Istraživači sa Medicinskog fakulteta Univerziteta u Virdžiniji napravili su „atlas ateroskleroze“ koji otkriva, na nivou pojedinačnih ćelija, kritične procese odgovorne za formiranje štetnog nakupljanja plaka koji uzrokuje srčani udar, moždani udar i bolest koronarnih arterija.
Ateroskleroza, ili otvrdnuće arterija, pogađa polovinu Amerikanaca između 45 i 84 godine, a mnogi to i ne znaju, izveštavaju Nacionalni instituti za zdravlje. Tokom vremena, masni plakovi se nakupljaju unutar arterija, gde mogu usporiti protok krvi. Kada se oslobode, mogu biti smrtonosni, izazivajući moždani udar i srčani udar.
Doktori i naučnici su bili željni da bolje razumeju kompleksne faktore koji utiču na formiranje i stabilnost plakova, a novi rad UVA nudi uvide bez presedana koji će olakšati razvoj novih načina lečenja ateroskleroze, borbe protiv bolesti koronarnih arterija (CAD) i pomažu u sprečavanju stvaranja plaka.
„Da bismo počeli da razvijamo efikasne tretmane usmerene na specifične procese bolesti u zidu krvnih sudova, moramo da karakterišemo programe ekspresije gena u rezoluciji jedne ćelije“, rekao je istraživač Klint L. Miler, doktor nauka, sa Medicinskog fakulteta Univerziteta u Virdžiniji. Centar za genomiku javnog zdravlja, kao i njegovi odeljenja za biohemiju i molekularnu genetiku i nauke o javnom zdravlju.
„Uspostavljanjem ove mape, možemo informisati strategije za reprogramiranje disregulisanih stanja ćelija kako bismo sprečili ili preokrenuli bolest ili identifikovali biomarkere kako bismo procenili rizik pacijenta od kliničkih događaja.“
Formiranje aterosklerotskih plakova uključuje više tipova ćelija, uključujući imune ćelije, ćelije glatkih mišića i endotelne ćelije koje oblažu arterije. Mnoge od ovih ćelija prelaze u druge tipove ćelija tokom formiranja plaka, što za naučnike predstavlja veliki izazov da odrede sastav i poreklo samog plaka.
Miler i njegovi saradnici, predvođeni diplomiranim studentom Hozeom Verdezotom Moskerom, napravili su „sveobuhvatnu jednoćelijsku mapu ljudske ateroskleroze“ koja obuhvata skoro 120.000 ćelija iz aterosklerotičnih koronarnih i karotidnih arterija. Pored crtanja širokih ćelijskih linija, istraživači su iskoristili ovaj resurs za seciranje granularnijih i retkih podtipova ćelija unutar aterosklerotskih plakova.
Studija takođe otkriva nove uvide u promene kroz koje ćelije glatkih mišića prolaze tokom progresije bolesti, od kojih neke doprinose „kalcifikovanju“ ili otvrdnjavanju koronarnih arterija. Ovo je dovelo do nalaza da dva gena, LTBP1 i CRTAC1, mogu poslužiti kao mere za progresiju ateroskleroze.
„Pored karakterizacije ćelijske raznolikosti, integrisanje ove novoizgrađene jednoćelijske reference ateroskleroze sa velikim ljudskim genetskim podacima bilo je kritično za početak identifikovanja tipova i podtipova ćelija koji izazivaju bolesti“, rekao je Moskera. „Na primer, identifikovali smo doprinos podtipova ćelija glatkih mišića, kao što su ćelije glatkih mišića slične fibroblastima i lipidima bogate, kao i geni povezani sa ovim fenotipovima.
Istraživači UVA kažu da njihov novi atlas predstavlja „kritičan korak“ ka razvoju boljih, ciljanijih intervencija za borbu protiv ateroskleroze i CAD, kao i da identifikuju biomarkere kandidata za sprečavanje srčanih i moždanih udara i poboljšanje ishoda pacijenata.
„Planiramo da proširimo ovaj jednoćelijski atlas budućim iteracijama kako bismo uključili dodatne skupove podataka iz definisanih stadijuma bolesti i pacijenata iz različitih sredina“, rekao je Miler. „Integracijom korpusa jednoćelijskih podataka generisanih u naučnoj zajednici, možemo ublažiti pristrasnost uzorkovanja i uspostaviti robusnije mehanizme bolesti kandidata i potencijalne intervencije.“
