Genetische Einblicke in die Behandlung von Herzinsuffizienz
Neue genetische Forschung gibt Hoffnung auf Therapien gegen Herzinsuffizienz.
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Inhaltsverzeichnis
- Aktuelle Fortschritte und laufende Herausforderungen
- Rolle der Humangenetik in der Arzneimittelentwicklung
- Studiendesign und Ergebnisse
- Bedeutung neuer Gene
- Potenzial für die Arzneimittelentwicklung
- Genetische Instrumente und Analyse
- Wiederholung der Ergebnisse
- Therapeutische Zielprofile
- Nachweise für die Wirksamkeit
- Sicherheitsüberlegungen
- Bewertung der Wirkmechanismen
- Bedeutung biologischer Wege
- Neuheit und klinische Relevanz
- Potenzial für neue Behandlungen
- Fazit
- Originalquelle
- Referenz Links
Herzinsuffizienz (HF) ist eine Erkrankung, bei der das Herz nicht richtig Blut pumpen kann. Man kann sie in zwei Haupttypen einteilen, je nachdem, wie gut das Herz kontrahiert. Der erste Typ ist Herzinsuffizienz mit reduzierter Ejektionsfraktion (HFrEF), bei der die Pumpfähigkeit des Herzens schwach ist, was man sieht, wenn die linke Ventrikelejektionsfraktion (LVEF) 40% oder weniger beträgt. Der zweite Typ ist Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion (HFpEF), bei der das Herz gut Blut pumpt, aber nicht richtig gefüllt wird, was durch eine LVEF von 50% oder mehr angezeigt wird.
Aktuelle Fortschritte und laufende Herausforderungen
In den letzten 30 Jahren haben sich die Behandlungen für HFrEF verbessert, was zu besseren Ergebnissen für die Patienten geführt hat. Trotzdem haben die Patienten immer noch hohe Raten an Krankheiten und Todesfällen durch Herzinsuffizienz. Im Gegensatz dazu gibt es für HFpEF nur wenige wirksame Behandlungen, die weiterhin ein bedeutendes globales Gesundheitsproblem darstellen. Momentan haben nur Natrium-Glukose-Cotransporter-2 (SGLT-2) -Hemmer Vorteile für sowohl HFrEF als auch HFpEF gezeigt. Andere Medikamente, die in fortgeschrittenen Studien für HFpEF getestet wurden, waren nicht wirksam.
Die Herausforderung von HFpEF stammt teilweise aus der Komplexität der Erkrankung und der Schwierigkeit, Modelle zu erstellen, die die menschliche Krankheit genau widerspiegeln. Diese Variation in der Präsentation von HF macht es schwierig, wirksame Behandlungen zu finden.
Rolle der Humangenetik in der Arzneimittelentwicklung
Die Humangenetik kann ein wichtiges Werkzeug sein, um neue Arzneimittelzielstrukturen zu finden und die Wege zu verstehen, die zur Herzinsuffizienz beitragen. Obwohl einige Studien genetische Verbindungen zu sowohl HFrEF als auch HFpEF gefunden haben, beziehen sich die meisten dieser Ergebnisse auf nicht spezifizierte Herzinsuffizienztypen.
Um genetische Faktoren, die spezifisch für HFrEF und HFpEF sind, besser zu identifizieren, wurde eine Studie durchgeführt, die eine Methode namens genomanalytische Mendel'sche Randomisierung (MR) verwendete. Diese Studie analysierte genetische Daten von fast 28.000 HFrEF-Fällen und etwa der gleichen Anzahl von HFpEF-Fällen. Das Ziel war es, Verbindungen zwischen Genen, Proteinen und Herzinsuffizienz zu finden.
Studiendesign und Ergebnisse
Die Studie bewertete eine grosse Anzahl von Genen und Proteinniveaus, um diejenigen zu identifizieren, die möglicherweise an der Herzinsuffizienz beteiligt sind. Insgesamt wurden über 15.000 Gene aus verschiedenen Datenquellen untersucht. Die Forscher fanden mehrere Gene, die starke Verbindungen zu sowohl HFrEF als auch HFpEF hatten.
Für HFrEF wurden 70 Gene identifiziert, von denen einige zuvor mit Herzkrankheiten in Verbindung gebracht worden waren. Für HFpEF wurden 10 Gene gefunden. Viele dieser Gene waren in früheren Forschungen nicht berichtet worden, was sie zu neuen Erkenntnissen machte.
Bedeutung neuer Gene
Die Identifizierung neuer Gene ist entscheidend für das Verständnis von Herzinsuffizienz. Zum Beispiel wurden bestimmte Gene, die mit Herzmuskelerkrankungen in Verbindung standen, in der Studie gefunden. Einige Gene hatten Verbindungen, die darauf hindeuteten, dass sie möglicherweise eine Rolle in der Progression oder Behandlung der Krankheit spielen könnten.
Potenzial für die Arzneimittelentwicklung
Die identifizierten Gene können als potenzielle Ziele für Medikamente dienen, die auf die Behandlung von Herzinsuffizienz abzielen. Durch die Analyse, wie diese Gene funktionieren und ihre Verbindungen zu Herzkrankheiten, können Forscher Einblicke in mögliche Behandlungen gewinnen. Die Studie untersuchte, wie sich diese Gene auf die Herzgesundheit auswirken, die Sicherheit von Zielen dieser Gene mit Medikamenten und die Wahrscheinlichkeit, dass sie effektiv genutzt werden könnten.
Genetische Instrumente und Analyse
Die Studie verwendete verschiedene genetische Werkzeuge, um zu bewerten, wie Proteine und Genlevels die Herzinsuffizienz beeinflussen könnten. Dazu gehörte die Untersuchung genetischer Varianten, die die Proteinniveaus im Blut beeinflussen. Durch den Vergleich der Auswirkungen dieser Proteine auf die Ergebnisse der Herzinsuffizienz wollten die Forscher Schlussfolgerungen über die Kausalität ziehen.
Die Forscher sorgten dafür, dass die verwendeten genetischen Instrumente stark und zuverlässig waren. Sie überprüften auch, ob die analysierten Gene wahrscheinlich die Herzfunktion direkt beeinflussen und ob sie in früheren Studien in Verbindung gebracht worden waren.
Wiederholung der Ergebnisse
Um sicherzustellen, dass die Ergebnisse zuverlässig waren, testeten die Forscher ihre Ergebnisse in verschiedenen Gruppen von Individuen. Sie verwendeten mehrere Datensätze, einschliesslich Teilnehmern verschiedener ethnischer Hintergründe, um ihre Ergebnisse zu replizieren. Diese Replikation half zu bestätigen, dass die beobachteten genetischen Assoziationen konsistent und anwendbar auf verschiedene Populationen waren.
Therapeutische Zielprofile
Für jedes in der Studie identifizierte Gen wurde ein therapeutisches Zielprofil entwickelt. Dieses Profil enthielt Daten über die potenzielle Wirksamkeit der Zielsetzung des Gens, bekannte Sicherheitsbedenken und die Neuheit der biologischen Mechanismen, die beteiligt sind. Ziel war es, ein detailliertes Bild davon zu erstellen, wie diese Gene in der Arzneimittelentwicklung genutzt werden könnten.
Nachweise für die Wirksamkeit
Die Studie suchte nach Beweisen, die die Wirksamkeit der Zielsetzung dieser Gene unterstützen. Sie betrachteten frühere Forschungen, Tiermodelle und andere Studien, die mit der Herzgesundheit in Verbindung standen. Für viele der Gene gab es starke Beweise, die sie mit der Herzfunktion und der Krankheit verbanden.
Sicherheitsüberlegungen
Sicherheit ist ein zentrales Anliegen bei der Entwicklung neuer Behandlungen. Die Forscher überprüften vorhandene Daten zu potenziellen Nebenwirkungen, die mit der Zielsetzung dieser Gene verbunden sind. Dies beinhaltete, die FDA-Warnungen für bestehende Medikamente und andere Nachweise über Toxizität zu betrachten.
Bewertung der Wirkmechanismen
Ein wichtiger Aspekt bei der Entwicklung von Medikamenten gegen Herzinsuffizienz ist das Verständnis, wie sie wirken. Für die im Studium identifizierten Gene untersuchten die Forscher die Mechanismen, die ihre Auswirkungen auf die Herzfunktion erklären könnten. Dies beinhaltete die Analyse der Wechselwirkungen zwischen diesen Genen und anderen biologischen Prozessen, die für die Herzgesundheit relevant sind.
Bedeutung biologischer Wege
Viele der identifizierten Gene waren an spezifischen biologischen Wegen beteiligt, die Einblicke geben können, wie sie die Herzinsuffizienz beeinflussen. Das Verständnis dieser Wege kann auch bei der Identifizierung potenzieller Kombinationstherapien helfen, die mehrere Aspekte der Erkrankung ansprechen.
Neuheit und klinische Relevanz
Die Erkenntnisse aus dieser Studie können zukünftige Arzneimittelentdeckungen bei Herzinsuffizienz informieren. Durch die Identifizierung neuer Gene und Wege können Forscher sich darauf konzentrieren, Behandlungen zu entwickeln, die Lücken in den aktuellen Therapien schliessen, insbesondere für HFpEF.
Potenzial für neue Behandlungen
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass einige der neuen Gene mit neuen Medikamenten gezielt werden könnten, was möglicherweise zu verbesserten Behandlungen für Patienten mit Herzinsuffizienz führen könnte. Wenn weitere Forschungen durchgeführt werden, können diese Erkenntnisse helfen, klinische Studien zu entwerfen und die Wirksamkeit neuer therapeutischer Mittel zu erkunden.
Fazit
Herzinsuffizienz ist eine komplexe Erkrankung, die ein fortgeschrittenes Verständnis und innovative Ansätze zur Behandlung erfordert. Diese Studie hat das Potenzial der Genetik hervorgehoben, kritische Einblicke in die Arzneimittelentdeckung für HFrEF und HFpEF zu liefern. Durch die Identifizierung neuer genetischer Ziele und das Verständnis ihrer Mechanismen können Forscher den Weg für neue Therapien ebnen, die die Lebensqualität von Millionen Menschen, die von Herzinsuffizienz betroffen sind, verbessern.
Während die laufenden Bemühungen im Bereich der genetischen Forschung fortgesetzt werden, besteht die Hoffnung, wirksamere Behandlungen zu entwickeln, die den unerfüllten Bedürfnissen von Herzinsuffizienzpatienten gerecht werden und letztendlich zu besseren gesundheitlichen Ergebnissen und einer verbesserten Patientenversorgung führen.
Titel: Large-scale Mendelian randomization identifies novel pathways as therapeutic targets for heart failure with reduced ejection fraction and with preserved ejection fraction
Zusammenfassung: We used expression quantitative trait loci (eQTLs) and protein quantitative trait loci (pQTLs) to conduct genome-wide Mendelian randomization (MR) using 27,799 cases of heart failure (HF) with reduced ejection fraction (HFrEF), 27,579 cases of HF with preserved ejection fraction (HFpEF), and 367,267 control individuals from the Million Veteran Program (MVP). We identified 70 HFrEF and 10 HFpEF gene-hits, of which 58 are novel. In 14 known loci for unclassified HF, we identified HFrEF as the subtype responsible for the signal. HFrEF hits ZBTB17, MTSS1, PDLIM5, and MLIP and novel HFpEF hits NFATC2IP, and PABPC4 showed robustness to MR assumptions, support from orthogonal sources, compelling evidence on mechanism of action needed for therapeutic efficacy, and no evidence of an unacceptable safety profile. We strengthen the value of pathways such as ubiquitin-proteasome system, small ubiquitin-related modifier pathway, inflammation, and mitochondrial metabolism as potential therapeutic targets for HF management. We identified IL6R, ADM, and EDNRA as suggestive hits for HFrEF and LPA for HFrEF and HFpEF, which enhances the odds of success for existing cardiovascular investigational drugs targeting. These findings confirm the unique value of human genetic studies in HFrEF and HFpEF for discovery of novel targets and generation of therapeutic target profiles needed to initiate new validation programs in HFrEF and HFpEF preclinical models.
Autoren: Danielle Rasooly, C. Giambartolomei, G. M. Peloso, H. Dashti, B. R. Ferolito, D. J. Golden, A. R. V. R. Horimoto, M. Pietzner, E. H. Farber-Eger, Q. S. Wells, G. Bini, G. Proietti, G. G. Tartaglia, N. M. Kosik, P. W. F. Wilson, L. S. Phillips, P. B. Munroe, S. E. Petersen, K. Cho, J. M. Gaziano, A. R. Leach, VA Million Veteran Program, J. Whittaker, C. Langenberg, N. Aung, Y. V. Sun, A. C. Pereira, J. Joseph, J. P. Casas
Letzte Aktualisierung: 2024-03-24 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.03.22.24304728
Quell-PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.03.22.24304728.full.pdf
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