Lo sviluppo del cuore: ruolo dell'eredità ed epigenetica
I componenti del progetto 'Gene- environment interactions in heart development' (CHEARTED) hanno raccolto vari campioni clinici da pazienti affetti da CVM che presentavano anche la tetralogia di Fallot (TOF) e dai loro genitori, nonché da pazienti normali, al fine di compiere studi di epidemiologia genetica. L'analisi dei dati sui polimorfismi a singolo nucleotide (SNP) a livello di genoma hanno rivelato vari geni associati alla TOF. Nei modelli murini diabetici in gravidanza, si è riusciti a indurre le CVM esclusivamente quando la dieta delle madri diabetiche era composta da un basso contenuto di antiossidanti, un alto tenore di grassi e basse quantità di microminerali. L'analisi seriale dell'espressione genica (SAGE) è stata eseguita utilizzando il sequenziamento di ultimissima generazione SOLiD5 per la profilazione dell'espressione del microRNA. I risultati hanno rivelato vari geni differenzialmente espressi e vie associate con CVM nei casi di embrioni diabetici. Gli studi su difetti della via di efflusso in modelli murini hanno portato alla scoperta di associazioni tra CVM e determinati percorsi genici e fattori di trascrizione, come il potenziatore del gene dell'insulina (ISL1). Gli studi sulla linea cellulare di cardiomiociti HL1 tramite la tecnica DamID hanno rivelato geni associati con fattori di trascrizione cardiaci, ad esempio NKX2-5, ISL1, SRF, ELK1, ELK4 e le rispettive forme mutanti. È stato scoperto che NKX2-5 e in particolare le proteine ELK sono di importanza critica nella rete regolatoria genica cardiaca. I ricercatori di CHEARTED hanno sviluppato strumenti bioinformatici per la prioritizzazione di geni (ad es. Endeavour), allo scopo di combinare I dati di sequenza ed espressione di geni ottenuti da studi su uomini e topi con la morfologia e la letteratura. Accanto a un database wiki ad accesso libero, tale attività ha contribuito a una prioritizzazione di geni in base alle loro interazioni funzionali e all'associazione con difetti cardiaci congeniti (CHD). Questo Wiki di CDH fornisce informazioni su 79 geni sindromici, con 274 associazioni tra tali geni e le CVM. Inoltre, è stato sviluppato uno strumento on line denominato Beegle, per l'estrapolazione di testo finalizzata a ricercare dati specifici delle CVM. Gli scienziati hanno anche sviluppato un database di morfologia cardiogenetica (CMD - Cardiogenetic Morphology Database) utilizzando una ricostruzione tridimensionale dello sviluppo del cuore, modelli di espressione genica e compartimenti cardiaci annotati a livello genetico. Per ricostruire le immagini, sono state utilizzate immagini ad alta risoluzione ottenute con microscopio episcopico (HREM) del cuore murino embrionale a diversi stadi dello sviluppo. Gli esiti del progetto sono stati diffusi tramite il sito web del progetto, pubblicazioni su riviste, opuscoli, otto notiziari e il CMD. Gli strumenti, I database, I modelli e gli studi genomici del progetto forniscono nozioni assolutamente inedite sulle CHD (ad es. TOF) e sui fattori ambientali causativi.
