Исследователи определили специфические кластеры генов в сосудах человека, которые, как представляется, с большой точностью предсказывают, какие пациенты могут подвергаться наибольшему риску развития атеросклероза, а также тяжесть заболевания.
Для исследователей это важный первый шаг на пути к разработке высокоиндивидуализированных подходов к выявлению и лечению атеросклероза, адаптированных и основанных на уникальном генетическом строении пациента.
Атеросклероз - это заболевание, характеризующееся утолщением и засорением кровеносных сосудов, которое со временем может лишить сердце необходимого поступления кислорода и питательных веществ. Хотя такие факторы, как питание, курение, уровень холестерина и пассивность играют важную роль в развитии атеросклероза, исследователи утверждают, что наследственность играет решающую роль в реакции организма на эти факторы окружающей среды.
"Вместо того, чтобы пытаться найти конкретный ген, который может быть вовлечен в развитие атеросклероза, мы взяли новый подход, пытаясь определить кластеры генов, которые могут помочь нам лучше понять прогрессирование болезни", сказал кардиолог Дюк Дэвид Со, доктор медицинских наук.
"В таком сложном расстройстве, как атеросклероз, задействован не только один ген, но множество различных генов, взаимодействующих друг с другом", - сказал Со.
В частности, исследователи обнаружили, что их новая модель может предсказать с точностью 93,5 процента степень распространенности атеросклероза. Он также может с точностью 93,6 процента предсказать местоположение атеросклеротических поражений.
"Увидев результаты этого исследования, я очень рад, что в какой-то момент после дальнейшего изучения мы сможем помочь выполнить обещание персонализированной медицины", - сказал Гольдшмидт.
Для своих экспериментов они собрали более 60 свежих образцов сосудов у людей, чьи сердца были предназначены для трансплантации. Аорта, самая большая артерия организма, берет кровь, выбрасываемую из сердца, и распределяет ее по всему телу через небольшие артерии. Образцы варьировались от здоровых до тяжелобольных.
Затем исследователи "картировали" не только степень развития атеросклеротической бляшки, но и местоположение бляшки в пределах аорты. Расположение бляшки является важным показателем восприимчивости к заболеваниям, потому что атеросклероз имеет тенденцию прогрессировать в сторону сердца.
После картирования образцов по определенным сегментам, исследователи проводили анализ ДНК-микрочипа или гена в каждом регионе. Используя эту новую технологию, исследователи могут быстро проверить более 12 500 известных генов, ищут те, которые "включены" или показывают себя.
Что касается тяжести заболевания, то исследователи обнаружили скопление из 208 генов, предсказавших тяжелое заболевание в 29 из 31 образцах тканей, и скопление из 28 генов, предсказавших местонахождение заболевания в 59 из 63 образцах.
В целом, многие из генов, обнаруженных в пределах кластеров, были известны исследователям, хотя между генами, идентифицированными в группах тяжести и местоположений, было очень мало совпадений. Гены в группе тяжести, в основном, участвуют в процессе воспаления, в то время как гены, связанные с восприимчивостью, как правило, являются посредниками клеточных реакций, которые происходят до воспалительного процесса.
"Хотя методы, которые мы использовали для идентификации этих генов, не имеют немедленного клинического применения, они играют важную роль в опознавании генов для дальнейшего изучения", - сказал Со. "Изучение этих генов способствует нашему пониманию биологических путей, связанных с атеросклерозом.
"Многие из этих генов, скорее всего, будут вовлечены в процесс заболевания и могут стать мишенью будущих терапий", - продолжил Со. "Выявив варианты в пределах этих генов, мы сможем определить комбинации таких вариантов, которые в совокупности с известными клиническими факторами риска могут привести к появлению новых средств прогнозирования и диагностики сердечно-сосудистых заболеваний".
Исследовательская группа планирует дальнейшее изучение на животных моделях атеросклероза для последующего совершенствования своих методов. Поскольку тестировать образцы аорты у живых пациентов практически нецелесообразно, исследователи надеются разработать способ корреляции результатов их исследований в аорте с возможными маркерами в циркулирующей крови.
