W największym jak dotąd badaniu genetycznym arytmii serca, naukowcy pod kierunkiem Kazuo Miyazawy i Kaoru Ito z RIKEN Center for Integrative Medical Sciences (IMS) w Japonii donoszą o odkryciu kilku genów i indywidualnych wariacji genetycznych, które są związane z migotaniem przedsionków. Przeanalizowano dane od ponad miliona osób i obliczono oceny ryzyka poligenicznego na podstawie danych genetycznych. Wyniki przewidywały migotanie przedsionków, a nawet udar i śmiertelność u osób z grupy ryzyka. Badanie zostało opublikowane 18 stycznia w czasopiśmie naukowym Genetyka przyrody.

Migotanie przedsionków występuje, gdy serce bije szybko i nieregularnie, powodując gromadzenie się krwi w przedsionkach. Zwiększa to ryzyko tworzenia się zakrzepów krwi w sercu, a następnie przemieszczania się do mózgu, gdzie mogą zablokować przepływ krwi i spowodować udar. Oprócz innych schorzeń, takich jak wysokie ciśnienie krwi i cukrzyca, migotanie przedsionków jest związane z niektórymi czynnikami genetycznymi, ale dokładnie w jaki sposób pozostaje tajemnicą.

Naukowcy zbadali genomy ponad 150 000 Japończyków i znaleźli 5 lokalizacji w naszych chromosomach – zwanych loci genetycznymi – które nigdy wcześniej nie były związane z migotaniem przedsionków. Wśród nich dwa obejmują wariacje genetyczne unikalne dla populacji wschodnioazjatyckich. Późniejsza metaanaliza krzyżowych przodków ponad 1,2 miliona ludzi – ta sama populacja japońska wraz z tymi z dwóch dużych badań europejskich – ogólnie dała 150 krytycznych loci genetycznych, w tym 35, które były nowe. Dalsza analiza wykazała ponad 130 genów powiązanych z tymi loci. Prawdopodobieństwo, że zmiany w jednym lub kilku z tych genów prowadzą do migotania przedsionków, jest zatem wysokie.

Geny są włączane i wyłączane w razie potrzeby przez specjalne białka regulacyjne zwane czynnikami transkrypcyjnymi. Aby znaleźć czynniki transkrypcyjne, które włączają geny w loci związanych z migotaniem przedsionków, naukowcy przeprowadzili analizę integracyjną z danymi epigenomicznymi, szukając białek, które wiążą się z nowo odkrytymi loci. Analiza dała czynnik transkrypcyjny ERRg, który był powiązany z genami regulującymi procesy zachodzące w komórkach mięśnia sercowego.

Jednak związek nie jest dowodem związku przyczynowego. Aby sprawdzić, czy nadczynność ERRg może być bezpośrednią przyczyną migotania przedsionków, naukowcy wyhodowali w laboratorium ludzkie komórki mięśnia sercowego i ułatwili aktywność ERRg. Odkryli zmniejszoną ekspresję kilku ważnych genów związanych z funkcją serca. Ponadto komórki mięśnia sercowego wykazywały nieregularne bicie i przedłużony skurcz.

Do tej pory nie było jasne, które geny i w jaki sposób ich regulacja transkrypcyjna jest zaangażowana w patofizjologię migotania przedsionków. W tym badaniu odkryliśmy kluczowy mechanizm poprzez integrację danych genomowych z danymi epigenomicznymi i transkryptomicznymi”.

Kazuo Miyazawa, pierwszy autor badania

Wynik ryzyka poligenicznego jest narzędziem statystycznym służącym do przewidywania genetycznej podatności danej osoby na choroby. Jednak gdy te wyniki pochodzą z danych genetycznych z jednej populacji, mają trudności z przewidywaniem ryzyka w innej populacji. Dodając nowe japońskie dane do danych z badań europejskich, zespół RIKEN IMS był w stanie dokonać lepszych prognoz. Odkryli, że im wyższy wynik, tym młodsi byli ludzie, kiedy rozwinęło się u nich migotanie przedsionków. Dodatkowo wynik był istotnie powiązany z udarem, nawet u osób, u których nie rozpoznano migotania przedsionków i mógł przewidzieć wystąpienie zgonu z powodu udaru.

„Zastosowując nasz model do genomu danej osoby, możemy znaleźć niewykrywalne klinicznie arytmie serca lub inne powiązane stany” – wyjaśnia Miyazawa. „Ma to kluczowe znaczenie, ponieważ znalezienie osób zagrożonych, zanim dostaną udaru, jest celem każdej analizy przewidywania ryzyka”.

Samo znalezienie osób zagrożonych migotaniem przedsionków to tylko pierwszy krok. Nowe badanie prowadzi również do pomysłów na leczenie. Jak wyjaśnia Miyazawa: „Ponieważ odkryliśmy, że ERRg jest prawdopodobnie krytycznie zaangażowany w patogenezę migotania przedsionków, stanowi zatem potencjalny cel interwencji farmaceutycznej dla osób zidentyfikowanych jako zagrożone”.