Wissenschaftler, die Genome von fast 5.000 Menschen haben eine genetische Variante zu einem erhöhten Risiko für gebundene lokalisiert Schlaganfall Und haben auch entdeckt neue Details über ein wichtiger Stoffwechselweg , die eine wichtige Rolle in mehreren Volkskrankheiten spielt . Zusammen können ihre Erkenntnisse neue Hinweise auf die zugrunde liegenden genetischen und biochemischen Einflüssen auf die Entwicklung von Schlaganfällen und Herzkreislauferkrankungen bieten und kann auch helfen, führen zu neuen Behandlungsstrategien .
"Unsere Ergebnisse haben das Potenzial, neue Ziele in der Prävention und Behandlung von Schlaganfall, Herzkreislauferkrankungen und viele andere Volkskrankheiten zu identifizieren ", sagte Stephen R. Williams , Ph.D., ein Postdoctoral Fellow an der University of Virginia Cardiovascular Research Center und die University of Virginia Zentrum für Public Health Genomics in Charlottesville.
Dr. Williams, Michele Verkauf , Ph.D., Associate Professor für Medizin , Brad Worrall , MD, Professor für Neurologie und Gesundheitswissenschaften, die alle an der Universität von Virginia, und ihr Team ihre Ergebnisse 20. März 2014 in PLoS Genetics . Die Forscher wurden von der National Human Genome Research Institute ( NHGRI ) Genomik und randomisierten Trials Network -Programm ( GARNET ) unterstützt.
Schlaganfall ist die vierthäufigste Todesursache und eine der Hauptursachen für Invalidität bei Erwachsenen in diesem Land , aber die zugrunde liegenden Genetik waren schwer zu verstehen. Zahlreiche genetische und umweltbedingte Faktoren können zu einer Person, die einen Schlaganfall beitragen . "Unser Ziel war es , die Risikofaktoren für einen Schlaganfall zusammenbrechen ", sagte Dr. Williams.
Die Forscher konzentrierten sich auf einen bestimmten biochemischen Weg genannt Folsäure Ein-Kohlenstoff- Metabolismus ( FOCM ) Weg . Sie wussten, dass ungewöhnlich hohe Blutspiegel der Aminosäure Homocystein sind mit einem erhöhten Risiko für häufige Krankheiten wie Schlaganfall, Herzkreislauferkrankungen und der damit verbundenen Demenz . Homocystein ist ein Abbauprodukt von Methionin , die Teil der FOCM Weg ist . Die gleichen Weg können viele wichtige zelluläre Prozesse beeinflussen , einschließlich der Methylierung von Proteinen , DNA und RNA. DNA Methylierung ist ein Mechanismus, Zellen zu verwenden, um zu steuern , welche Gene ein- und ausgeschaltet , und wann.
Aber klinischen Studien von Homocystein -senkende Therapien nicht verhindert Krankheit und die Genetik zugrunde liegenden hohen Homocysteinspiegel - und Methioninstoffwechsel schief gegangen - nicht gut definiert .
Dr. Williams und seine Kollegen, die genomweite Assoziationsstudienvon Teilnehmern aus zwei großen Langzeitprojekte : das Vitamin Intervention zur Schlaganfallprävention ( VISP ) , einem Prozess der Suche nach Wegen , um einen zweiten ischämischen Schlaganfall zu verhindern, und der Framingham Heart Study ( FHS ), der die kardiovaskuläre Gesundheit und Krankheit in einer allgemeinen Population Jahrzehnten gefolgt ist . Sie haben auch gemessen Methioninstoffwechsel - die Fähigkeit, Methionin Homocystein konvertieren - in beiden Gruppen. In allen untersuchten sie 2100 VISP Teilnehmer und 2710 FHS Themen.
In einer genomweiten AssoziationsstudieForscher scannen das Genom auf bestimmte genomische Varianten mit einer Krankheit zu identifizieren. In diesem Fall wurden die Wissenschaftler versuchen, Varianten mit einem Merkmal zu identifizieren - die Fähigkeit, in Methionin Homocystein verstoffwechseln .
Forscher identifizierten Varianten von fünf Genen in der FOCM Weg, mit Unterschieden in der Fähigkeit einer Person zu Methionin Homocystein konvertieren zugeordnet wurden . Sie fanden heraus, dass unter den fünf Gene , eine - die ALDH1L1 Gen - wurde auch stark mit Schlaganfall in der Framingham-Studie verbunden. Wenn das Gen nicht einwandfrei arbeitet , ist sie mit einer Störung in einem normalen zellulären Vorgang aufgerufen programmierten Zelltod und Überleben von Krebszellen in Verbindung gebracht.
Sie haben auch wichtige Erkenntnisse über die Methionin - Homocystein- Prozess . " GNMT produziert ein Protein, Methionin Homocystein umgewandelt . Von den fünf Gene, die wir festgestellt , es war das eine höchst signifikant mit diesem Prozess verbunden sind ", sagte Dr. Williams. " Die Analysen zeigen, dass Unterschiede in der GNMT sind die wichtigsten Triebkräften für die Unterschiede in der Methionin -Stoffwechsel des Menschen. "
"Es fällt auf, dass die Gene in der gleichen Weg , so dass wir wissen, dass die genomische Varianten in bezug auf dieses Weges tragen zur Variabilität der Erkrankung und die Gefahr, dass wir sehen ", sagte er . "Wir können gefunden zu haben , wie die genetische Information steuert die Regulierung der GNMT . "
Die Gruppe bestimmt , dass die fünf Gene machten 6 Prozent des Unterschieds der Fähigkeit des Einzelnen auf Methionin in Homocystein unter den in der VISP -Studie zu verarbeiten. Die Gene entfielen auch für 13 Prozent des Unterschieds in den Teilnehmern der FHS , ein bemerkenswertes Ergebnis angesichts der Komplexität der Methionin -Stoffwechsel und ihre Auswirkungen auf zerebrovaskuläre Risiko. In vielen komplexen Krankheiten , genomische Varianten machen oft weniger als 5 Prozent der solche Unterschiede .
"Dies ist ein großartiges Beispiel für die Art der erfolgreiche Forschungsanstrengungen aus der GARNET Programm kommen ", so Programmdirektor Ebony Madden , Ph.D. " GARNET Wissenschaftler wollen Varianten, die Behandlung angesprochen haben , indem Sie Assoziationsstudien in randomisierten Studien beeinflussen zu identifizieren. Diese Ergebnisse zeigen , dass Varianten in Genen sind die Unterschiede in der Homocysteinspiegel im Einzelnen beschrieben sind."
Der Verband der ALDH1L1 Genvariante mit Schlaganfall ist nur ein Beispiel dafür , wie die Ergebnisse kann möglicherweise zu neuen Präventionsbemühungen führen und die Entwicklung neuer Ziele für die Behandlung von Schlaganfall und Herzkrankheit , Sagte Dr. Williams.
" Wie die Genomsequenzierung weiter verbreitet , kann Kliniker in der Lage, festzustellen, ob eine Person das Risiko für abnorm hohen Konzentrationen von Homocystein erhöht werden", sagte er. "Änderungen könnten sich auf eine individuelle Diät wegen eines größeren Risiko für Schlaganfall und Herzkreislauferkrankungen durchgeführt werden. "
Die Forscher planen, die anderen vier Gene, die in den Weg zu studieren , um zu versuchen , um ihre mögliche Rolle bei Schlaganfall und kardiovaskulären Erkrankungen Risiko besser zu verstehen.