Μοριακή χαρτογράφηση: Ανοίγει δρόμο για την έρευνα των καρδιακών νόσων

Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης ανέπτυξε μια πρωτοποριακή μέθοδο – μοριακή χαρτογράφηση – που επιτρέπει την ανάλυση χιλιάδων πρωτεϊνών σε καρδιακό ιστό, παρέχοντας εντελώς νέες γνώσεις για τις αιτίες των καρδιακών νόσων. Η τεχνική αυτή μπορεί να θέσει τα θεμέλια για στοχευμένες θεραπείες που αντιμετωπίζουν τις ασθένειες στο μοριακό τους επίπεδο.

Οι προκλήσεις στην καρδιολογία

Κάθε χρόνο, οι καρδιαγγειακές παθήσεις επηρεάζουν περισσότερους από 65.000 Δανούς, ενώ 1 στους 5 ασθενείς χάνει τη ζωή του εξαιτίας τους. Παρά τις βελτιωμένες διαγνωστικές δυνατότητες, εξακολουθούμε να γνωρίζουμε πολύ λίγα για τους πραγματικούς μοριακούς παράγοντες που οδηγούν στην ανάπτυξη των καρδιακών νόσων.

Συχνά οι παθήσεις εντοπίζονται μόνο όταν εμφανιστούν εμφανείς αλλαγές στη δομή ή τη λειτουργία της καρδιάς. Όμως, η έρευνα δείχνει ότι οι διαδικασίες της νόσου ξεκινούν πολύ νωρίτερα—στο μοριακό επίπεδο.

Όπως αναφέρει η Καθηγήτρια Alicia Lundby, επικεφαλής της μελέτης στο Τμήμα Βιοϊατρικών Επιστημών του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης, «με αυτή τη μέθοδο μπορούμε να δημιουργήσουμε έναν μοριακό χάρτη που δείχνει τι χαρακτηρίζει τη νόσο και τι την έχει προκαλέσει σε μοριακό επίπεδο».

Η μέθοδος της μοριακής χαρτογράφησης

Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στην κληρονομική καρδιακή νόσο ARVC (αρρυθμογενής δεξιά κοιλιακή καρδιομυοπάθεια). Για να κατανοήσουν τις μοριακές αιτίες της νόσου, εξέτασαν λεπτομερώς ιστικά δείγματα καρδιάς από ασθενείς—γνωστά ως βιοψίες—που είχαν συλλεχθεί προηγουμένως κατά τη διάρκεια διαγνωστικών διαδικασιών στα νοσοκομεία.

Οι βιοψίες αυτές κόπηκαν σε υπερλεπτές φέτες, μόλις το ένα εκατοστό του χιλιοστού σε πάχος, και στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε πρωτεϊνική ανάλυση (proteomic analysis). Η πρωτεϊνική ανάλυση επιτρέπει τη μέτρηση και εξέταση έως και 10.000 διαφορετικών πρωτεϊνών σε ένα μόνο δείγμα ιστού, προσφέροντας πολύ πιο λεπτομερή εικόνα των βιολογικών αιτιών της νόσου από προηγούμενες μεθόδους.

Προηγουμένως, η εφαρμογή της πρωτεϊνικής ανάλυσης σε βιοψίες που είχαν συλλεχθεί για διαγνωστικούς σκοπούς ήταν περιορισμένη λόγω του τρόπου χειρισμού των δειγμάτων. Οι ερευνητές κατάφεραν να υπερβούν αυτό το εμπόδιο, ανοίγοντας τον δρόμο για τη χρήση ήδη συλλεχθεισών βιοψιών για νέες γνώσεις σχετικά με τις καρδιακές νόσους.

Βάση για στοχευμένες θεραπείες

Η ομάδα πιστεύει ότι η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κατανοηθούν και άλλες καρδιακές νόσοι και οι υποκείμενες αιτίες τους.

«Σήμερα, θεραπεύουμε τις αιτίες των καρδιακών νόσων σε περιορισμένο βαθμό», εξηγεί η Lundby. «Για να αναπτύξουμε στοχευμένες θεραπείες, χρειαζόμαστε βαθύτερη κατανόηση των μοριακών μηχανισμών που τις προκαλούν».

Για παράδειγμα, η καρδιακή ανεπάρκεια μπορεί να οφείλεται σε:

• ίνωση,

• φλεγμονή,

• αλλαγές στη λειτουργία των μιτοχονδρίων.

Αν και η διάγνωση παραμένει η ίδια, οι μοριακές αιτίες μπορεί να είναι πολύ διαφορετικές και να απαιτούν διαφορετικές στρατηγικές θεραπείας. Το επόμενο βήμα για τους ερευνητές είναι να χαρτογραφήσουν ευρύτερο φάσμα καρδιακών νόσων και να εντοπίσουν τα χαρακτηριστικά τους σε μοριακό επίπεδο.

Προοπτικές για το μέλλον

Η τεχνική μοριακής χαρτογράφησης προσφέρει την ευκαιρία να αποκαλυφθεί ποιες περιοχές του πρωτεϊνικού τοπίου είναι εσφαλμένα ρυθμισμένες και οδηγούν σε καρδιακή νόσο. Με τη γνώση αυτή, οι επιστήμονες μπορούν είτε να χρησιμοποιήσουν υπάρχοντα φάρμακα με μεγαλύτερη ακρίβεια, είτε να βασιστούν σε αυτή τη χαρτογράφηση για την ανάπτυξη νέων θεραπειών.

Όπως καταλήγει η Lundby: «Η μέθοδος μας φέρνει πιο κοντά σε στοχευμένες, εξατομικευμένες θεραπείες για τους ασθενείς με καρδιακές παθήσεις και προσφέρει έναν εντελώς νέο τρόπο κατανόησης των μοριακών αιτιών των νόσων».

Με αυτόν τον τρόπο, η καρδιολογία μπορεί να μεταβεί από την αντιμετώπιση συμπτωμάτων στη στοχευμένη θεραπεία των αιτίων, βελτιώνοντας τις προοπτικές ζωής εκατομμυρίων ασθενών παγκοσμίως.