מחקר שפורסם ב רפואת טבע כתב העת מתאר כיצד ציונים פרוטאומיים של כושר קרדיו-נשימה יכולים לעזור לחזות את הסיכון למחלה כמו גם סיכוני תמותה מכל הסיבות ומחלות ספציפיות מעבר לציוני הסיכון הגנטי.
עיצוב מחקר: פיתחנו ואימתנו חתימה פרוטאומית במחזור של CRF על פני ארבע קבוצות ושיטות פעילות גופנית שונות. ב-UKB, בחנו את הקשר חתימת CRF פרוטאומית עם מגוון רחב של נקודות קצה קליניות ובחנו את האינטראקציה שלו עם סיכון פוליגני. ב- HERITAGE, בדקנו את הקשר של חתימת ה-CRF הפרוטאומית לתגובה לאימוני פעילות גופנית ותאם שינויים בחתימה עם שינויים ב-CRF. NAFLD, מחלת כבד שומני לא אלכוהולי. ניתוח פרוטאומי של כושר לב-נשימה לחיזוי תמותה וסיכונים למחלות רב-מערכתיות
רקע כללי
כושר קרדיו-נשימה (CRF) הוא סמן פרוגנוסטי שימושי לשיפור בריאות, איכות חיים ואריכות ימים. הערכת CRF במסגרות קליניות היא גישה יעילה לריבוד סיכון למחלה ולקידום בריאות.
עם זאת, השימוש הנרחב ב-CRF לקבלת החלטות קליניות מוגבל על ידי כמה גורמים, כולל חוסר זמינות ושחזור של בדיקות והוצאות גבוהות. סמנים ביולוגיים המגיבים לאימון של CRF היא גישה חלופית שעשויה לתת מענה למגבלות אלו ולאפשר זיהוי של מטרות תרופתיות המחקות את ההשפעות של פעילות גופנית.
פעילות גופנית גורמת לשינויים מרובים במצב המטבולי, המתואר על ידי שינויים ברמות הדם של מטבוליטים הקשורים ל-CRF. פונדקאיות מולקולריות אלו של CRF ותגובות אימון קשורות לפרוגנוזה קלינית.
במחקר זה, מדענים ביססו, אימתו ואפיינו חתימה פרוטאומית של CRF על ידי קישור פרופילים פרוטאומיים ל-CRF ב-14,145 אנשים על פני ארבע קבוצות בינלאומיות עם שיטות הערכת CRF מגוונות.
הם השתמשו בנתונים של 22,000 אנשים מה-Biobank הבריטי כדי לקבוע את הקשר של החתימה הפרוטאומית של CRF עם מגוון רחב של תוצאות קליניות (מוות, קרדיווסקולרי, מטבולי, ממאירות, נוירולוגי) ולבחון את האינטראקציה שלו עם ציון הסיכון הגנטי.
יתרה מזאת, הם השתמשו בנתוני המחקר המשפחתיים של בריאות, גורמי סיכון, אימון פעילות גופנית וגנטיקה (HERITAGE) כדי להעריך את ההשפעה של תוכנית אימונים בת 20 שבועות על החתימה הפרוטאומית של CRF.
ציון CRF פרוטאומי
המדענים פיתחו ציון CRF פרוטאומי ב-CARDIA של מחקר גזירת מערך המחקר של התפתחות העורקים הכליליים במבוגרים תוך שימוש בזמן בדיקת הליכון מאמץ כמדד ה-CRF. בנוסף, הם אימתו את ציון ה-CRF הפרוטאומי על פני כ-12,500 משתתפים מארבע קבוצות בינלאומיות.
הם צפו כיווניות סבירה מבחינה מכאניסטית לחלבונים המעורבים בחסינות מולדת ובדלקת, טרשת עורקים, הישרדות וגדילה נוירונים, פיזיולוגיה של תאים, מתח חמצוני, הוצאת אנרגיה וניצול דלק מצע, שומן, תגובות שרירים היקפיים לפעילות גופנית ואוטופגיה.
קשר בין ציון CRF פרוטאומי לתוצאות קליניות
המדענים ניתחו פרופילים פרוטאומיים ונתוני הישרדות של 21,988 משתתפים מה-Biobank הבריטי וצפו בקשר הפוך מובהק בין ציון CRF פרוטאומי לבין הסיכון לתמותה מכל הסיבות ותמותה ספציפית למחלה.
הם צפו בהשפעה המגנה העקבית והחזקה של ציון ה-CRF הפרוטאומי על תוצאות קרדיווסקולריות, מטבוליות ונוירולוגיות. הם מצאו שציון ה-CRF הפרוטאומי משפר את חיזוי הסיכון מעבר לגורמי סיכון קליניים סטנדרטיים, עם סיווג מחדש ואפליה משופרת של הסיכון.
על ידי ניתוח האינטראקציה בין ציון ה-CRF הפרוטאומי וציון הסיכון הגנטי של מחלות נפוצות, הם ראו השפעה תוספת משמעותית בין ציון ה-CRF הפרוטאומי לבין כל ציון סיכון גנטי על תוצאת המחלה המקבילה. הסיכון הגבוה ביותר למחלה נצפה במשתתפים עם ציון ה-CRF הפרוטאומי הנמוך ביותר וציון סיכון גנטי גבוה.
השפעת פעילות גופנית על ציון CRF פרוטאומי
המדענים הבחינו בעלייה בציון ה-CRF הפרוטאומי בעקבות תוכנית אימונים של 20 שבועות. שינוי זה היה קשור לשינוי בצריכת שיא החמצן, ללא תלות בגיל, מין, גזע, אינדקס מסת גוף (BMI), צריכת שיא חמצן לפני אימון וציון CRF פרוטאומי לפני אימון.
באופן ספציפי, הם הבחינו שציון CRF פרוטאומי גבוה יותר קשור לצריכת שיא חמצן גדולה יותר עם אימון, ללא תלות בגיל, מין וגזע. עם זאת, קשר זה לא נשמר לאחר התאמה ל-BMI.
יתר על כן, הם הבחינו שמרכיבי ציון ה-CRF הפרוטאומי שהציגו שינויים משמעותיים לאחר האימון נמצאים בקורלציה עם מגוון פנוטיפים מטבוליים, כלי דם ושריר הלב.
רבים מהרכיבים הללו (חלבונים) היו בקורלציה עם הפחתת שומן, מטבוליזם של שומנים, ויסות מסלול מורפוגני של העצם וניהול פציעות איסכמיה-פרפוזיה.
משמעות המחקר
המחקר מתאר את הפיתוח של חתימה פרוטאומית במחזורית של CRF תוך שימוש במבחן כושר הליכון שהראה קשר עקבי בין מבחני הליכון תת-מקסימליים ב-10,320 תושבי בריטניה ובחינות אימון לב-ריאה מקסימלי ב-1,587 תושבי ארה"ב.
החתימה הפרוטאומית של CRF מציגה קשרים חזקים ועצמאיים עם מגוון תוצאות קליניות מטבוליות, קרדיווסקולריות ונוירולוגיות. נראה כי קשרים אלו מתווספים לסיכון הגנטי למחלות מקבילות. זה מדגיש את התועלת של חתימת CRF פרוטאומית להערכה מולטיומית של סיכוני מחלות ותמותה.
המחקר גם מדגיש את הדינמיות של ציון CRF פרוטאומי בעקבות תוכנית אימונים של 20 שבועות וקשר בין שינויים הקשורים לאימון בציון וצריכת חמצן שיא. זה מדגיש את התועלת של ציון CRF פרוטאומי להתאמה אישית של המלצות פעילות גופנית.
כיצד הערכת חלבונים בדם שלנו – ציון פרוטאומי – מחדדת את היכולת שלנו לחזות מחלות, מעבר לציוני הסיכון הפוליגני (PRS) https://t.co/ILswRnwVI8@NatureMedicine pic.twitter.com/87XGplGnq4
— אריק טופול (@EricTopol) 4 ביוני 2024
