Combinando gli strumenti investigativi di genetica, epigenetica, trascrittomica e metabolomica, un gruppo di ricerca della Duke Medicine ha individuato un nuovo percorso molecolare coinvolto nella malattia cardiovascolare.
La ricerca è stata pubblicata in PLoSGenetics,
I ricercatori hanno scoperto che lo stress su un componente delle cellule chiamato reticolo endoplasmatico (ER) è associato a rischio di eventi cardiaci futuri e può essere rilevato dalla presenza di detriti molecolari in circolo nel sangue.
“ER stress è stato a lungo collegato diabete di tipo 1 e al morbo di Parkinson, ma questa è la prima indicazione che esso ha un ruolo negli attacchi di cuore comuni e nella morte per malattie cardiache”, ha spiegato l’autore senior Svati H. Shah, MD, Professore Associato di medicina e docente presso l’Istituto di Fisiologia Molecolare della Duke. “E’ anche interessante che siamo in grado di misurare questo ER stress in una piccola goccia di sangue, fornendo un modo potenziale di intercedere e ridurre il rischio di un evento cardiovascolare maggiore”.
Anche dopo la mappatura del genoma umano e la ricerca di tratti genetici associati alla malattia cardiovascolare, i meccanismi alla base della suscettibilità ereditaria di questa malattia non sono stati pienamente compresi. L’approccio di ricerca del team della Duke – una varietà di metodi analitici di misurazione di oltre un milione di dati da 3.700 pazienti – ha permesso loro di colmare alcuni dei passaggi mancanti che portano alla malattia cardiovascolare che è spesso ereditaria.
Il team di ricerca si è concentrato sul percorso tra geni e sviluppo della malattia, utilizzando la metabolomica – l’analisi dei metaboliti, o tracce di sostanze chimiche, derivati dai sottoprodotti dei processi cellulari.
Su un gruppo di circa 3.700 pazienti partecipanti allo studio ” CATHGEN “, Shah e colleghi hanno eseguito un’analisi dell’intero genoma e dei livelli di metaboliti specifici che erano stati precedentemente identificati come predittori di malattie cardiovascolari.
Nel loro lavoro precedente, i ricercatori avevano contrassegnato questi metaboliti come marcatori per le malattie cardiovascolari, ma non sapevano come erano stati generati o quali erano i percorsi biologici sottostanti. L’attuale studio ha risolto tali questioni scoprendo che questi geni erano direttamente collegati allo stress di ER, che si verifica quando il reticolo endoplasmatico diventa oberato di lavoro a causa della gestione di proteine cellulari in eccesso e danneggiate.
Shah e colleghi hanno poi utilizzato un approccio di epigenetica e trascrittomica per determinare le differenze tra i pazienti con alti o bassi livelli di metaboliti. Ancora una volta, lo stress ER si è rivelato una componente chiave.
“Utilizzando questa multi-piattaforma, abbiamo identificato le varianti genetiche associate a nuovi livelli di metaboliti e malattie cardiovascolari”, ha detto Shah. “Noi non crediamo che i metaboliti causano attacchi di cuore – ma essi sono sottoprodotti di un processo di disregolazione presente nelle persone geneticamente suscettibili”.
Fonte: Metabolomic Quantitative Trait Loci (mQTL) Mapping Implicates the Ubiquitin Proteasome System in Cardiovascular Disease Pathogenesis. PLOS Genetics, 2015; 11 (11): e1005553 DOI:10.1371/journal.pgen.1005553
