В недавно изданной статье по npj Системной биологии и Заявлениях, Северо-восточный преподаватель физики Ален Карма и его коллеги описывают их открытие 36 ранее неизвестных генов, вовлеченных в сердечную недостаточность. Команда подтвердила, что один из тех генов играет причинную роль в сердечной гипертрофии – неправильном утолщении сердечной мышцы – который может привести к сердечной недостаточности.«Это – увлекательное направление для персонализированной медицины, и также для идентификации генов и терапевтических целей сложных болезней, которые включают много генов», сказала Карма.Конечная цель должна создать персонализированные терапевтические наркотики, чтобы полностью изменить болезнь сердца.
Исследователи, вероятно, все еще на расстоянии в одно десятилетие от достижения такой сделанной на заказ терапии, сказала Карма. Но компании, заинтересованные разрабатыванием таких лекарств, могут использовать метод он и его развитые коллеги и гены, которые они определили, чтобы получить шаг ближе.Структура, описанная в газете, может также использоваться, чтобы предсказать, ответят ли люди, страдающие от конкретной болезни, на данное медикаментозное лечение, сказал ведущий автор Марк Сэнтолини, партнер постдиссертации в Центре Нортеастерна Сложного Сетевого Исследования.«Метод может предсказать заранее, должен ли пациент быть предписан различный препарат, использующий просто простой анализ крови.
Это сэкономило бы время и ускорило бы терапию», сказал Сантолини. «В целом это исследование подчеркивает важность персонализированных подходов, чтобы раскрыть новые гены болезни и лучше понять процессы болезни».Традиционный подход к нахождению генов имел отношение к работам болезни сердца как это: Исследователи берут пожертвованные сердца от людей, которые неожиданно умерли, но были ранее здоровы.
Они анализируют экспрессию гена – то есть, количество РНК посыльного и белков – произведенный генами здоровых сердец и сравнивают его с экспрессией гена больных сердец, экс-установленных от больных сердечной недостаточностью терминальной стадии, подвергающихся пересадке сердца.«Вы видите различный профиль экспрессии гена», сказала Карма. Например, если ген, найденный в больных сердцах, выражает дважды количество РНК, как это сделало в здоровых сердцах, это могло бы относиться к болезни.
Но до сих пор, Карма сказала, что этот метод не был очень успешен в нахождении важных генов.Его команда проявила совершенно другой подход – использование Гибридной Панели Разнообразия Мыши, коллекции 100 генетически различных напряжений мышей, которые могут использоваться, чтобы проанализировать наследственные факторы и факторы окружающей среды, лежащие в основе сложных черт.
В каждом напряжении мыши врожденны, делая их всех идентичными близнецами на генетическом уровне.Исследователи взяли двух мышей от того же самого напряжения и дали одному из них препарат стрессора, который вызывает сердечную недостаточность. Они тогда сравнили экспрессию гена подчеркнутой мыши с ее ненапряженным близнецом.
Так как у мышей есть тот же самый геном, они смогли точно определить отдельные гены, которые изменили выражение как прямой результат сердечного стрессора. Исследователи определили 36 таких генов.Многие из этих генов были ранее неизвестны, чтобы быть вовлеченными в сердечную недостаточность. Карма сказала, что один из них известен как транскрипционный фактор, означая, что это управляет выражением многих других генов.
Исследователи подтвердили роль гена при помощи методов молекулярной биологии, чтобы заставить его замолчать и наблюдать получающиеся изменения выражения. Они нашли, что ген транскрипционного фактора был непосредственно связан с целой сетью белков, которые, как известно, играли роль в сердечной гипертрофии.Одна из генной найденной Кармы, названный RFFL, как было ранее известно, исследователям была вовлечена в другие сердечные процессы.
Однако это, как было известно, не было связано с гипертрофией, сказал Джидеон Корен, врач и директор Сердечно-сосудистого Научно-исследовательского центра в Род-айлендской Больнице & Сердечно-сосудистого Института. Корен изучал RFFL в своей лаборатории в течение прошлых двух лет.«Все внезапные, это исследование показывает, что ген важен для гипертрофической черты», сказал Корен. «Мы теперь думаем, что RFFL – важный узел, который может перекрестная связь с сердечной неудачей гипертрофии и сердечным возбуждением». Сердечное возбуждение – процесс, который позволяет палатам сердца сократиться и расслабиться. «Это было чем-то, что мы не будем исследовать, давать то, что мы знали о RFFL», добавил Корен.
Как следующий шаг, Карма сказала, что новый метод мог быть проверен на человеческих стволовых клетках, у которых есть тот же самый генетический код как человек, из которого они произошли и могут быть вынуждены иметь подобные образцы экспрессии гена как сердечные клетки.«Когда Вы сравниваете два населения клеток от того же самого человека – тот, которым управляли и тот, который находился под эффектом препарата или стрессора – Вы можете сравнить изменение экспрессии гена персонализированным способом», сказала Карма.