Naukowcy z University of Virginia School of Medicine odkryli gen na chromosomie Y, który przyczynia się do częstszego występowania niewydolności serca u mężczyzn. Praca publikowana jest w czasopiśmie Badania układu krążenia w naturze.

Utrata chromosomu Y u mężczyzn następuje stopniowo przez całe życie i można ją wykryć u około 40% 70-letnich mężczyzn. Doktor Kenneth Walsh z UVA odkrył w 2022 r., że utrata ta może przyczyniać się do bliznowacenia mięśnia sercowego i prowadzić do śmiertelnej niewydolności serca. Odkrycie to było pierwszym, które bezpośrednio powiązało utratę chromosomu Y z konkretną szkodą dla zdrowia mężczyzn; Coraz częściej uważa się, że utrata chromosomu Y odgrywa rolę w wielu chorobach, od choroby Alzheimera po raka.

W ramach ważnych dalszych odkryć Walsh i jego zespół odkryli, w jaki sposób utrata chromosomu Y wywołuje zmiany w komórkach odpornościowych serca, które zwiększają prawdopodobieństwo powstawania blizn i niewydolności serca.

Co więcej, naukowcy odkryli, że mogą odwrócić szkodliwe zmiany w sercu, podając myszom laboratoryjnym lek przeciwdziałający procesowi zwłóknienia prowadzącemu do bliznowacenia serca, co mogłoby prowadzić do podobnego leczenia u mężczyzn.

„Nasza poprzednia praca wykazała, że ​​to utrata całego chromosomu Y przyczynia się do chorób serca u mężczyzn” – powiedział Walsh, dyrektor Centrum Biologii Krwi Krwi UVA. „W ramach tej nowej pracy zidentyfikowano pojedynczy gen na chromosomie Y, który może wyjaśniać sprzyjające chorobie skutki utraty chromosomu Y”.

O utracie chromosomu Y

W przeciwieństwie do kobiet, które mają dwa chromosomy X, mężczyźni mają X i Y. Przez długi czas nie uważano, że geny znajdujące się na chromosomie Y odgrywają ważną rolę w chorobie. Naukowcy sądzili, że hormony płciowe wyjaśniają różnice w niektórych chorobach u mężczyzn i kobiet. Ale przełomowa praca Walsha pomogła zmienić to postrzeganie.

Zasugerowano także wyjaśnienie, dlaczego niewydolność serca występuje częściej u mężczyzn niż u kobiet. Choroby układu krążenia, w tym niewydolność serca, są główną przyczyną zgonów na całym świecie.

Utrata chromosomu Y występuje tylko w niewielkim odsetku dotkniętych komórek męskich. Prowadzi to do zjawiska zwanego „mozaicyzmem”, w którym u jednego osobnika występują różne genetycznie komórki. Naukowcy nie są do końca pewni, dlaczego dochodzi do częściowej utraty chromosomu Y, ale dotyka ona głównie starszych mężczyzn i mężczyzn, którzy palą, w porównaniu do tych, którzy nie palą.

Aby lepiej zrozumieć skutki utraty chromosomu Y, Walsh i jego zespół zbadali geny znajdujące się na chromosomie Y, aby określić, które mogą być ważne w przypadku bliznowacenia serca. Naukowcy ustalili, że jeden gen, któremu się przyjrzeli, Uty, pomaga kontrolować instrukcje działania komórek odpornościowych zwanych makrofagami i monocytami.

Kiedy gen Uty został zakłócony, indywidualnie lub w wyniku utraty chromosomu Y, spowodowało to zmiany w komórkach odpornościowych u myszy laboratoryjnych. Nagle makrofagi stały się znacznie bardziej „profibrotyczne” lub podatne na bliznowacenie. Naukowcy odkryli, że powoduje to również przyspieszoną niewydolność serca.

„Identyfikacja pojedynczego genu na chromosomie Y dostarcza informacji na temat nowego leku, który może być stosowany w leczeniu chorób zwłóknieniowych” – powiedział Walsh z Oddziału Medycyny Sercowo-Naczyniowej UVA i Centrum Badań nad Układem Sercowo-Naczyniowym im. Roberta M. Berne’a.

Walsh i jego zespół byli w stanie zapobiec szkodliwym zmianom w makrofagach myszy, podając im specjalnie zaprojektowane przeciwciało monoklonalne. Zahamowało to szkodliwe zmiany w sercu, co sugeruje, że dzięki dalszym badaniom podejście to może pomóc w leczeniu lub unikaniu niewydolności serca i innych chorób zwłóknieniowych u mężczyzn z utratą chromosomu Y.

„Obecnie współpracujemy z naszymi kolegami klinicystami z Oddziału Medycyny Sercowo-Naczyniowej UVA, aby ocenić, czy utrata chromosomu Y u mężczyzn wiąże się z większymi bliznami w sercu” – powiedział Walsh. „To badanie zapewni nowe możliwości zrozumienia przyczyn chorób serca”.

Na podstawie swoich odkryć Walsh i jego zespół uważają, że niewielka grupa genów znajdujących się na chromosomie Y może mieć duży wpływ na szeroką gamę chorób. Ich nowa praca identyfikuje mechanizmy, które mogą do tego prowadzić, i mają nadzieję, że dalsze badania zapewnią znacznie lepsze zrozumienie nieznanych przyczyn chorób i zgonów u mężczyzn.

„Badanie to dodatkowo dokumentuje użyteczność badania genetyki mutacji, które powstają po poczęciu i kumulują się przez całe życie” – stwierdziła Walsh. „Wydaje się, że mutacje te są równie ważne dla zdrowia i długości życia, jak mutacje dziedziczone od rodziców. Badanie mutacji nabytych z wiekiem stanowi nową dziedzinę genetyki człowieka”.