Studio del profilo cellulare e della Trascrittomica nel cuore ischemico del paziente diabetico tipo 2 : approccio mediante single-nuclei RNA sequencing

Ischemic coronary artery disease (CAD) in patients with type 2 diabetes (T2D) is associated with a markedly increased risk of heart failure and mortality. The ischemic diabetic heart undergoes progressive alterations in cellular metabolism, accompanied by chronic low-grade inflammation, increased oxidative stress, mitochondrial dysfunction, and cell death. These processes can modify the cellular composition of cardiac tissue and profoundly affect the transcriptomic profiles of distinct nuclear populations. In this study, we characterized the nuclear transcriptome of the left atrium in patients with CAD with (CAD-D2) and without T2D (CAD-ND2), compared to a cohort of healthy donors (CTRL). Single-nucleus RNA sequencing (snRNA-seq) was performed using 10x Genomics technology on approximately 7,000 nuclei sequenced with the NovaSeq 6000 platform. Analysis identified nine major clusters, including fibroblasts, endothelial cells, cardiomyocytes, macrophages, lymphocytes, smooth muscle cells, pericytes, adipocytes, and neuronal cells. Although overall cellular composition was comparable across groups, pericytes from CAD-D2 patients displayed significant upregulation of NLRP1 (NLR Family Pyrin Domain Containing 1) and GSE1 (Genetic Suppressor Element 1), implicated in inflammasome activation. Additionally, SEMA5B (Semaphorin 5B) and OLFM2 (Olfactomedin 2) were overexpressed, suggesting roles in vascular remodeling and neurovascular communication. In neuronal cells, MAPRE2 was increased, while C7 (Complement C7) and TSHZ2 (Teashirt Zinc Finger Homeobox 2) were reduced. These findings reveal specific alterations in the ischemic diabetic heart and provide insights into potential therapeutic targets.

Le malattie coronariche ischemiche (CAD) nei pazienti con diabete di tipo 2 (T2D) sono associate a un marcato aumento del rischio di insufficienza cardiaca e mortalità. Il cuore diabetico ischemico sviluppa alterazioni progressive del metabolismo cellulare, accompagnate da infiammazione cronica di basso grado, aumento dello stress ossidativo, disfunzione mitocondriale e morte cellulare. Questi processi possono modificare la composizione cellulare del tessuto cardiaco e influenzare profondamente i profili trascrizionali delle diverse popolazioni nucleari. In questo studio, abbiamo caratterizzato il trascrittoma nucleare dell’atrio sinistro in pazienti con CAD con (CAD-D2) e senza T2D (CAD-ND2), confrontandoli con un gruppo di donatori sani (CTRL). È stato eseguito un esperimento di single nucleus RNA-seq (snRNA-seq) tramite tecnologia 10x Genomics su circa 7.000 nuclei, sequenziati con piattaforma NovaSeq 6000. L’analisi ha identificato nove cluster principali, includenti fibroblasti, cellule endoteliali, cardiomiociti, macrofagi, linfociti, cellule muscolari lisce, periciti, adipociti e cellule neuronali. Sebbene la composizione cellulare globale risulti comparabile tra i gruppi, i periciti dei pazienti CAD-D2 mostrano una significativa up-regolazione di NLRP1 (NLR Family Pyrin Domain Containing 1) e GSE1 (Genetic Suppressor Element 1), implicati nell’attivazione dell’inflammasoma. Sono inoltre sovraespressi SEMA5B (Semaphorin 5B) e OLFM2 (Olfactomedin 2), coinvolti nel rimodellamento vascolare e nella comunicazione neuro-vascolare. Nelle cellule neuronali emerge un aumento di MAPRE2 (Microtubule-Associated Protein, RP/EB Family, Member 2) e una riduzione di C7 (Complement C7) e TSHZ2 (Teashirt Zinc Finger Homeobox 2). Questi risultati suggeriscono alterazioni specifiche nel cuore diabetico ischemico, offrendo spunti per futuri bersagli terapeutici.