マルチオミクスアッセイにより心臓発作に対する免疫系の反応が明らかになった

心筋梗塞後の患者転帰の改善は、心臓病学の主要な目標の一つです。これには、病態生理学の包括的な理解と、転帰不良リスクの高い患者の早期発見が含まれます。

LMU病院、ヘルムホルツ・ミュンヘンおよびその他の機関の研究者は、ハイテクな生物医学およびバイオインフォマティクスの手法を使用して、人間の心筋梗塞に対する免疫反応を包括的にマッピングし、病気の臨床経過と相関する特徴を特定しました。

この結果はNature Medicine誌に掲載されています。

ドイツだけでも、毎年約30万人が心臓発作を起こしています。ここ数十年で患者の治療法は大幅に改善されましたが、心筋が再生しないため、多くの患者が発作後に心不全を発症します。

動物実験によれば、炎症反応は心臓発作後に重要な役割を果たし、心筋機能の回復に決定的な影響を及ぼします。

「不適切または過剰な免疫反応は、心臓機能の回復を損なう可能性があります」と、新研究の主著者であり、LMUミュンヘンLMU病院医学I部の臨床科学者であるカミ・ペカイヴァズ博士は述べています。

彼が率いるチームには、LMU病院第一内科のビクトリア・ノッテンバーグ医師、PDドクター・レオ・ニコライ、コンスタンティン・スターク教授、ヘルムホルツ・ミュンヘンのコリーナ・ロザートとマティアス・ハイニヒ博士が含まれており、人間の心筋梗塞に対する免疫システムの反応を初めて解析した。

研究者らは、LMU 病院で治療を受けた心臓発作患者の血液サンプルを調査し、異なる臨床結果を示しました。

免疫反応のアトラス

血液中の免疫細胞を個別にRNA発現解析しました。RNAは、細胞が遺伝子の情報をタンパク質に変換する過程で生成されます。いわゆるトランスクリプトーム解析によって、細胞の現在の状態と特性を明らかにすることができます。

さらに、タンパク質アッセイを用いて血漿中の様々な物質を検査しました。これにより、炎症プロセスやその他のプロセスに関する詳細な情報が得られます。これらのアッセイは、いわゆるマルチオミクス法と呼ばれる最新の手法の一つです。

特定のバイオインフォマティクス技術 (MOFA、マルチオミクスデータ因子分析用) により、取得した大量のデータに共通するパターンを認識しました。

「この手法は、一方向に協調する多数の小さな効果を特定し、要約するのに最適です」と、ヘルムホルツ・ミュンヘンのバイオインフォマティクス作業グループ責任者であるマティアス・ハイニヒ博士は述べています。これにより、心筋梗塞後の免疫反応のアトラスを作成することができました。

「これらのパターンは、患者の臨床経過と時間経過の違いを説明できます」と、LMU病院の心臓病学上級コンサルタントであるコンスタンチン・スターク教授は述べています。これは、特定の「免疫シグネチャー」が心臓機能の回復を早め、他の免疫シグネチャーが回復を遅らせることを意味しています。

心筋梗塞に対する免疫応答のこのアトラスは、心血管疾患分野における更なる基礎研究にとって大きな意義を持ち、血液サンプルのマルチオミクス解析が患者の心筋梗塞の臨床経過を予測するために活用できる可能性を示唆しています。しかしながら、心血管疾患におけるMOFAに基づく診断の概念は、更なる研究によって検証される必要があり、ミュンヘンの研究者たちは今後数年間でまさにその研究を行う予定です。