Problemele cardiace pot perturba activitatea genelor în centrul de memorie al creierului (STUDIU)

Problemele cardiace provoacă perturbarea activității genelor în centrul de memorie al creierului, din care apar deficite cognitive. Cercetătorii de la Centrul German pentru Boli Neurodegenerative (DZNE), Centrul Medical Universitar Göttingen (UMG) și Centrul German pentru Cercetări Cardiovasculare (DZHK) ajung la această concluzie pe baza studiilor de laborator, scrie News Medical.

Ei consideră că au găsit o posibilă cauză a riscului crescut de demență la persoanele cu probleme cardiace. La șoareci, un medicament specific despre care se știe că afectează activitatea genelor a atenuat deficitele mentale. Experții implicați văd aceste rezultate ca fiind abordări potențiale pentru terapii. Datele studiului sunt publicate în revista științifică „EMBO Molecular Medicine”.

În Germania, aproximativ patru milioane de persoane sunt afectate de ceea ce se numește „insuficiență cardiacă”: mușchiul inimii lor este prea slab pentru a pompa suficient sânge prin corp și, prin urmare, este mărit anormal. În consecință, condiția fizică și calitatea vieții suferă. Mai mult, persoanele afectate prezintă un risc crescut de a dezvolta demență.

„Persoanele cu probleme cardiologice și insuficiență cardiacă în special pot prezenta deficite cognitive vizibile și un risc crescut de a dezvolta boala Alzheimer. Motivele posibile includ afectarea alimentării cu sânge a creierului și disfuncția hipocampului, care este centrul de control al memoriei”, a explicat André Fischer lider de grup de cercetare la site-ul DZNE Göttingen și profesor la Departamentul de Psihiatrie și Psihoterapie de la UMG.

„Cu toate acestea, există o lipsă de terapii pentru tratarea eficientă a deficitelor cognitive la persoanele cu probleme cardiace. Acest lucru se datorează faptului că este complet neclar care sunt deficiențele declanșate în neuroni. Nu au existat date despre acest lucru până acum”.

Celule stresate

Acum, o echipă condusă de Prof. André Fischer și Prof. Karl Toischer (Clinica de Cardiologie și Pneumologie de la UMG și site-ul DZHK Göttingen) prezintă pentru prima dată descoperiri pe acest subiect. Cercetătorii au observat la șoareci că activitatea genică afectată s-a dezvoltat în hipocampus ca urmare a problemelor cardiace.

În testele de memorie, șoarecii cu insuficiență cardiacă s-au comportat semnificativ mai rău decât colegii lor sănătoși. Am examinat apoi neuronii hipocampului. La șoarecii cu insuficiență cardiacă, am constatat căi de stres celular crescute și activitate genică modificată în neuroni. „

André Fischer, lider al grupului de cercetare, site-ul Centrului german pentru boli neurodegenerative din Göttingen

Înfășurări strânse

Genomul unui șoarece – și, de asemenea, al oamenilor – cuprinde aproximativ 20.000 de gene. Cu toate acestea, în orice celulă dată, doar o parte din ele este activă, pornită, ca să spunem așa. Aceasta nu este o simplă stare de pornire sau oprire: activitatea poate fi puternică sau mai puțin puternică. Acest lucru depinde, printre altele, de cât de strâns este înfășurat ADN-ul (molecula asemănătoare firului care poartă genomul) și de cât de accesibile sunt genele de pe el. Atât la șoareci, cât și la oameni, ADN-ul are mai mult de un metru lungime.

Dar într-o celulă, molecula este atât de strânsă încât se potrivește în nucleu. „Genele pot fi active numai dacă sunt accesibile mecanismului celulei. În acest scop, ADN-ul trebuie înfășurat puțin mai ușor la locurile relevante. Acest lucru este similar cu o minge de fire cu bucle care ies din ea”, spuse Fischer. În studiul actual, s-a constatat că ADN-ul este înfășurat mai strâns la neuronii șoarecilor cu probleme cardiace decât la colegii sănătoși. Diferite gene importante pentru funcția hipocampului au fost, prin urmare, mai puțin active decât la șoarecii sănătoși.

Un medicament îmbunătățește memoria

Oamenii de știință au identificat modificările chimice ale histonelor ca fiind cauza înfășurării strânse. Histonele sunt proteine ​​speciale: ADN-ul se înfășoară în jurul lor, la fel ca firele din jurul unei bobine de fir. Grupul de cercetare al lui Fischer a studiat histonele și alți jucători care influențează activitatea genelor de ceva timp – în jargonul tehnic acestea sunt numite „mecanisme epigenetice”.

În acest context, cercetătorii investighează și drogurile. În studiile anterioare, au reușit să demonstreze că medicamentul împotriva cancerului „vorinostat” poate ameliora problemele de memorie determinate genetic, precum și legate de vârstă la șoareci. În prezent, vorinostat este investigat pentru terapia persoanelor cu Alzheimer într-un studiu clinic al DZNE.

În studiul actual, oamenii de știință au tratat șoarecii cu insuficiență cardiacă cu acest medicament. Au descoperit că capacitatea de pompare a inimii nu s-a schimbat semnificativ, dar performanța memoriei s-a îmbunătățit.

Cooperarea interdisciplinară

„Vorinostat s-a dovedit că acționează asupra histonelor și deci asupra activității genelor. Studiul nostru oferă astfel indicii inițiale despre procesele moleculare care contribuie la disfuncția cognitivă în urma problemelor cardiace și indică abordări potențiale pentru terapie”, a comentat Fischer asupra rezultatelor.

„În fapt, totuși, nu înțelegem încă de ce, ca urmare a insuficienței cardiace, activitatea genelor din hipocampus este perturbată. Care este rolul alimentării cu sânge deficitar a creierului? Inima tulburată eliberează substanțe care afectează intenționăm să investigăm acest lucru la pacienții cu probleme cardiace. La fel ca și în studiul nostru actual, care a implicat experți din neuroștiințe și cercetări cardiace, ne propunem să abordăm aceste întrebări într-un mod interdisciplinar”.