Normal bir kalbin (solda) ve enerji üretimi eksikliğinin kalp yetmezliğinin bir işareti olan odacıkların genişlemesine neden olduğu bir kalbin (sağda) kesitleri. Kredi: Paul Delgado-Olguin/Hasta Çocuklar Hastanesi (SickKids)
Kalp yetmezliği genellikle yalnızca kalp zaten kötüleştiğinde tanımlanır. Bu büyük ölçüde, kalp yetmezliği yaşayan insanların yaklaşık yüzde 70’inin sebebinin bilinmemesinden kaynaklanmaktadır.
The Hospital for Sick Children’daki (SickKids) araştırmacılar, kalp yetmezliğinin en erken belirtilerinden birinin kalbin enerji üretme şeklindeki bir değişiklik olduğunu keşfettiler ve bulgular, kalp bozulmaya başlamadan önce kalp yetmezliğini önlemek için potansiyel bir yol sunuyor.
Çeviri Tıbbı programında Bilim İnsanı olan Dr. Paul Delgado-Olguín liderliğindeki ve Ted Rogers Kalp Araştırmaları Merkezi tarafından desteklenen araştırma, kalp yetmezliğinin altında yatan nedenlerin çeşitliliğini açıklamaya da yardımcı olabilir.
Delgado-Olguín, “Enerji üretimindeki düzensizliğin kalp yetmezliğinin en erken belirtisi olduğunu görünce şaşırdık” diyor. “İnsanlar enerji üretimindeki eksikliği daha sonraki aşama kalp yetmezliği ile ilişkilendirir, ancak bulgularımız bunun aslında kalp yetmezliğinin bir sonucu değil, nedeni olabileceğini gösteriyor.”
Enerji üretimindeki değişiklikler kalp bozulmasına işaret eder
Sağlıklı bir kalpte lizin demetilaz 8 (Kdm8) adı verilen bir protein, enerji üretimini azaltan bir başka protein olan TBX15’i baskılayarak metabolizma olarak da bilinen dengeli bir enerji kullanımının sürdürülmesine yardımcı olur.
13 Şubat 2023 tarihinde dergide yayınlandı Doğa Kardiyovasküler Araştırmaaraştırma ekibi, gen ekspresyonu üzerine geniş bir veri setini analiz etti;[{” attribute=””>DNA is converted to proteins, in human hearts at a later stage of heart failure and found that KDM8 was less active. This allowed TBX15 to be more highly expressed, leading to changes in metabolism. Researchers also found that TBX15 was expressed at the highest levels in hearts where energy production genes were most strongly suppressed.
“There are many genes that help regulate energy production in our bodies, but we were able to identify changes in specific proteins that occur well before cardiac deterioration,” says Delgado-Olguín.
After identifying change in energy production as an early sign of heart failure, the research team drilled down further to explore how metabolic pathways could be modified to prevent the failure. In doing so they found that the nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) pathway, which regulates energy metabolism, was less active. The team was then able to intervene and prevent heart failure in a mouse model by providing NAD+ injections and boosting energy production.
“This research suggests it may be possible to alter certain metabolic pathways to prevent heart failure before damage to the heart begins,” says Delgado-Olguín.
Precision health could help predict and prevent heart failure
For the study team, this research is helping contribute to the future of Precision Child Health at SickKids, a movement to deliver individualized care for every child.
“Heart failure is so diverse,” says Delgado-Olguín. “But if we could determine that an individual’s particular heart is not using energy efficiently early on and is at risk of heart failure, we may be able to predict how they respond to treatment targeted to specific metabolic pathways that could prevent cardiac deterioration.”
While international research on NAD+ treatment in late-stage heart failure is underway, the team hopes that this latest research from the Delgado-Olguín Lab will spark new research on early identification and preventative treatment.
Reference: “KDM8 epigenetically controls cardiac metabolism to prevent initiation of dilated cardiomyopathy” by Abdalla Ahmed, Jibran Nehal Syed, Lijun Chi, Yaxu Wang, Carmina Perez-Romero, Dorothy Lee, Etri Kocaqi, Amalia Caballero, Jielin Yang, Quetzalcoatl Escalante-Covarrubias, Akihiko Ishimura, Takeshi Suzuki, Lorena Aguilar-Arnal, Gerard Bryan Gonzales, Kyoung-Han Kim and Paul Delgado-Olguín, 13 February 2023, Nature Cardiovascular Research.
DOI: 10.1038/s44161-023-00214-0
This research was funded by the Canadian Institutes of Health Research (CIHR).