Nuove conoscenze sui processi biologici correlati all‘attività elettrica del cuore sono state acquisite attraverso un importante studio del genoma. La ricerca ha avuto la più grande dimensione del campione di un progetto di questo tipo.
I meccanismi molecolari esplorati in questo studio offrono approfondimenti sulle malattie cardiache e potrebbero suggerire percorsi di ricerca sui farmaci per prevenire e curare i problemi del ritmo cardiaco o della conduzione.
Il recente progetto di genomica cardiaca ha coinvolto più di 125 ricercatori in diverse istituzioni in tutto il mondo. I risultati dello studio appaiono questa settimana in Nature Communications.
Membri della Unità di ricerca sulla salute cardiovascolare dell’Università di Washington, la Dott.ssa Nona Sotoodehnia, la Professoressa di medicina Laughlin, divisione di cardiologia e la Dott.ssa Sina A. Gharib, Professore associato di medicina, divisione polmonare, terapia intensiva e medicina del sonno, La Scuola di Medicina dell’Università di Washington a Seattle, erano tra i cinque scienziati supervisori di questo studio internazionale. La Dottoressa Jessica van van Setten dell’Università di Utrecht, in Olanda, è stata l’autore principale dell’ articolo.
( Vedi anche:Realizzato modello 3D di ventricolo di cuore umano).
I ricercatori erano particolarmente interessati alla parte dell’elettrocardiogramma, o registrazione del cuore, chiamata intervallo PR.
In generale, l’intervallo PR, misurato in millisecondi, traccia la conduzione elettrica dal nodo del seno del cuore in tutti gli atrii ai suoi ventricoli.
Il nodo del seno è il pacemaker del cuore. Gli atri sono le due camere cardiache più piccole e superiori che raccolgono il sangue dal corpo e innescano la pompa. I ventricoli sono le due camere più grandi, sinistra e destra, che raccolgono e pompano il sangue nel resto del corpo.
L’intervallo PR inizia all’inizio della contrazione degli atri. L’intervallo PR termina quando i ventricoli sono pronti a spingere fuori il sangue.
Studi precedenti in gemelli e in famiglie suggeriscono che l’ereditarietà dell’intervallo PR è compresa tra il 40% e il 60%. Questo ampio studio con più etnie ha permesso ai ricercatori di identificare geni e processi coinvolti nella conduzione atriale. Queste scoperte estendono ciò che era noto, biologicamente e clinicamente, dalla ricerca precedente.
I ricercatori hanno eseguito uno studio di associazione su tutto il genoma di oltre 92.000 individui di discendenza europea. Gli studi di associazione su tutto il genoma sono progetti che esaminano il DNA di individui diversi per trovare variazioni genetiche che potrebbero essere associate a un particolare tratto o malattia.
In questo studio, milioni di marcatori genetici sono stati esaminati in tutto il genoma per identificare varianti genetiche associate alla conduzione atriale.
I ricercatori hanno identificato 44 regioni cromosomiche correlate all’intervallo PR. Di questi loci, 34 non erano stati identificati prima.
“I geni in questi 44 loci sono sovrarappresentati nei processi di malattia cardiaca, tra cui blocco cardiaco, sindrome del seno malato e fibrillazione atriale “, hanno scritto i ricercatori.
La fibrillazione atriale è un ritmo cardiaco anormale che può aumentare il rischio di insufficienza cardiaca e morte improvvisa e aumenta anche il rischio di formazione di coaguli nel cuore. Il blocco cardiaco è un’interferenza con le onde elettriche che alimentano il movimento del cuore. Questo, e altri difetti di conduzione, a volte richiedono l’impianto di un pacemaker.
Ulteriori analisi, con metodi diversi o combinati, sono state fatte esaminando oltre 105.000 persone di origine africana ed europea. Ciò ha prodotto altri sei loci rilevanti per le attività elettriche atriali o atrioventricolari del cuore.
I risultati hanno indicato una serie di diversi processi coinvolti nella conduzione atriale e atrioventricolare. I percorsi di sviluppo nel cuore, in particolare la formazione delle camere e lo sviluppo del sistema che consente la conduzione del segnale elettrico in tutto il cuore, sono stati implicati nell’origine di questo tipo di malattie cardiache.
Alcuni fattori di trascrizione genica, i geni dei canali ionici e le proteine di giunzione cellulare o di segnalazione cellulare coinvolte nella conduzione delle onde elettriche del cuore hanno anche mostrato possibili contributi alle anormalità.
I ricercatori hanno anche scoperto dei regolatori genetici che sono stati trovati solo nei tessuti atriali del cuore. Questa osservazione sottolinea il motivo dell’esame di alcuni dati genomici nei tipi di tessuto rilevanti per la malattia o il tratto in questione, non solo nei campioni di sangue. Al contrario, i ricercatori hanno anche individuato fattori sovrapposti che hanno influenzato la formazione di vasi sanguigni e cardiaci.
Inoltre, i ricercatori hanno eseguito analisi trans-etniche che hanno dimostrato che la maggior parte delle associazioni genetiche trovate nella popolazione europea erano presenti anche nella popolazione afroamericana, ma hanno sottolineato tuttavia, che erano presenti alcune differenze interetniche degne di nota.
Fonte: Nature Communication
