Studie identifiziert 4 Gene/ Kupferstoffwechsels als mögliche Biomarker für PAH

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Neue Studie identifiziert 4 Gene des Kupferstoffwechsels als mögliche Biomarker für PAHDie Verwendung von Computersoftware-Tools kann zur Verbesserung diagnostischer Tests beitragen


 Vier Gene, die mit dem Kupferstoffwechsel im Körper in Verbindung stehen, wurden laut einer neuen Studie als potenzielle diagnostische Biomarker für  pulmonale arterielle Hypertonie (PAH) identifiziert. Die Forscher verwendeten Computersoftware-Tools, um nach spezifischen Genen zu suchen, die an den Kupferstoffwechsel gebunden sind und als weniger invasive Marker für die Diagnose von PAH dienen könnten, indem sie Blutwerte testeten.„Die Ergebnisse dieser Studie können erhebliche Auswirkungen auf die Entwicklung neuer diagnostischer Biomarker und umsetzbarer Ziele haben, um die Behandlungsoptionen für PAH-Patienten zu erweitern“, schrieben die Forscher.Die Studie „  Identifikation von Biomarkern im Zusammenhang mit dem Kupferstoffwechsel bei Patienten mit pulmonaler arterieller Hypertonie  “ wurde in der Fachzeitschrift  BMC Pulmonary Medicine  veröffentlicht .


 Untersuchung von Genen im Zusammenhang mit dem KupferstoffwechselPAH wird durch die Verengung der Lungenarterien  verursacht , den Blutgefäßen, die das Blut vom Herzen zur Lunge transportieren.  Dies schränkt den Blutfluss ein und verursacht Bluthochdruck oder Bluthochdruck. Der Rechtsherzkatheter ist der Goldstandard zur Bestätigung der PAH. Dies ist jedoch ein invasiver Test, der die Verwendung eines Katheters erfordert, der in eine Vene im Hals oder in der Leiste eingeführt wird, um den Druck in Herz und Lunge zu messen.Blutuntersuchungen zum Nachweis von Veränderungen in den Spiegeln bestimmter Proteine ​​– die als Biomarker für PAH vorgeschlagen werden – könnten eine weniger invasive Diagnosemethode sein. Aber kein einziger Blut-Biomarker hat genug Genauigkeit für die  Diagnose von PH  gezeigt . Immer mehr Hinweise deuten darauf hin, dass PAH mit metabolischen Veränderungen in den Lungenarterien, einschließlich des Kupferstoffwechsels, in Verbindung steht. Tatsächlich wurde Kupfer als Biomarker für PAH vorgeschlagen. Die Gene, die mit dem Kupferstoffwechsel in Zusammenhang stehen und an PAH beteiligt sind, sind jedoch noch unklar.„Kupfer ist an der PAH-Entwicklung beteiligt, aber die Rolle spezifischer Gene im Zusammenhang mit dem Kupferstoffwechsel bei der Pathogenese [Krankheitsprozesse] von PAH muss noch bestimmt werden“, schrieben die Wissenschaftler und stellten fest, dass dies „dabei helfen würde, potenzielle Behandlungsziele und Biomarker zu identifizieren. ”Das Team aus Xi'an in China versuchte, diese Wissenslücke zu schließen, indem es eine Computeranalyse durchführte. Zu diesem Zweck erhielten die Forscher PAH-bezogene Gene aus zwei Datensätzen des Gene Expression Omnibus (GEO), einer öffentlichen Datenbank mit funktionellen Genomdaten, die von der wissenschaftlichen Gemeinschaft eingereicht wurden, und die mit dem Kupferstoffwechsel zusammenhängenden Gene aus der GeneCards-Datenbank. Im Vergleich zu Kontrollproben ohne PAH waren in der PAH-Gruppe insgesamt 814 Gene unterschiedlich aktiv. Insgesamt wurden 85 Gene mit dem Kupferstoffwechsel in Verbindung gebracht.Eine weitere Analyse, nämlich die Weighted Gene Coexpression Network Analysis (WGCNA), wurde verwendet, um die Beziehungen zwischen verschiedenen Gensets (Modulen) und PAH zu bewerten. Diese Bewertung identifizierte 10 mögliche Schlüsselgene des Kupferstoffwechsels mit potenziellem diagnostischem Wert für PAH.Die Forscher führten dann zwei zusätzliche Computeranalysen durch, die als Support Vector Machine und Least Absolute Shrinkage and Selection Operator Regression bezeichnet wurden und vier mit dem Kupferstoffwechsel zusammenhängende Gene – genannt DDIT3 , NFKBIA , OSM und PTGER4 – als Biomarker für die PAH-Diagnose identifizierten. Trainings- und Testsets wurden mit 30 PAH- und 41 Kontrollproben erstellt und unterstützten die „hohe Vorhersagewirksamkeit des [diagnostischen] Modells“.Insgesamt war die Expression (Aktivität) der vier Gene bei PAH reduziert. Das Team bewertete dann die Genexpression in acht neuen PAH- und klinischen Kontrollproben. Sie konnten die reduzierte Expression der NFKBIA- und OSM- Gene bestätigen, nicht aber von DDIT3 und PTGER4 . Dies war wahrscheinlich mit „Stichprobenheterogenität oder begrenzter Stichprobengröße“ verbunden, schrieben die Wissenschaftler.


 In Übereinstimmung mit der Rolle der Entzündung bei PAH und wie zuvor berichtet, unterschied sich das Profil der Immunzellen deutlich zwischen PAH- und Kontrollproben.Die Aktivitätsniveaus des OSM- Gens zeigten die signifikanteste positive Korrelation – das heißt, je größer das eine, desto größer das andere – mit ruhenden Gedächtnis-CD4-T-Zellen. Diese T-Zellen sind eine Art von Immunzellen, die als eine Art Erinnerung an frühere Infektionen dienen und bei einer weiteren Exposition schneller reagieren können.Unterdessen hatte DDIT3 bei Neutrophilen – an Entzündungen beteiligte Immunzellen – die signifikanteste negative Korrelation, d. h. je größer die eine, desto niedriger die andere.Schließlich entwickelten die Forscher ein Gen-Wirkstoff-Netzwerk und stellten fest, dass die Aktivität von 27 Therapien von DDIT3 und von 21 Therapien von PTGER4 vorhergesagt wurde . Weitere neun wurden von NFKBIA vorhergesagt , während eines, das entzündungshemmende Interleukin-10, von OSM vorhergesagt wurde .Die mit DDIT3 und PTGER4 verbundenen Therapien waren die Entzündungshemmer Ibuprofen und Celecoxib sowie die Krebsbehandlung Streptozocin.„Zusammenfassend hat diese Studie vier auf den Kupferstoffwechsel bezogene Biomarker (DDIT3, NFKBIA, OSM und PTGER4) mit beachtlichen diagnostischen Werten basierend auf bioinformatischen Analysen identifiziert und ein Gen-Drogen-Netzwerk weiter aufgebaut“, schrieben die Forscher.„Der Kupferstoffwechsel hat Potenzial als neuer diagnostischer Biomarker sowie als gezielte Therapie für PAH, während die zugrunde liegenden Mechanismen in zukünftigen Studien weiter aufgeklärt werden müssen“, schloss das Team.