Η καρδιά είναι από τα πρώτα όργανα του εμβρύου που αναπτύσσεται ολοκληρωμένα, καθώς είναι αναγκαία η κυκλοφορία του αίματος στο αναπτυσσόμενο έμβρυο. Ο πλήρης σχηματισμός της καρδιάς γίνεται περίπου οκτώ εβδομάδες μετά τη σύλληψη, με την ανάπτυξή της να περνά πολλά περίπλοκα στάδια, επακριβώς χρονισμένα· διατάραξη αυτών των σταδίων έχει ως αποτέλεσμα την πρόκληση καρδιακών βλαβών.
Παράγοντες που οδηγούν στην ελαττωματική ανάπτυξη της καρδιάς αφορούν: 1) Την υγεία της κυοφορούσας μητέρας· αν πάσχει λ.χ. από διαβήτη μπορεί να προκαλέσει στο έμβρυο, εκτός των άλλων, και καρδιακά μειονεκτήματα. 2) Την έκθεση της κυοφορούσας μητέρας σε ορισμένα φάρμακα, βιομηχανικές ουσίες, ακτινοβολίες, αλκοόλ, ιώσεις, κάπνισμα κ.ά. 3) Την κληρονομικότητα, που τελευταία ερευνάται με ιδιαίτερη προσπάθεια και θα μας απασχολήσει στη σημερινή επικοινωνία μας.
Ενοχες μεταλλάξεις
Σε γενικό τόνο είναι γνωστό ότι ορισμένες ασθένειες της καρδιάς προκαλούνται ή επηρεάζονται από γονιδιακές μεταλλάξεις, αλλαγές στο DΝΑ μας, που δημιουργούν γενετική ποικιλότητα μεταξύ των ανθρώπων. Μερικές κληρονομικές καρδιακές νόσοι είναι πολύ σπάνιες· το DΝΑ, ωστόσο, παίζει σημαντικό ρόλο στην εκδήλωση των περισσότερων καρδιακών προβλημάτων. Η κατανόηση λοιπόν της γενετικής της καρδιάς είναι ένα σημαντικό εργαλείο με το οποίο μπορούμε να ανιχνεύσουμε και συνακόλουθα να βοηθήσουμε ανθρώπους, οι οποίοι βρίσκονται σε γενετικό κίνδυνο εκδήλωσης καρδιακής νόσου.
Π.χ. μια σοβαρή ανακάλυψη το 2009 έχει δείξει ότι η ανάπτυξη της καρδιάς σχετίζεται με μια ρυθμιστική πρωτεΐνη-προϊόν του γονιδίου tbxs5· πρωτεΐνη που είναι ένας μεταγραφικός παράγοντας και επηρεάζει τη ρύθμιση άλλων γονιδίων, συνδεόμενη με την ανάπτυξη της καρδιάς των ερπετών. Το ίδιο γονίδιο εμπλέκεται και σε ορισμένες συγγενείς ασθένειες της καρδιάς του ανθρώπου. Το γονίδιο αυτό θεωρείται κλειδί για την εξέλιξη της καρδιάς σε δύο κοιλότητες από μια προγονική με μια κοιλότητα.
Η εξέλιξη αυτή οδήγησε από την ποικιλοθερμία, όταν δηλαδή ο οργανισμός έχει τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος όπως οι σαύρες, στην ομοιοθερμία με εσωτερικό δηλαδή σύστημα ρύθμισης της θερμοκρασίας του σώματος όπως ο άνθρωπος. Στον εξελικτικό αυτό τόνο οι βάτραχοι και άλλα αμφίβια έχουν τρεις κοιλότητες, τα ερπετά ποικίλουν από είδη με τρεις σε είδη με τέσσερις κοιλότητες και ο άνθρωπος έχει τέσσερις κοιλότητες. Η ανακάλυψη αυτού του γονιδίου μπορεί λοιπόν να δώσει απαντήσεις όχι μόνο για την εξέλιξη της καρδιάς μας, αλλά και για τη φυσιολογική ή ελαττωματική ανάπτυξή της.
«Οικογενειακή» υπόθεση
Αλλη έρευνα αποκάλυψε λ.χ. ότι ανάμεσα σε 4.000 μελετηθέντες καρδιοπαθείς με πρόωρη στεφανιαία νόσο και τις οικογένειές τους, ένοχη βρέθηκε μια περιοχή του DΝΑ που σχετίζεται με τον αυξημένο κίνδυνο ορισμένων οικογενειών. Η καρδιακή αρρυθμία συνδέθηκε επίσης με την ανακάλυψη ενός γονιδίου το οποίο κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη, που ρυθμίζει τα κανάλια των ιόντων που επηρεάζονται σε ασθενείς με αρρυθμίες.
Πρόσφατες έρευνες στις ΗΠΑ έδειξαν την εμπλοκή στο έμφραγμα εννέα περιοχών του γονιδιώματος· μια συγκεκριμένη γονιδιακή περιοχή φαίνεται να αυξάνει άμεσα τον κίνδυνο εγκαθίδρυσης αθηρωματικής πλάκας. Πρόσθετες έρευνες και από άλλες χώρες εκτείνουν την αποκάλυψη ένοχων γονιδιακών περιοχών, πέραν των εννέα. Π.χ. στη Γαλλία ενοχοποιήθηκαν τρία γονίδια του 6ου χρωμοσώματος· στην Ιαπωνία αποκαλύφθηκε το brap γονίδιο που εμπλέκεται στη δημιουργία φλεγμονής· στην Ισλανδία αποκαλύφθηκαν πέντε γενετικές ποικιλίες που ελέγχουν τα εωσινόφυλα κύτταρα τα οποία έχουν ρόλο στις φλεγμονές, που όπως και ο γενετικός παράγοντας είναι μηχανισμοί για την πρόκληση αρτηριοσκλήρυνσης και θρόμβωσης· στη Γερμανία περιγράφηκε ένα γονίδιο που εκφράζεται έντονα στο καρδιαγγειακό σύστημα, παίζοντας επίσης ρόλο στη φλεγμονή· στη Φινλανδία και στις ΗΠΑ αποκαλύφθηκε ένα γονίδιο (usf1) που σχετίζεται με την οικογενειακή υπερχολιστεριναιμία (υψηλή χοληστερόλη και τριγλυκερίδια) και προδιαθέτει στην εκδήλωση στεφανιαίας νόσου, καθιστώντας το ταυτόχρονα και στόχο για φάρμακα. Οι περιπτώσεις αυτές υπαγορεύουν μια πιο συστηματική μεταανάλυση του γονιδιώματός μας, για λεπτομερέστερη εστίαση των παθογόνων γενετικών παραγόντων.
Αξίζει να αναφερθεί και η περίπτωση έρευνας 100.000 παιδιών με καρδιακή υπερτροφία· έρευνα που αποκάλυψε συσχετιζόμενες μεταλλάξεις σε δέκα υποψήφια/ένοχα γονίδια. Μια κοινή επίσης γενετική ποικιλία, η k55r, προδιαθέτει ορισμένους ανθρώπους να νοσήσουν από στεφανιαία νόσο· π.χ. το 15% των καυκάσιων (λευκών) φέρουν αυτή τη γενετική ποικιλία, η οποία τους προκαλεί αυξημένο κίνδυνο στεφανιαίας νόσου, ανεξάρτητα από άλλους παράγοντες κινδύνου, όπως είναι το κάπνισμα, ο διαβήτης και η υπέρταση.
Δόντια: καθρέφτης της καρδιάς
Ενδιαφέρουσα είναι ακόμη και η έρευνα που αποκάλυψε στη Γερμανία γενετική συσχέτιση μεταξύ της περιοδοντίτιδας και της στεφανιαίας καρδιοπάθειας, με τον γενετικό παράγοντα και στις δύο περιπτώσεις να είναι ο ίδιος. Πρόσφατα αποκαλύφθηκε επίσης γενετική σύνδεση μεταξύ καρδιακής αρρυθμίας και δυσλειτουργίας του θυρεοειδούς αδένα· συσχέτιση που προβλήθηκε σε δύο γονίδια, το kcno1 και το kcve2, γνωστά από μια δεκαετία ως συμμετέχοντα στα κανάλια καλίου τόσο των καρδιακών μυών όσο και του θυρεοειδούς αδένα.
Καθώς λοιπόν κατανοούμε περισσότερο τη μοριακή ρύθμιση της ανάπτυξης της καρδιάς, αυξάνεται και η αποκάλυψη του αριθμού των γονιδίων που προκαλούν καρδιοπάθειες. Δεν είναι ωστόσο εφικτό στο άρθρο αυτό να αναφερθούν όλα τα εμπλεκόμενα γονίδια. Αξίζει όμως να αναφερθεί ότι από τις έρευνες αυτές προκύπτουν σημαντικές παρατηρήσεις· όπως λ.χ. το ότι μια νουκλεοτιδική υποκατάσταση στο kif6 γονίδιο προδιαθέτει στο έμφραγμα, αλλά και στην αποτελεσματικότερη αντίδραση σε φάρμακα που μειώνουν τη χοληστερόλη. Μια μετάλλαξη ενός άλλου γονιδίου, η οποία εμφανίστηκε 30.000 χρόνια πριν στην Ινδία, επηρεάζει εξήντα εκατομμύρια ανθρώπους ανά τον κόσμο προκαλώντας σοβαρές καρδιοπάθειες στις μέσες ηλικίες.
Περιβάλλον και τρόπος ζωής
Η γονιδιακή και γονιδιωματική λοιπόν προσέγγιση της καρδιάς μπορεί να οδηγήσει τόσο στην πρόληψη όσο και στη θεραπεία. Θα πρέπει, ωστόσο, να γνωρίζουμε ότι στις περισσότερες περιπτώσεις καρδιοπαθειών γενετικής αιτιολογίας δεν απουσιάζει και ο περιβαλλοντικός παράγοντας. Οι περισσότεροι άνθρωποι με γενετικό καρδιακό κίνδυνο έχουν κληρονομήσει μερικά γονίδια, με το καθένα να αυξάνει ποσοτικά τον κίνδυνο και με μερικά από αυτά να είναι επικίνδυνα μόνο σε συνδυασμό με τον τρόπο ζωής· όπως λ.χ. η μεγάλη αλληλεπίδραση μεταξύ των μεταλλάξεων του γονιδίου apoe και του καπνίσματος, που κάνει το γονίδιο αυτό επικίνδυνο στους καπνιστές.
Η προσπάθεια δεν περιορίζεται βέβαια στον εντοπισμό του γενετικού στόχου, αλλά και στην παρέμβαση για να αντιμετωπιστεί το κάθε πρόβλημα. Στο πλαίσιο αυτό σημαντική έρευνα για την αντιμετώπιση χρόνιων ισχαιμικών καρδιοπαθειών γίνεται στο πεδίο της αγγειογένεσης, της γονιδιακής θεραπείας, της κυτταροθεραπείας με βλαστοκύτταρα, της συνδυασμένης γονιδιακής και βλαστοκυτταρικής θεραπείας, κ.ά. Ως όμως την πλήρη αιτιοκρατική αναγωγή των καρδιοπαθειών στο γενετικό επίπεδο και την αξιοποίησή του για προληπτικά γενετικά τεστ και γονιδιακές θεραπείες, η αποτελεσματικότερη «έρευνα» θα εξακολουθεί να αφορά την προσπάθεια καλύτερης γνωριμίας των εαυτών μας· για να αποφεύγουμε τους γνωστούς περιβαλλοντικούς επιβαρυντικούς παράγοντες, για τους οποίους δεν γνωρίζουμε αν μπορούν να συνωμοτήσουν με τα γονίδιά μας και να μας προκαλέσουν μεγαλύτερη ζημιά σε σχέση με άλλους ανθρώπους. Η σύγκριση δηλαδή πρέπει να γίνεται με εμάς τους ίδιους και όχι με τους άλλους, διότι ο καθένας μας είναι μια ανεπανάληπτη γενετική οντότητα.
Ο κ. Σ. Ν. Αλαχιώτης είναι καθηγητής Γενετικής.
