O dereglare genetică în proteina PRDM6 cauzează persistenţă de canal arterial, o malformaţie vasculară de la nivelul inimii întâlnită la sugarii prematuri, sugerând o ţintă potenţială pentru tratarea bolilor cardiace congenitale.
În fiecare an, 3.000 de nou-născuţi din Statele Unite sunt diagnosticaţi cu persistenţă de canal arterial (PCA/PDA). Acest defect cardiac congenital reprezintă o conexiune rămasă deschisă între aortă şi artera pulmonară numită ductus arteriosus. Această conexiune face parte din sistemul circulator al fătului şi, în mod normal, se închide la scurt timp după naştere. Sugarii care se nasc prematur au un risc mai mare de PCA. Canalul arterial - un vas de sânge temporar care conectează aorta şi artera pulmonară - permite sângelui să curgă direct din inimă în aortă, în timpul dezvoltării embrionare. Vasul se închide în mod normal după naştere atunci când celulele musculare netede se contractă.
„Boala este cauzată de un defect apărut într-o regiune a creierului care se numeşte creasta neuronală. Această regiune apare temporar la vertebrate în timpul dezvoltării şi are un rol important întrucât celulele din această regiune se comportă ca celulele stem şi contribuie la dezvoltarea craniului, oaselor şi cartilajelor feţei şi, cel mai important, a inimii“, a declarat dr. Arya Mani, autorul principal al studiului şi profesor de medicină şi genetică la facultatea de medicină de la Yale.
Laboratorul dr. Mani din cadrul Centrului de Cercetare Cardiovasculară de la Yale a analizat la şoareci datele privind expresia genelor. Echipa de cercetători s-a concentrat pe PRDM6, un modificator epigenetic care reglează expresia genelor. Folosind secvenţierea ARN, cercetătorii departamentul de medicină şi genetică au descoperit că gena PRDM6 reglează diferenţierea şi migrarea celulară a celulelor crestei neuronale (NCC).
Celulele crestei neuronale cardiace (CNCC), sunt esenţiale pentru dezvoltarea cardiovasculară a unui embrion. Aceste celule migratoare, multipotente fac parte dintr-o reţea care produce, la om, melanocite (celule ale pielii), neuroni, cartilaje şi ţesut conjunctiv.
Pentru a testa dacă scăderea PRDM6 poate fi asociată cu o diferenţiere defectuoasă a celulelor cardiace ale crestei neuronale afectate, cercetătorii au folosit o tehnică imagistică in vivo numită cartografierea originii (fate mapping), o metodă utilizată în biologia de dezvoltare care studiază originea embrionară a diferitelor ţesuturi şi structuri adulte. Celulele musculare netede şi NCC au fost marcate cu un agent colorant şi monitorizate pe tot parcursul dezvoltării. Acest lucru a permis echipei de cercetare să studieze comportamentul celular şi caracteristicile genetice ale embrionilor aflaţi în curs de dezvoltare. Tehnica a demonstrat că scăderea expresiei genei PRDM6 a afectat migrarea şi diferenţierea acestora în celulele musculare netede. Folosind secvenţierea ARN-ului într-o singură celulă, ei au reuşit să arate că suprareglarea genei specifice CNCC, Wnt1, cauzează defectul cardiac. Nivelurile crescute au dus la o dezvoltare defectuoasă a celulelor, efect care a putut fi eliminat prin inhibarea genei Wnt1.
Autorii sugerează că descoperirile pot fi aplicate şi altor pacienţi cu boli cardiace congenitale cauzate de o dereglare epigenetică, cum ar fi cele cauzate de alcool sau deficit de acid folic în timpul sarcinii. Studiul ar putea oferii indicii importante cercetătorilor pentru restabilirea funcţiei ţesutului cardiac deteriorat, în cazul milioanelor de pacienţi cu boli cardiovasculare.
„Am dobândit o perspectivă asupra modului în care mediul, cum ar fi toxicitatea medicamentelor sau lipsa vitaminelor, poate provoca boli. Într-un fel, avem o perspectivă nu numai asupra modului în care apare boala atunci când există un deficit de PRDM6, ci şi câte boli cardiace congenitale pot apărea şi pot fi prevenite sau vindecate fie prin manipularea genei Wnt1, fie prin suplimentarea, la mame, a nutrienţilor şi vitaminelor necesare şi evitarea alcoolului sau a medicamentelor care pot afecta reglarea epigenetică“, a explicat dr. Mani.
Studiul a apărut la începutul lunii în revista JCI Insight.
