Pět set genů řídí rytmus srdce

Vědci vytvářejí první kompletní genovou mapu srdeční funkce

Srdce ovládá 500 genů - v mušce a člověku. © IMBA
číst nahlas

Mezinárodní výzkumný tým poprvé identifikoval všechny geny podílející se na regulaci srdeční funkce. 500 genů se v průběhu vývoje stěží změnilo z mouchy přes myš na člověka. Nová mapa Genlandu stojí za titulním příběhem odborného časopisu Cell, protože tato znalost je mimo jiné nezbytným předpokladem pro vývoj naléhavě potřebných léků na srdce.

Tisíce lidí každoročně umírají na náhlou srdeční smrt. Bez znatelných předchozích varovných příznaků její srdce jednoduše přestane bít a nezřídka ovlivňuje zdánlivě zdravé mladé lidi. Příčinou je vždy předchozí nemoc srdce, která se obvykle nevnímá včas. Kromě toho je spouštěčem stresové situace - například sportovní aktivity - která vede k narušení rytmu. Lékaři již dlouho hledají identifikovatelné rizikové faktory, které činí lidi náchylnými k takovým smrtelným arytmím.

Mapa funkce srdce

Molekulární biologové nedávno dokázali poskytnout cenné vodítka: opakovaně našli geny, které hrají klíčovou roli v srdeční funkci a hrají roli v nemocech. Nyní vědci z USA, Kanady, Japonska, Rakouska, Indie, Itálie a Německa poprvé sestavili „mapu“ všech genů zapojených do srdeční funkce a jejich interakcí. Karta, která připomíná síť tras letecké společnosti, je pokladnicí pro srdeční specialisty.

„Informace, které máme nyní k dispozici, budou použity v mnoha dalších výzkumných projektech a poskytnou nám informace o tom, kde bychom v budoucnu mohli používat léky, “ vysvětluje Greg Neely z Ústavu molekulární biotechnologie Rakouské akademie věd (IMBA). Obrovský výpočetní výkon potřebný k jejich vytvoření byl poskytnut bioinformatickým týmem v Bangalore.

500 genů kontroluje rytmus

K získání genů použili vědci IMBA interní křtitelnou sbírku VDRC (Vienna Drosophila Research Center). Spolu se specialistou na létající srdce Rolfem Bodmerem ze Sanford-Burnham Medical Research Institute v La Jolla v Kalifornii dokázali identifikovat 500 genů, které jsou nezbytné pro správné fungování létajícího srdce. Je-li jeden z těchto genů blokován, pak je během stresu ohroženo zvíře rychlou srdeční smrtí. zobrazit

Z nalezených srdečních genů bylo známo pouze asi třetina. Jeden z nově identifikovaných genů, NOT-3, byl zkoumán vědci. Po zablokování se u mouchy rozvine těžká srdeční arytmie a rozšířené srdeční komory. U lidí je toto onemocnění známo jako „dilatační kardiomyopatie“ a ve vzácných případech může být zděděno.

Mapa ukazuje interakci všech srdečních genů a jejich vazebných partnerů. Na jejich vytvoření bylo zkoumáno asi dva miliony much IMBA

Geny v mouchách, myších a lidech se téměř nezměnily

Keiji Kuba z Akita University v Japonsku byl schopen potvrdit výsledky získané v mouchách i pro obratlovce. Blokování NOT-3 u myší vede také k patologickým změnám v zástavě srdce a srdce během stresu. Jasné výsledky experimentů brzy vedly vědce k otázce, zda podobný mechanismus je také účinný u lidí.

Spolu s Andrewem Hicksem a Peterem P. Pramstallerem z Institutu pro genetické lékařství EURAC v Bolzanu v Itálii a Arne Pfeuferem z Institutu pro genetiku člověka v Helmholtzově centru v Mnichově, která je součástí konsorcia QTSCD (QT) Interval a náhlá srdeční smrt) prokázaly, že změny v oblasti NOT3 také korelují se zvýšenou náchylností k srdečním problémům u lidí. Pacienti s touto predispozicí mají na EKG prodloužený interval QT. Necítí nic, ale fyzický stres může vést k smrtícím arytmím.

Ačkoli cyklus v mouchách funguje jinak než u lidí, geny, které kontrolují srdeční funkci, se v průběhu evoluce stěží změnily. Jako studijní předměty jsou mouchy téměř nepřekonatelné. „Naše práce s Drosophilou to ukázala

Najděte geny související s nemocemi, které bychom u lidí nikdy neobjevili, “říká Josef Penninger, ředitel IMBA. Stovky kandidátních genů nyní čekají na screening na zapojení do srdečních chorob. V této práci bude hodně vášně pro výzkum.

(IMBA - Ústav pro molekulární biotechnologii Rakouské akademie věd, 06.04.2010 - NPO)