心脏缺陷预测技术可能导致之前,更合理的治疗

一个实验模型使用genetics-guided生物力学和patient-derived干细胞来预测什么类型的遗传的心脏缺陷孩子将开发,根据一项新研究的作者在《华尔街日报》细胞。

领导的小组开发的技术,辛辛那提儿童心脏研究所的报告5月19日,它将让医生早期进行干预,以帮助病人管理他们的条件和帮助未来的药物治疗方案。在实验室的测试中,该模型准确地预测是否鼠标模型和干细胞心脏细胞从人类患者会产生肥厚性或扩张型心肌病。

”这种技术可以预测最终的儿科患者的心脏表型,并帮助指导他们的治疗和未来的监测,”杰弗瑞Molkentin说,博士、第一作者和分部的心血管分子生物学研究员辛辛那提儿童和霍华德休斯医学研究所。“它可以帮助咨询患者运动的努力,猝死的发生与肥厚性心肌病。或者它可以帮助决定是否特定的患者应考虑植入心律转复除颤器,防止一个突然死亡,因为他们成长为年轻成年。”

基因遗传性心肌病是多样化的心肌疾病影响大约每500人之一。有两个主要临床表现:肥厚性心肌病(HCM)和扩张型心肌病(DCM)。疾病涉及近1500种不同的基因突变在观察,的一部分心肌肉产生张力和收缩。

HCM,心脏室和阀门成长,这样他们不是对称的。心室室的维数降低,室间隔变稠,和病人患有舒张功能不全(心肌不放松正常),导致的风险增加突然死亡心律失常。DCM,人的左心室腔扩大伴随着延长心脏细胞(细胞),最终导致减少收缩功能和心脏衰竭。

有效的药物治疗方案来管理条件不存在,虽然有研究寻找新的药物。目前唯一有效的治疗是一个心脏移植。这使得管理迫切需要开发新的技术,治疗,治愈或预防疾病,根据研究人员。

在开发技术,科学家们分析了如何观察产生紧张再加上改变钙循环,心脏功能至关重要。张力生成和钙循环的耦合是改变患者sarcomeric基因突变。变更可以测量,然后用预测心脏会改变随着疾病的发展,Molkentin说。

研究基因突变的影响在这个过程中,研究人员测试了转基因老鼠的数组。鼠标模型小鼠正常(野生型)或那些表达不同的基因突变为各种心肌病。

这使得研究人员检查张力生成和相关钙循环利率通过心肌在一个高度的方式定义的。这些信息被用来创建一个疾病预测数学模型,集成总张力产生的孤立的心肌细胞。tension-integrated,算法模型能够预测如果心在小鼠模型进行肥厚性或扩张心脏的增长。

科学家们接下来测试计算模型对人类细胞心肌病患者通过诱导多能干细胞(iPSC)技术。重组和来自实际病人皮肤成纤维细胞,细胞则可以成为任何在人体细胞类型,然后用于科学研究疾病的性质。

Molkentin和他的同事针对病人的心肌细胞生成,在显微镜下可以看到跳动的心脏的脉动节奏相似。Patient-derived万能也携带相同基因组成(包括突变)的人捐赠原始启动细胞。在这项研究中,iPSC心脏细胞发达的心肌病张力赤字病人自己的心。

研究者们使用他们的心脏缺陷预测方法准确地看到它特定的心肌病患者的心脏缺陷类型决定。在斯坦福大学医学院与合作者,Molkentin生成四行和他的同事们的发展,早期患者iPSC心脏细胞(心肌细胞)。他们报告说,他们的技术准确地确定了HCM和DCM心脏缺陷的供体的病人。

研究人员继续开发和测试技术通过使用它来确定心脏病的患者特定的肌节编码基因的突变。他们谨慎技术年远离潜在的临床使用,等待进一步测试和细化。