Molekularbiologie

Genprofil zur Differenzierung akuter / fulminanter Myokarditiden

Die Identifizierung verschiedener akuter, myokardialer Entzündungserkrankungen, wie der Riesenzellmyokarditis (IGCM), kardialen Sarkoidose (CS), eosinophilen Myokarditis (EOM) stellt eine große klinische Herausforderung dar und wird häufig erst bei einer Autopsie möglich1,2. Der diagnostische Goldstandard (EMB) kann aufgrund der fokalen Beteiligung des Myokards hinsichtlich der Stellung eindeutiger histologischer Diagnosen eine verminderte Sensitivität haben. Für diese Fragestellung sind trotz Verdachtsdiagnose bis zu 40% der Biopsien histologisch unauffällig. Die spezifischen, morphologischen Kriterien, wie z.B. Riesenzellen oder Granulome können in den konventionell-histologischen Untersuchungen von EMBs aufgrund eines, durch das fokale Auftreten dieser Erkrankungen bedingten, Stichprobenfehlers nicht nachgewiesen werden. Daher ist ein verbessertes diagnostisches Verfahren zum zuverlässigen Nachweis der schwer zu identifizierenden Krankheitsentitäten dringend erforderlich.

Durch die Etablierung eines spezifischen Genexpressionsprofils im Herzmuskelgewebe ist es uns gelungen, trotz des Problems des „sampling errors“ in über 95% der Fälle eine eindeutige Diagnose zu stellen. Darüber hinaus kann mit Hilfe der Analyse des Genprofils die Effektivität und die Dauer der Therapie überprüft werden. Im Gegensatz zur konventionellen (immun-)histologischen Untersuchung der Endomyokardbiopsie erkennt molekulares Gene Profiling Änderung in der Genexpression 15 bestimmter Markergene, welche nur fokal zur Entwicklung eines pathologischen Phänotyps führen. Diese Methode erreicht damit eine hohe Sensitivität und Spezifität und wird erfolgreich in der Diagnostik eingesetzt (1,2).

 

MiRNAs zur Identifizierung von Patienten mit entzündlichen und/oder viral-induzierten Kardiomyopathien

MicroRNAs (miRNAs), 22 Nukleotiden lange, im Erbgut kodierte RNAs, erfüllen eine wichtige Aufgabe bei der Steuerung grundlegender biologischer Prozesse wie Entwicklung, Zelldifferenzierung, Proliferation und Apoptose, und könnten als prospektive Biomarker zur Identifizierung von unerklärter Herzinsuffizienz, die durch einen viralen und/oder entzündlichen Prozess verursacht wird, verwendet werden.

Nach TaqMan® OpenArray® Screening von 754 einzigartigen zirkulierenden miRNAs im Serum von durch Biopsie nachgewiesenen Patienten (184 – mit entzündlichen und/oder viral induzierten Myokarderkrankungen (DCMi), 25 – mit dilatativer Kardiomyopathie (DCM) und 25 gesunden Spendern), wurden:

  • 5 miRNAs (let-7f, miR-197, miR-223, miR-93, miR-379) identifiziert, die ermöglichen zwischen Patienten mit einem Virus und/oder einer Entzündung und gesunden Spendern (P < 0,05) mit einer Spezifität von über 93 % zu unterscheiden (3).
  • 2 miRNAs (miR-21 und miR-30a-5p), um DCM-Patienten von allen anderen Studiengruppen (P < 0,05) mit einer Spezifität von über 95 % auszusortieren (3).

Der Nachweis bestimmter miRNAs im Serum bietet zum ersten Mal die Möglichkeit, Patienten mit intramyokardialer Entzündung und/oder viraler Persistenz nicht-invasiv, nur anhand einer einzigen Serumprobe zu identifizieren, unabhängig von der verschriebenen Therapie und dem Zeitpunkt des Auftretens der Symptome.

Das ermöglicht die frühzeitige Identifikation von Patienten, bei denen frühzeitig eine Myokardbiopsie als Grundlage für eine exakte Diagnose als Voraussetzung für eine kausale, spezifische und personalisierte Therapie.

 

Referenzen:

  1. Lassner D, Kühl U, Siegismund CS, Rohde M, Elezkurtaj S, Escher F, Tschöpe C, Gross UM, Poller W, Schultheiss HP. Improved diagnosis of idiopathic giant cell myocarditis and cardiac sarcoidosis by myocardial gene expression profiling. Eur Heart J. 2014 Aug 21;35(32):2186-95. doi: 10.1093/eurheartj/ehu101. Epub 2014 Mar 24. PMID: 24667923. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24667923/
  2. Escher F, Pietsch H, Aleshcheva G, Wenzel P, Fruhwald F, Stumpf C, Westermann D, Bauersachs J, Enseleit F, Ruschitzka F, Nägele H, Laugwitz KL, Haake H, Frey N, Brachmann J, Huber K, Braun-Dullaeus RC, Bergmann MW, Strotmann J, Grönefeld G, Krülls-Münch J, Westenfeld R, Skurk C, Landmesser U, Pieske B, Gross UM, Morawietz L, Schultheiss HP. Evaluation of Myocardial Gene Expression Profiling for Superior Diagnosis of Idiopathic Giant-Cell Myocarditis and Clinical Feasibility in a Large Cohort of Patients with Acute Cardiac Decompensation. J Clin Med. 2020 Aug 19;9(9):2689. doi: 10.3390/jcm9092689. PMID: 32825201; PMCID: PMC7563288. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7563288/
  3. Aleshcheva G, Pietsch H, Escher F, Schultheiss HP. MicroRNA profiling as a novel diagnostic tool for identification of patients with inflammatory and/or virally induced cardiomyopathies. ESC Heart Fail. 2021 Feb;8(1):408-422. doi: 10.1002/ehf2.13090. Epub 2020 Nov 20. PMID: 33215881; PMCID: PMC7835602. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33215881/