La stenosi aortica è un restringimento della valvola aortica che collega il cuore al resto del corpo. Colpisce milioni di persone e può essere fatale se non trattata. Attualmente, non esistono terapie mediche efficaci per prevenirne o rallentarne la progressione. Gli unici trattamenti efficaci sono l’intervento chirurgico o la sostituzione valvolare percutanea quando la valvola si è gravemente ristretta.
Recentemente, varianti genetiche comuni sono state collegate alla diagnosi clinica di stenosi aortica in studi di genetica di popolazione.
Per approfondire le basi genetiche che portano allo sviluppo iniziale della stenosi aortica, un gruppo di ricercatori dell’Università della California a San Francisco e del Broad Institute del MIT e di Harvard ha condotto uno studio analizzando le associazioni genetiche con le misurazioni della valvola aortica in una popolazione sana.
La loro ricerca è stata pubblicata recentemente sulla rivista Nature Genetics.
Tecniche di deep learning
Poiché la stenosi aortica grave a livello di popolazione è rara, i ricercatori hanno utilizzato misurazioni continue della funzionalità della valvola aortica per individuare segnali genetici. A tal fine, hanno condotto un’analisi genetica su larga scala di tre misurazioni della funzione della valvola aortica, derivate da tecniche di deep learning, in quasi 60.000 partecipanti sani provenienti dalla UK Biobank. Le misurazioni includevano velocità di picco, gradiente medio e area della valvola aortica (AVA) ricavate da risonanze magnetiche e studi di associazione genomica (GWAS).
Hanno utilizzato queste tre misurazioni della funzione della valvola aortica, derivate da tecniche di deep learning e ricavate da risonanze magnetiche, per identificare 61 loci genetici distinti associati a questi tratti.
Hanno inoltre condotto una meta-analisi delle diagnosi di stenosi aortica in oltre 40.000 casi e 1,5 milioni di controlli provenienti da diverse biobanche, identificando 91 loci. Infine, hanno condotto un’analisi multi-tratto che incorporava sia le misurazioni continue della valvola aortica nella popolazione sana sia i GWAS basati sulla patologia, identificando 166 loci genetici (134 per la funzione della valvola aortica e 134 per la stenosi aortica).
La correlazione genetica
“In questo studio, abbiamo analizzato la funzionalità della valvola aortica e le diagnosi di patologia per valutare in modo completo la base genetica comune della stenosi aortica”, ha affermato l’autore senior dello studio, James Pirruccello, cardiologo e professore associato di Medicina presso la Divisione di Cardiologia dell’UCSF. “I nostri risultati suggeriscono che il rischio di stenosi aortica è conferito almeno in parte dagli stessi meccanismi genetici che determinano la normale variazione della funzionalità della valvola aortica nella popolazione sana”.
La correlazione genetica tra queste misure nelle persone sane e la meta-analisi GWAS sulla stenosi aortica è stata sostanziale: su una scala da 0 a 1 (dove 0 indica nessuna relazione e 1 indica un perfetto accordo), la correlazione con la stenosi aortica è stata pari a 0,64 per le misure basate sul gradiente e 0,50 per l’AVA.
“L’utilizzo del deep learning per misurare la normale variazione della funzione della valvola aortica ci ha aiutato a identificare 134 loci associati al rischio di stenosi aortica e 166 alla stenosi o alla funzione della valvola aortica”, ha affermato il Dott. Shinwan Kany, Visiting Scientist presso il Broad Institute del MIT e di Harvard. “Abbiamo osservato forti associazioni tra il rischio di stenosi aortica e la malattia coronarica, la biologia delle lipoproteine e la gestione del fosfato, suggerendo future strade di ricerca per prevenire lo sviluppo o la progressione della stenosi aortica”.
La prevenzione della stenosi aortica
Gli autori, che includono collaboratori del Mass General Brigham, dell’Institute for Molecular Medicine Finland e del Beth Israel Deaconess Medical Center, sottolineano che è necessaria una validazione clinica prima di qualsiasi implementazione di programmi per manipolare i livelli di colesterolo o fosfato per la prevenzione della stenosi aortica.
Tuttavia, Pirruccello aggiunge: “Questi risultati dimostrano l’efficacia dell’analisi congiunta della struttura e della funzione cardiovascolare e dei relativi esiti patologici a valle”.
