Белки, циркулирующие в крови, могут показать, что происходит в организме: от того, как мы расходуем энергию, до того, как развиваются болезни. В отличие от генетического тестирования, которое отражает фиксированные факторы риска с рождения, анализ белков даёт картину здоровья и болезни в реальном времени.
Исследование, опубликованное в журнале Circulation: Genomic and Precision Medicine под руководством доктора Кэтрин МакГёрк из групп вычислительной кардиальной визуализации и геномики сердечно‑сосудистой прецизионной медицины в LMS, пролило свет на то, как некоторые белки крови связывают сердечно‑сосудистые факторы риска с развитием заболеваний и их исходами.
«Чтобы полноценно предсказывать, стратифицировать и предотвращать сердечные заболевания, нам нужны новые биомаркеры и терапевтические мишени, — говорит Кэтрин. — Поэтому наша цель состояла в том, чтобы понять, может ли изучение белков, уже связанных с сердечными заболеваниями по данным генетики, яснее показать риск и определить, можно ли использовать эти белки в клинических анализах крови».
Для этого команда проанализировала девять ключевых белков более чем в 45 000 образцов крови из UK Biobank. В их число входили ACE2, BNP, NT‑proBNP и тропонин I — белки, известные своей ролью в работе сердца и сердечных заболеваниях. Учёные обнаружили значимую вариабельность концентраций этих белков в крови в зависимости от возраста, пола, происхождения, генетики, образа жизни и приёма лекарств.
Белок ACE2: противодействие высокому давлению
У людей с диагностированной артериальной гипертонией или диабетом — факторами риска сердечных заболеваний — уровень ACE2 был повышен. Этот эффект особенно отчётливо проявлялся у женщин и зависел от изменений в генах, связанных с диабетом. Используя генетический метод анализа, называемый двухвыборочной менделевской рандомизацией, исследователи получили данные, что повышенные уровни ACE2, возможно, как раз и пытаются защитить организм от высокого давления и диабета 2‑го типа.
О белке ACE2 стало широко известно во время пандемии COVID‑19, поскольку именно он позволяет вирусу проникать в клетки человека. ACE2 расщепляет ангиотензин II — соединение, сужающее сосуды, — и образует вещества, которые сосуды расслабляют. Таким образом, повышенные уровни ACE2 у людей с гипертонией можно рассматривать как компенсаторный механизм, помогающий расслаблять суженные сосуды. Поскольку гипертония и диабет очень распространены, выявление ACE2 как нового и относительно малоизученного биомаркера может иметь важные последствия для лечения пациентов. ACE2, по‑видимому, оказывает защитное действие на сердечно‑сосудистую систему благодаря своей роли в расслаблении сосудов и противодействии гормонам, повышающим давление.
Ингибиторы АПФ — распространённые препараты для лечения высокого давления, они блокируют белок ACE1, который, в отличие от ACE2, образует ангиотензин II. Полученные результаты могут повлиять на то, как и у каких пациентов применять эти лекарства, поскольку, вероятно, соотношение ACE2:ACE1 играет роль в том, насколько успешно ингибиторы АПФ снижают давление. Люди с естественно изменённым уровнем ACE2 могут лучше реагировать на определённые ингибиторы АПФ, и это может привести к более индивидуализированному подбору лечения на основе уровня ACE2 в крови. В будущих исследованиях будет изучаться, может ли повышение активности ACE2 или имитация его действия улучшить терапию гипертонии и диабета. В предыдущих доклинических исследованиях распространённого противодиабетического препарата метформина было показано, что он повышает экспрессию ACE2 как часть своего механизма действия.
«Это исследование показывает, как исследовательская дата‑сайенс может выявлять новые биомаркеры и методы терапии, а также менять наше понимание уже существующих лекарств и того, какие пациенты могут получить от них наибольшую пользу, — говорит Кэтрин. — Ключ к такой работе — междисциплинарное сотрудничество, в котором активно участвуют наши увлечённые молодые коллеги».
