustand, nachdem es in irgendeiner Weise Stress ausgesetzt war?" sagt Duane Hall, Forschungsassistent Professor für Innere Medizin in der UI Carver College of Medicine und Hauptautor der Studie in der August 3 Ausgabe der Zeitschrift JCI Insight veröffentlicht . "Viele Labore versuchen zu verstehen, wie diese Entwicklung abläuft."

"Es ist bekannt, dass viele Gene während einer Herzinsuffizienz exprimiert werden, die für ein sich entwickelndes Herz repräsentativ sind. In diesen Fällen versucht das Herz möglicherweise, Entwicklungsprogramme neu zu installieren, um sich an diesen Druck anzupassen", fügt Chad Grueter hinzu Innere Medizin in der UI Carver College of Medicine und Senior Autor der Studie. "Aber wir verstehen nicht vollständig, wie diese transkriptionelle Genregulation passiert, also haben wir uns angesehen, wie die Genexpression durch diesen Mediatorkomplex stattfindet."

Grueter, Hall und Kollegen untersuchten Herzgewebeproben von Patienten mit Herzinsuffizienz und sahen, dass die Spiegel des Proteins Cdk8 in Herzmuskelzellen erhöht waren. Mit dem Wissen, dass Cdk8 Teil des Mediator-Komplexes ist und an der Regulation der Expression von Tausenden von Genen beteiligt ist, überexprimierten die Forscher das Protein in Maus-Herzzellen. Der Anstieg der Cdk8-Spiegel führte bei diesen Mäusen zu einer Abnahme der Herzfunktion und Herzinsuffizienz.

Als die Forscher die Herzzellen der Mäuse untersuchten, bevor eine Abnahme der Herzfunktion feststellbar war, fanden sie heraus, dass bereits mehr als 3.400 Gene mit einem ähnlichen Profil wie Herzmuskelzellen mit dilatativer Kardiomyopathie und Herzinsuffizienz exprimiert wurden.

"Andere Studien haben versucht, die Kontraktion und den Stoffwechsel in Herzzellen als mögliche Heilung für Herzversagen zu optimieren", sagt Hall. "Unsere Studie ist eine der ersten, die zeigen, dass etwas im Zellkern selbst in der Lage ist, strukturelle Veränderungen zu induzieren, die bei Herzinsuffizienz auftreten."

Die Studienergebnisse legen nahe, dass die Veränderung der Genexpression einen Weg zu vorbeugenden Behandlungen für Herzinsuffizienz bieten könnte.

"In Bezug auf den Krankheitsverlauf ist Herzinsuffizienz das Endstadium. Unsere Studie legt nahe, dass der Übergang von einem gestressten, vergrößerten Herz zu einem versagenden Herzen der Schlüssel ist", sagt Grueter. "Vorausschauend werden wir hoffentlich testen können, ob ein Medikament diesen Wechsel verhindern kann."