Das AARDC3-Gen könnte ein Biomarker und Behandlungsziel bei CTEPH sein

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Laut einer neuen Studie könnte das ARRDC3- Gen, das an Entzündungen und Zellwachstum beteiligt ist, ein Ferroptose-bezogener Biomarker und Behandlungsziel bei  chronischer thromboembolischer pulmonaler Hypertonie (CTEPH) sein. Ferroptose ist eine eisenabhängige Form des Zelltods, die zur Schädigung von Lungenblutgefäßen und zu Lungenerkrankungen führt.„Unsere Studie könnte neue Erkenntnisse zur Prävention, Überwachung und möglichen therapeutischen Intervention bei CTEPH liefern“, schreiben die Forscher.Die Studie mit dem Titel „  Identifizierung von Ferroptose-bezogenen potenziellen Biomarkern und Immunozyteneigenschaften bei chronischer thromboembolischer pulmonaler Hypertonie mittels bioinformatischer Analyse “ wurde in der Fachzeitschrift  BMC Cardiovaskuläre Störungen  veröffentlicht .Von 4 Genen wird nur ARRDC3 als potenzieller CTEPH-Biomarker und Behandlungsziel angesehenCTEPH ist eine Form der  pulmonalen Hypertonie  , eine Krankheit, die mit einem ungewöhnlich hohen Druck in den Lungenarterien einhergeht, der durch die Bildung von Blutgerinnseln verursacht wird. Die Erkrankung ist im Frühstadium schwer zu diagnostizieren und es wurden keine Biomarker identifiziert, die ihren Schweregrad und ihre Prognose vorhersagen könnten.„Daher ist es von entscheidender Bedeutung, wertvollere genetische Biomarker für die mögliche Ätiologie [Ursachen] und therapeutische Ziele von CTEPH zu erforschen“, schreiben die Forscher. Mehrere Studien haben sich in letzter Zeit auf die Entdeckung von Biomarkern für Ferroptose konzentriert. Der Prozess führt zu einer Schädigung der Lungenblutgefäße durch oxidative Schäden – wenn toxische reaktive Sauerstoffspezies die antioxidative Abwehr des Körpers überwiegen – und zur Schrumpfung der Mitochondrien, der wichtigsten Zellstrukturen bei der Energieproduktion.„Es bleibt jedoch eine große Herausforderung, die zuverlässigen Genbiomarker und spezifischen regulatorischen Details im Zusammenhang mit Ferroptose bei CTEPH zu erforschen“, schreiben die Forscher.Um mehr zu erfahren, wandten sich Forscher aus China der Bioinformatik zu, also dem Einsatz von Computertechnologie zum Sammeln, Speichern und Analysieren biologischer Daten. Das Team konnte Veränderungen in Genen im Zusammenhang mit Ferroptose untersuchen und untersuchen, wie sie sich auf die Immunumgebung in Lungengefäßen auswirken können. Immunzellen tragen zur CTEPH bei, indem sie Entzündungsmoleküle freisetzen und an der Bildung von Blutgerinnseln beteiligt sind. Mithilfe der  GSE130391-Datenbank  extrahierten die Forscher 676 Gene, deren Expression oder Aktivität beim Vergleich von CTEPH mit Kontrollen unterschiedlich war.Insgesamt wurden 17 mit Ferroptose zusammenhängende Gene unterschiedlich exprimiert. Diese Gene wurden mit Entzündungen, Zellwachstum, Zelltod, Eisenhaushalt und der Entfernung beschädigter Mitochondrien, den Kraftwerken der Zellen, in Verbindung gebracht.Überraschenderweise gab es den Forschern zufolge 17 Ferroptose-bezogene Biomarker, die an Immunprozessen beteiligt waren. „Zusammengenommen deuten diese Beweise darauf hin, dass die 17 genannten Kreuzungsgene eine wichtige Rolle bei den [Krankheitsmechanismen] von CTEPH spielen könnten, indem sie an der Regulierung von Immunzellen und Zytokinen beteiligt sind“, schrieben die Forscher. Zytokine sind kleine Proteine, die an der Signalübertragung von Zellen, der Kommunikation von Zelle zu Zelle und an Immunantworten beteiligt sind.Anschließend wählten die Forscher die Gene aus, die sich am besten als Biomarker für CTEPH eignen. Dazu gehörten die Gene ARRDC3 , HMOX1 , BRD4 und YWHAE , die unter anderem bei Entzündungen, Zellwachstum und Zellteilung eine Rolle spielen.„In dieser Studie zeigten unsere Ergebnisse, dass [diese Gene] am CTEPH-Fortschritt beteiligt waren, möglicherweise durch Regulierung von Entzündungen, Gefäßzellproliferation, Invasion glatter Muskelzellen und Apoptose“, schrieben die Forscher. Apoptose ist eine Art programmierter Zelltod, im Gegensatz zum Zelltod, der durch eine Verletzung verursacht wird.Als die Wissenschaftler den  GSE188938-  Datensatz verwendeten, um an CTEPH beteiligte Marker und Signalwege zu identifizieren, war nur das ARRDC3- Gen bei CTEPH-Patienten signifikant aktiver als bei Kontrollpersonen.„Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass ARRDC3 das wichtigste Hub-Gen von CTEPH und ein potenzielles therapeutisches Ziel sein könnte“, schrieben die Forscher.Weitere Analysen ergaben eine geringere Infiltration von Eosinophilen und Neutrophilen in CTEPH-Proben als in den Kontrollen. Diese Immunzellen sind an Krankheitsmechanismen beteiligt, die zu CTEPH führen.Eine höhere Aktivität von ARRDC3 korrelierte signifikant mit einer stärkeren Infiltration von follikulären Immun-T-Helferzellen und einer geringeren Infiltration von Neutrophilen.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass ARRDC3 möglicherweise das wichtigste Hub-Gen von CTEPH und ein potenzielles therapeutisches Ziel ist.

Insgesamt deutet dies darauf hin, dass „ ARRDC3 ein potenzieller und vielversprechender Ferroptose-bezogener Biomarker für die CTEPH-Behandlung sein könnte“, schrieben die Forscher.Zu den Einschränkungen der Studie gehörten die Stichprobengröße der verwendeten Datensätze, variable klinische Parameter von CTEPH-Patienten und das Fehlen einer Einstufung des Schweregrads der Erkrankung, stellte das Team fest.„Weitere experimentelle Überprüfungen sind erforderlich, um die Auswirkungen und die funktionelle Korrelation der identifizierten Gene und Signalwege zu bestätigen und eine genauere Charakterisierung der Immunzellpopulationen bei CTEPH zu ermöglichen“, schreiben die Forscher.