Η καρδιακή ανεπάρκεια εμφανίζεται όταν ο καρδιακός μυς δεν αντλεί αίμα όπως θα έπρεπε. Το αίμα συχνά ανεβαίνει και προκαλεί συσσώρευση υγρού στους πνεύμονες και στα πόδια. Δυστυχώς, η καρδιακή ανεπάρκεια συχνά εντοπίζεται μόνο όταν η καρδιά έχει ήδη επιδεινωθεί. Ερευνητές στο Hospital for Sick Children (SickKids) ανακάλυψαν ότι ένα από τα πρώτα σημάδια καρδιακής ανεπάρκειας είναι μια αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο η καρδιά παράγει ενέργεια. Τα ευρήματα προσφέρουν έναν πιθανό τρόπο πρόληψης της καρδιακής ανεπάρκειας προτού η καρδιά αρχίσει να επιδεινώνεται.
Η μελέτη τους δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Cardiovascular Research 0με τίτλο, « Το KDM8 ελέγχει επιγενετικά τον καρδιακό μεταβολισμό για να αποτρέψει την έναρξη της διατατικής μυοκαρδιοπάθειας ».
Advertisment
«Ο καρδιακός μεταβολισμός διαταράσσεται στην καρδιακή ανεπάρκεια, αλλά οι υποκείμενοι μηχανισμοί παραμένουν ασαφείς», αναφέρουν οι ερευνητές. «Εδώ, δείχνουμε ότι η απομεθυλάση 8 της λυσίνης (Kdm8) διατηρεί ένα ενεργό δίκτυο μιτοχονδριακών γονιδίων καταστέλλοντας το Tbx15, αποτρέποντας έτσι τη διατατική μυοκαρδιοπάθεια που οδηγεί σε θανατηφόρα καρδιακή ανεπάρκεια. Η διαγραφή του Kdm8 στα καρδιομυοκύτταρα ποντικού αύξησε το H3K36me2 με την ενεργοποίηση του Tbx15 και την καταστολή των γονιδίων-στόχων στο μονοπάτι NAD+ πριν από την έναρξη της διατατικής μυοκαρδιοπάθειας».
«Με έκπληξη ανακαλύψαμε ότι η απορύθμιση της παραγωγής ενέργειας ήταν το πρώτο σημάδι καρδιακής ανεπάρκειας», δήλωσε ο Paul Delgado-Olguín, PhD, επιστήμονας στο πρόγραμμα Translational Medicine, ο οποίος επίσης ηγήθηκε της μελέτης. «Οι άνθρωποι συσχετίζουν την ανεπάρκεια στην παραγωγή ενέργειας με καρδιακή ανεπάρκεια μεταγενέστερου σταδίου, αλλά τα ευρήματά μας δείχνουν ότι αυτό θα μπορούσε στην πραγματικότητα να είναι η αιτία της καρδιακής ανεπάρκειας και όχι ένα αποτέλεσμα».
Σε μια υγιή καρδιά, το Kdm8 βοηθά στη διατήρηση μιας ισορροπημένης χρήσης ενέργειας καταστέλλοντας την TBX15, μια άλλη πρωτεΐνη που μειώνει την παραγωγή ενέργειας.
Advertisment
Η ερευνητική ομάδα ανέλυσε ένα μεγάλο σύνολο δεδομένων γονιδιακών εκφράσεων, σε ανθρώπινες καρδιές σε μεταγενέστερο στάδιο καρδιακής ανεπάρκειας και διαπίστωσε ότι το KDM8 ήταν λιγότερο ενεργό. Αυτό επέτρεψε στην TBX15 να εκφραστεί περισσότερο, οδηγώντας σε αλλαγές στο μεταβολισμό. Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι το TBX15 εκφραζόταν στα υψηλότερα επίπεδα σε καρδιές όπου τα γονίδια παραγωγής ενέργειας καταστέλλονταν πιο έντονα.
«Υπάρχουν πολλά γονίδια που βοηθούν στη ρύθμιση της παραγωγής ενέργειας στο σώμα μας, αλλά μπορέσαμε να εντοπίσουμε αλλαγές σε συγκεκριμένες πρωτεΐνες που συμβαίνουν πολύ πριν από την καρδιακή επιδείνωση», δήλωσε ο Delgado-Olguín.
Αφού εντόπισε μια αλλαγή στην παραγωγή ενέργειας ως πρώιμο σημάδι καρδιακής ανεπάρκειας, η ερευνητική ομάδα διερεύνησε περαιτέρω πώς θα μπορούσαν να τροποποιηθούν τα μεταβολικά μονοπάτια για την πρόληψη της αποτυχίας.
Παρατήρησαν ότι η οδός νικοτιναμιδικής αδενίνης δινουκλεοτιδίου (NAD+), η οποία ρυθμίζει τον ενεργειακό μεταβολισμό, ήταν λιγότερο ενεργή. Η ομάδα μπόρεσε στη συνέχεια να παρέμβει και να αποτρέψει την καρδιακή ανεπάρκεια σε ένα μοντέλο ποντικιού παρέχοντας ενέσεις NAD+ και ενισχύοντας την παραγωγή ενέργειας.
«Αυτή η έρευνα δείχνει ότι μπορεί να είναι δυνατή η αλλαγή ορισμένων μεταβολικών οδών για την πρόληψη της καρδιακής ανεπάρκειας πριν ξεκινήσει η βλάβη στην καρδιά», εξήγησε ο Delgado-Olguín. «Η έρευνά μας θέτει το στάδιο για να εντοπίσουμε παιδιά και ενήλικες που μπορεί να διατρέχουν υψηλότερο κίνδυνο καρδιακής ανεπάρκειας και να βελτιώσουμε την ενεργειακή ισορροπία στην καρδιά τους για να την αποτρέψουμε».
«Η καρδιακή ανεπάρκεια είναι τόσο διαφορετική», είπε ο Delgado-Olguín. «Αλλά αν μπορούσαμε να προσδιορίσουμε ότι η συγκεκριμένη καρδιά ενός ατόμου δεν χρησιμοποιεί αποτελεσματικά ενέργεια από νωρίς και διατρέχει τον κίνδυνο καρδιακής ανεπάρκειας, μπορεί να είμαστε σε θέση να προβλέψουμε πώς ανταποκρίνεται στη θεραπεία που στοχεύει σε συγκεκριμένες μεταβολικές οδούς που θα μπορούσαν να αποτρέψουν την καρδιακή επιδείνωση».
Η ερευνητική ομάδα ελπίζει ότι η τελευταία έρευνα από το εργαστήριο Delgado-Olguín θα οδηγήσει σε νέα έρευνα για την έγκαιρη αναγνώριση και την προληπτική θεραπεία.
