Niski poziom tlenu we krwi w obturacyjnym bezdechu sennym powoduje rozległe zmiany w aktywności genów w ciągu dnia, zgodnie z nowym badaniem opublikowanym w ogólnodostępnym czasopiśmie PLOS Biology, przeprowadzonym przez Davida Smitha z Cincinnati Children’s Hospital Medical Center w USA i współpracowników. Odkrycie może prowadzić do narzędzi do wcześniejszej diagnozy i śledzenia zaburzenia.

Obturacyjny bezdech senny (OSA) występuje, gdy drogi oddechowe zostają zablokowane (zwykle przez tkanki miękkie, co wiąże się z chrapaniem i przerywanym oddychaniem w nocy), co powoduje okresowe niedotlenienie (niski poziom tlenu we krwi) i zaburzenia snu. Dotyka ponad miliard ludzi na całym świecie i kosztuje 150 miliardów dolarów rocznie w bezpośrednich kosztach medycznych w samych Stanach Zjednoczonych. OSA zwiększa ryzyko powikłań sercowo-naczyniowych, oddechowych, metabolicznych i neurologicznych.

Aktywność wielu genów zmienia się naturalnie w ciągu dnia, częściowo w odpowiedzi na aktywność genów zegara okołodobowego, których regularne oscylacje napędzają zmienność okołodobową nawet w połowie genomu. Aktywność genów zmienia się również w odpowiedzi na czynniki zewnętrzne, w tym spadek poziomu tlenu, co powoduje wytwarzanie „czynników indukowanych niedotlenieniem”, które wpływają na aktywność wielu genów, w tym genów zegara. Aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób OSA może wpływać na aktywność genów w ciągu dnia, autorzy wystawiali myszy na okresowe warunki niedotlenienia i badali transkrypcję całego genomu w sześciu tkankach – płucach, wątrobie, nerkach, mięśniach, sercu i móżdżku – przez cały dzień. Następnie autorzy ocenili zmienność rytmu okołodobowego ekspresji genów w tych samych tkankach.

Największe zmiany stwierdzono w płucach, gdzie okresowe niedotlenienie wpłynęło na transkrypcję prawie 16% wszystkich genów, z których większość była regulowana w górę. Niecałe 5% genów zostało dotkniętych sercem, wątrobą i móżdżkiem. Podzbiór genów, które normalnie wykazują rytmikę okołodobową, był jeszcze silniej dotknięty okresowym niedotlenieniem, przy czym znaczące zmiany zaobserwowano w 74% takich genów w płucach i 66,9% takich genów w sercu. Wśród dotkniętych genów w każdej tkance były znane geny zegarowe, efekt, który prawdopodobnie przyczynił się do dużych zmian w aktywności okołodobowej innych genów obserwowanych w tych tkankach.

„Nasze odkrycia dostarczają nowego wglądu w mechanizmy patofizjologiczne, które mogą być związane z uszkodzeniem narządów końcowych u pacjentów z przewlekłą ekspozycją na okresową niedotlenienie” – powiedział Smith – „i mogą być przydatne do identyfikacji celów dla przyszłych badań mechanistycznych oceniających podejścia diagnostyczne lub terapeutyczne; ” na przykład poprzez badanie krwi śledzące jeden z rozregulowanych produktów genowych w celu wykrycia wczesnego OBS.

Bala SC Koritala dodaje: „Nasze badanie z wykorzystaniem zwierzęcego modelu obturacyjnego bezdechu sennego ujawniło specyficzne dla czasu i tkanki wariacje transkryptomu całego genomu i powiązanych szlaków charakterystycznych. Te wyjątkowe odkrycia ujawniają wczesne zmiany biologiczne związane z tym zaburzeniem, występujące w wielu układach narządów”.

#####

W swojej relacji użyj tego adresu URL, aby zapewnić dostęp do swobodnie dostępnego artykułu w PLOS Biologia:

Cytat: Koritala BSC, Lee YY, Gaspar LS, Bhadri SS, Su W, Wu G i in. (2023) Obturacyjny bezdech senny w modelu mysim jest związany ze specyficznymi tkankowo zmianami transkryptomicznymi w rytmiczności okołodobowej i średnią 24-godzinną ekspresją genów. PLoS Biol 21(5): e3002139.

Kraje autorskie: Stany Zjednoczone, Portugalia

Finansowanie: patrz rękopis