Zwei wahrscheinliche Biomarker für die PAH-Diagnose, Progression identifiziert

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Zwei neue Biomarker zur Beurteilung der  pulmonalen arteriellen Hypertonie  (PAH) wurden durch groß angelegte Analyse von Genaktivitätsprofilen mit Computersoftware entdeckt, berichtete eine Studie. Diese Biomarker, die Aktivität der Gene  PNISR und HNRNPH1 , können helfen, PAH zu diagnostizieren, ihr Fortschreiten zu überwachen oder das Ansprechen auf eine Therapie zu messen. Sie können auch zugrunde liegende Krankheitsprozesse aufzeigen und helfen, die Entwicklung gezielter Behandlungen zu steuern, die die Krankheit so verändern, dass sie ihr Fortschreiten verlangsamen oder stoppen.Studien mit größeren Gruppen von PAH-Patienten sind erforderlich, um diese Ergebnisse zu validieren, und es sind weitere Arbeiten erforderlich, um die Rolle dieser Biomarker bei der PAH-Entwicklung zu verstehen, schlugen die Forscher vor.Die Biomarker-Studie „  The Identification and Verification of Hub Genes Associated with Pulmonary Arterial Hypertension Using Weighted Gene Co-Expression Network Analysis  “ wurde in der Fachzeitschrift  BMC Pulmonary Medicine  veröffentlicht .


 Veränderungen der Genaktivität, wie sie in Lungengewebeproben identifiziert wurdenPAH wird durch die Verengung der Lungenarterien verursacht, der Blutgefäße, die das Blut vom Herzen zur Lunge transportieren, was den Blutfluss einschränkt und Bluthochdruck oder Bluthochdruck verursacht. Obwohl es bis heute keine Heilung für PAH gibt, behandeln mehrere Therapien die  Krankheitssymptome  , indem sie die Arterien entspannen und erweitern, um den Blutfluss zu verbessern und den Blutdruck zu senken. Bioinformatik ist ein Forschungsgebiet, das Computersoftware-Tools verwendet, um biologische Daten, insbesondere große und komplexe Datensätze, zu analysieren und zu verstehen. Kürzlich wurde die Bioinformatik auf Daten der zellweiten Genexpression (Genaktivität) angewendet, um potenzielle Biomarker bei komplexen Krankheiten zu finden.Im Vergleich zu gesundem Gewebe können Veränderungen in der Genexpression in betroffenem Gewebe Gene hervorheben, die an der Krankheitsentstehung beteiligt sind und somit als Biomarker fungieren. Forscher in China wandten bioinformatische Werkzeuge an, um die Gene Expression Omnibus (GEO)-Datenbank zu analysieren, ein öffentliches Datenarchiv der USA, das kuratierte Genexpressionsprofile enthält. Sie konzentrierten sich auf Genexpressionsdaten aus Lungengewebeproben von 32 PAH-Patienten und 25 nicht betroffenen Personen, die als Kontrollpersonen dienten.Das Team identifizierte zunächst 2.298 differentiell exprimierte Gene, d. h. Gene, deren Aktivität im Lungengewebe zwischen PAH und Kontrollen unterschiedlich war. Unter ihnen waren 1.140 Gene aktiver oder hochreguliert, während 1.158 Gene weniger aktiv oder herunterreguliert waren. Eine weitere Verfeinerung, um Gene zu finden, die eine starke statistische Korrelation mit PAH zeigten, reduzierte die Zahl auf 597 differentiell exprimierte Gene.Funktionelle Anreicherungsanalyse wurde angewendet, um zu bestimmen, ob einige biologische Funktionen unter diesen differentiell exprimierten Genen angereichert sind. Die Ergebnisse zeigten, dass „Krebswege“ eine signifikante Rolle bei PAH spielten, was mit früheren Daten übereinstimmte, die zeigten, dass die abnormale Biologie, die in Lungenarterien mit schwerer PAH beobachtet wurde, einem krebsähnlichen Zustand ähnelte, stellte das Team fest. Da jedes der unterschiedlich exprimierten Gene Anweisungen zur Herstellung von Proteinen enthielt, führten die Forscher eine Analyse durch, um diejenigen zu finden, die miteinander interagierten. Insbesondere suchten sie nach Proteinen, die mit vielen verschiedenen Proteinen interagieren und sogenannte Hubs bilden, die Proteine ​​darstellen, die für verschiedene biologische Prozesse von grundlegender Bedeutung sind.Es wurden vier Hub-Gene gefunden, die Proteine ​​kodieren, die an mehreren Interaktionen teilnehmen: VEGFA , KIT , PNISR und HNRNPH1 . Um diese Ergebnisse zu validieren, wurde ihre Expression in menschlichen glatten Muskelzellen der Lungenarterie nach Exposition gegenüber Kobaltchlorid gemessen – einer Substanz, die künstlich niedrige Sauerstoffwerte (Hypoxie) induziert, um PAH-Bedingungen nachzuahmen.Unter den vier Kandidatengenen waren PNISR und HNRNPH1 nach Kobaltchlorid-Exposition im Vergleich zu nicht exponierten Kontrollen hochreguliert, „was mit der bioinformatischen Analyse übereinstimmte“, stellten die Forscher fest. Ähnliche Ergebnisse wurden unter Verwendung von aus Ratten isolierten glatten Muskelzellen der Pulmonalarterie beobachtet. Statistische Berechnungen ergaben, dass eine erhöhte PNISR- Expression mit Kobaltchlorid behandelte Zellen mit einer Genauigkeit von 81,5 % von Kontrollzellen unterscheiden konnte. Für HNRNPH1 betrug die Genauigkeit 74,4 %.„ PNISR  und  HNRNPH1 hatten eine starke Fähigkeit, PAH von den Kontrollen zu unterscheiden“, schrieben die Forscher.Bemerkenswert ist, dass das PNISR- Gen für ein neu identifiziertes Protein kodiert, dessen Funktion unklar ist, aber es ist reich an Serin- und Arginin-Aminosäuren, die Proteinbausteine ​​​​sind. Von solchen Proteinen ist bekannt, dass sie am RNA-Metabolismus teilnehmen. Das HNRNPH 1 codiert ein Protein, von dem bekannt ist, dass es auch mit RNA interagiert.„ PNISR und HNRNPH1 wurden als potenzielle Biomarker bei PAH identifiziert“, schlossen die Forscher. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass PNISR und HNRNPH1 an der Entwicklung von PAH beteiligt sind und als potenzielle diagnostische und therapeutische Ziele für PAH dienen.“„Weitere Forschung [ist] erforderlich, um die Rolle von PNISR und HNRNPH1 bei der Entwicklung von PAH zu untersuchen, und die Erweiterung der Stichprobengröße ist erforderlich, um die Wirksamkeit von PNISR und HNRNPH1 als Biomarker für PAH zu validieren“, fügten sie hinzu.