Гипертрофическая кардиомиопатия – наиболее распространенное наследственное заболевание сердца, характеризующееся аномально утолщенной сердечной мышцей, которая может препятствовать кровотоку и приводить к внезапной смерти у молодых людей.
Головокружительное множество из более чем 1400 генетических мутаций может привести к болезни, что ставит врачей в тупик, как лечить такое количество уникальных разновидностей. Но в новом исследовании ученые Университета Висконсин-Мэдисон обнаружили, что множество различных генетических мутаций приводят к удивительно похожим изменениям белков сердечной мышцы у пациентов с наиболее тяжелыми проявлениями гипертрофической кардиомиопатии. Этот общий белковый отпечаток предполагает, что совместное лечение может лечить болезнь.
"Это может быть хорошей новостью для врачей, лечащих пациентов с обструктивной гипертрофической кардиомиопатией, потому что наши данные предполагают, что у этих пациентов существует конвергентный путь, позволяющий разрабатывать методы лечения, которые обычно нацелены на пациентов с тяжелой обструкцией из-за их кардиомиопатии, вместо нацеливания на индивидуальные генетические мутации пациента," говорит Ин Гэ, профессор клеточной и регенеративной биологии и химии в UW-Мэдисоне, возглавлявший новое исследование.
Ge и международное сообщество исследователей опубликовали свои выводы на неделе сентября. 21 в Трудах Национальной академии наук. Аспиранты UW – Madison Триша Тухольски и Вэньсюань Цай руководили работой, в ходе которой детально анализировались белковые сигнатуры больного и нормального сердца с использованием передовой технологии измерения белка.
Команда собрала образцы пораженной сердечной ткани у 16 пациентов, перенесших корректирующую операцию, чтобы исправить нарушение кровотока в их сердцах. Гипертрофическая кардиомиопатия у восьми из этих пациентов была вызвана восемью различными мутациями в двух генах; у остальных восьми пациентов мутации, вызывающие заболевание, были неизвестны. Белки из образцов больного сердца сравнивали с белками из здоровых донорских сердец.
Несмотря на различия в основных генетических мутациях, команда Ге обнаружила общую картину в сердцах пациентов с этим заболеванием. Например, многие ключевые мышечные белки из больного сердца имеют меньше молекулярных меток, известных как фосфаты. Хотя точные последствия наличия меньшего количества фосфатов неизвестны, вероятно, что эти измененные белки способствуют общему состоянию нарушения регуляции в сердце, что приводит к утолщению мышц, характерному для этого заболевания.
«Полученные данные подтверждают, что генетических мутаций не всегда достаточно для объяснения болезней», – говорит Ге. Белки, кодируемые этими генами, имеют огромное влияние на здоровье, а белки организма могут изменяться незаметными, но значимыми способами во время болезни.
"Когда мы впервые провели эти эксперименты, это сходство на уровне белка было для нас довольно неожиданным, потому что обычно ожидается, что разные мутации могут приводить к различным изменениям в белках," говорит Ге. "Но на самом деле эти результаты имеют смысл, потому что, когда пациенты с этим заболеванием приходят в больницу для операции, их сердца демонстрируют аналогичную дисфункцию."
Результаты пока предварительные. Группа Ге хочет расшириться, чтобы изучить сотни дополнительных пациентов с широким спектром основных мутаций гипертрофической кардиомиопатии, чтобы увидеть, сохраняется ли аналогичная тенденция по белковым отпечаткам пальцев. Они также планируют изучить стволовые клетки сердца с болезнетворными мутациями, чтобы изучить ранние стадии заболевания, что невозможно у пациентов.
Но с дополнительными исследованиями, такого рода углубленный анализ белковых отпечатков пальцев может помочь в будущем лечении.
"Эти данные открывают дверь с доказательствами, показывающими, что изменения на уровне белка могут лучше отражать болезнь пациента, чем их гены, и если мы сможем изучить образцы пациентов на уровне белка, это может помочь нам обеспечить лечение точной медицины," говорит Ге.