Naukowcy z University of Pittsburgh Schools of Medicine odkryli podstawowy mechanizm kontrolujący reakcję organizmu na ograniczoną ilość tlenu i regulujący chorobę naczyń krwionośnych płuc.

Przeczesując genomy ponad 20 000 osób w USA, Francji, Anglii i Japonii i łącząc wyniki z badaniami molekularnymi prowadzonymi w laboratorium, zespół odkrył wspólną cechę genetyczną, która może przewidywać wyższe ryzyko choroby małych naczyń płucnych zwanej nadciśnieniem płucnym i jego cięższą postać, tętnicze nadciśnienie płucne, oraz wpływają na rozwój terapii lekowych ukierunkowanych na reakcję organizmu na ograniczoną ilość tlenu. Wyniki opublikowano w tym tygodniu w Naukowa medycyna translacyjna.

„Ten nowy poziom wiedzy pomoże zidentyfikować osoby, które mogą być obarczone podwyższonym genetycznym ryzykiem wystąpienia nadciśnienia płucnego, i przyspieszyć wprowadzenie praktyk medycyny precyzyjnej w celu zaoferowania spersonalizowanych terapii” – powiedział starszy autor, dr Stephen Chan, kardiolog pełniący funkcję kierownika projektu Vitalant doktor medycyny naczyniowej i dyrektor Instytutu Medycyny Naczyniowej w Pitt.

Stephen Chan, lekarz medycyny, doktor

Nadciśnienie płucne obejmuje szereg schorzeń o różnej przyczynie, które objawiają się wysokim ciśnieniem krwi w tętnicach płucnych i prawej stronie serca. Chorobie towarzyszy zmniejszony dopływ tlenu do tkanki płucnej i krwi, ma ona charakter przewlekły i śmiertelny, a jej podłoże molekularne i genetyczne pozostają niewyjaśnione.

Stosując połączone podejście genomiki i biochemii, laboratorium Chan znalazło parę genów, która pełniła ważną funkcję w regulacji metabolizmu i chorób naczyń krwionośnych. Ta para genów obejmowała długą, niekodującą cząsteczkę RNA – przekaźnik ułatwiający transformację kodu genetycznego organizmu w produkty białkowe – oraz partnera wiążącego białka, a ich interakcja była często aktywna w komórkach narażonych na niski poziom tlenu w porównaniu z normalnymi komórkami.

Idąc o krok dalej w swoich ustaleniach, zespół odkrył, że pojedyncza zmiana litery DNA kierująca ekspresją tej pary RNA-białko w warunkach niskiego poziomu tlenu była powiązana z wyższym ryzykiem genetycznym nadciśnienia płucnego w różnych populacjach pacjentów.

Według Chan nadciśnienie płucne jest chorobą sierocą z pogranicza, a ograniczona liczba pacjentów z nadciśnieniem płucnym utrudnia znalezienie różnic genetycznych, które są rzadkie, ale wciąż wystarczająco istotne, aby przyćmić różnice indywidualne.

Fragmenty RNA w chorym naczyniu płucnym pacjenta z tętniczym nadciśnieniem płucnym.

Mając to na uwadze, naukowcy z firmy Pitt zwrócili się do współpracowników na całym świecie oraz do publicznych zbiorów danych badawczych, takich jak All of Us – ogólnokrajowy rejestr zdrowia finansowany przez Narodowe Instytuty Zdrowia – aby upewnić się, że ustalenia są istotne dla zróżnicowanej populacji globalnej.

Chan ma nadzieję, że jego odkrycia pobudzą rozwój terapii celowanych istotnych z punktu widzenia wrażliwości tlenowej wyściółki naczyń krwionośnych oraz że ich wniosek patentowy będący przedmiotem rozpatrywania przyczyni się do rozwoju zupełnie nowej dziedziny terapii lekami epigenetycznymi i RNA, które działają nie poprzez manipulację genomem, ale zmieniając sposób jego czytania.

Dziennikarze zainteresowani dodatkowymi informacjami mogą się z nami skontaktować mediarelations@upmc.edu.