Zemra e plakur grumbullon mutacione, ndërkohë që humbet aftësinë për t’i riparuar ato

Pse rritet rreziku i sëmundjeve të zemrës me kalimin e moshës? Faktorët e njohur të rrezikut si hipertensioni ose kolesteroli i lartë nuk i shpjegojnë të gjitha rastet. Një studim i parë në llojin e tij nga Spitali i Fëmijëve në Boston tani tregon se qelizat që përbëjnë muskulin tonë të zemrës grumbullojnë mutacione të reja gjenetike me kalimin e kohës – ndërkohë që humbasin aftësinë për t’i riparuar ato.

Gjetjet u botuan në revistën Nature Aging .

Ekipi hulumtues, i udhëhequr nga Sangita Choudhury, Ph.D., dhe August Yue Huang, Ph.D., në Divizionin e Gjenetikës dhe Gjenomikës në Boston Children’s, renditi të gjitha gjenomet e 56 qelizave individuale të muskujve të zemrës , të njohura si kardiomiocitet. nga 12 persona në të gjithë spektrin e moshës—nga foshnjëria deri në 82 vjeç—të cilët kishin vdekur nga shkaqe që nuk kishin lidhje me sëmundjet e zemrës .

Katalogimi i mutacioneve në zemrën e plakur

Duke përdorur teknika dhe analiza të sofistikuara të bioinformatikës, ekipi krahasoi numrin e mutacioneve jo të trashëguara, të njohura si mutacione somatike , në qelizat e moshave të ndryshme dhe gjithashtu kërkuan modele mutacionale ose “nënshkrime” që mund të ndriçojnë mekanizmat e sëmundjeve të zemrës .

“Kjo është hera e parë që mutacionet somatike janë parë në zemrën e njeriut në nivel njëqelizor,” thotë Choudhury, i cili është bashkëautori i parë në letër me Huang.

Sa më të vjetra të ishin qelizat, aq më shumë ndryshime “shkronja” të vetme (të njohura si variante me një nukleotid) kishin në ADN-në e tyre. Modeli i këtyre mutacioneve sugjeroi se shumë prej tyre ishin shkaktuar nga dëmtimi oksidativ.

“Për shkak se zemra është gjithmonë duke pompuar, ajo përdor shumë energji,” shtjellon Ming Hui Chen, MD, MMSc, ​​një kardiolog në Divizionin e Gjenetikës dhe Gjenomikës dhe Departamentit të Kardiologjisë në Boston Children’s. “Ky prodhim energjie krijon nënprodukte kimike të njohura si specie reaktive të oksigjenit ose ROS. Kur nivelet e ROS rriten shumë, ato mund të dëmtojnë ADN-në.”

Duke shtuar fyerjen ndaj lëndimit, mutacionet ndikuan gjithashtu në rrugët që qelizat zakonisht përdorin për të riparuar dëmtimin e ADN-së. “Mekanizmat që riparojnë dëmtimin e ADN-së ndikohen gjithashtu nga mosha”, thotë Choudhury. “Këto mund të mbingarkohen nëse ka dëmtim të mjaftueshëm oksidativ.”

Studimi teknikisht i vështirë u bazua në sekuencën e një qelize të tërë të gjenomit dhe teknikat e bioinformatikës, të krijuara në laboratorin e Christopher Walsh, MD, Ph.D., në Boston Children’s, anëtarë të të cilit janë Choudhury dhe Huang. Laboratori Walsh kohët e fundit përdori metodat për të dokumentuar akumulimin e mutacioneve në neurone te njerëzit me sëmundjen Alzheimer.

Në mënyrë tipike, qelizat që nuk vazhdojnë të ndahen, si qelizat e zemrës, janë më pak të ndjeshme ndaj mutacioneve. Por studiuesit zbuluan se kardiomiocitet akumulonin mutacione aq shpejt ose më shpejt se disa lloje qelizash që ndaheshin; Studiuesit llogaritën se mesatarisht kishin më shumë se 100 mutacione të reja në vit për qelizë.

“Qelizat e zemrës gjithashtu grumbulluan mutacione me shpejtësi tre herë më shpejt se neuronet, një lloj tjetër qelize që nuk ndahet,” thotë Huang.

Përveç rrugëve të riparimit të ADN-së, mutacionet prekën gjenet e përfshira në citoskelet, skela që u jep qelizave strukturën e tyre dhe funksione të tjera bazë qelizore.

“Ndërsa plakeni dhe merrni më shumë mutacione, ju po shtoni efekte të dëmshme që mund ta shtyjnë zemrën të kalojë një pikë kthese në sëmundje,” thotë Chen, i cili ishte bashkë-hetues i lartë në studim me Walsh dhe Eunjung Alice Lee, Ph.D. . “Mund të arrijë në një pikë ku aq shumë ADN dëmtohet saqë zemra nuk mund të rrahë më mirë.”

Më shumë për të eksploruar

Studiuesit vërejnë se studimi i tyre kërkoi vetëm variante me një nukleotid dhe nuk hetoi lloje të tjera mutacionesh, të tilla si futjet ose fshirjet e ADN-së. Gjithashtu, për shkak se ata shikuan qelizat e shëndetshme të zemrës , ata nuk mund të vërtetojnë se mutacionet janë të përfshira në sëmundjet e zemrës. Në të ardhmen, ata planifikojnë të shikojnë mutacione në inde nga pacientë me sëmundje të ndryshme kardiovaskulare.

Chen, i cili studion se si rrezatimi i gjoksit dhe kimioterapia për kancerin ndikon në shëndetin e zemrës, planifikon të mbledhë të dhëna nga pacientët me kancer që kanë sëmundje të zemrës.

“Ne gjithashtu duam të shohim lloje të ndryshme të qelizave në zemër”, shton Choudhury. “Ne kemi prekur vetëm majën e ajsbergut.”/Medicalxpress