@MSGID: 1:317/3 64af7dfd
@PID: hpt/lnx 1.9.0-cur 2019-01-08
@TID: hpt/lnx 1.9.0-cur 2019-01-08
 Detailed map of the heart provides new insights into cardiac health and
disease 

  Date:
      July 12, 2023
  Source:
      Wellcome Trust Sanger Institute
  Summary:
      Researchers have produced the most detailed and comprehensive human
      Heart Cell Atlas to date, including the specialized tissue of the
      cardiac conduction system -- where the heartbeat originates.


      Facebook Twitter Pinterest LinkedIN Email

==========================================================================
FULL STORY
==========================================================================
In a new study, published today (12 July) in Nature, researchers have
produced the most detailed and comprehensive human Heart Cell Atlas to
date, including the specialised tissue of the cardiac conduction system --
where the heartbeat originates.

The multi-centre team is led by the Wellcome Sanger Institute and the
National Heart and Lung Institute at Imperial College London, and has
also presented a new drug-repurposing computational tool called Drug2cell,
which can provide insights into the effects of drugs on heart rate.

This study is part of the international Human Cell Atlas* (HCA)
initiative, which is mapping every cell type in the human body, to
transform our understanding of health and disease, and will form the
foundation for a fully integrated HCA Human Heart Cell Atlas.

Charting eight regions of the human heart, the work describes 75 different
cell states including the cells of the cardiac conduction system --
the group of cells responsible for the heartbeat -- not understood at
such a detailed level (1) in humans before. The human cardiac conduction
system, the heart`s `wiring`, sends electrical impulses from the top to
the bottom of the heart and coordinates the heartbeat.

By using spatial transcriptomics, which gives a "map" of where cells
sit within a tissue, researchers were also able to understand how these
cells communicate with each other for the first time. This map acts as a
molecular guidebook, showing what healthy cells look like, and providing
a crucial reference to understand what goes wrong in disease. The findings
will help understand diseases such as those affecting the heart rhythm.

The assembly of a Human Heart Cell Atlas is key given that cardiovascular
diseases are the leading cause of death globally. Around 20,000
electronic pacemakers are implanted each year in the UK for these
disorders (2). These can be ineffective and are prone to complications
and side-effects (3).

Understanding the biology of the cells of the conduction system and
how they differ from muscle cells paves the way to therapies to boost
cardiac health and develop targeted treatments for arrhythmias.

The team also presents a new computational tool called Drug2cell. The
tool can predict drug targets as well as drug side effects. It leverages
single-cell profiles and the 19 million drug-target interactions in the
EMBL-EBI ChEMBL database.

Unexpectedly, this tool identified that pacemaker cells express the
target of certain medications, such as GLP1 drugs, which are used for
diabetes and weight loss and are known to increase the heart rate as
a side-effect, the mechanism of which was unclear. This study suggests
that the increase in heart rate might be partly due to a direct action
of these drugs on pacemaker cells, a finding the team also showed in an
experimental stem cell model of pacemaker cells.

Dr James Cranley, joint first author, a cardiologist specialising in
heart rhythm disorders and PhD student at the Wellcome Sanger Institute,
said: "The cardiac conduction system is critical for the regular and
coordinated beating of our hearts, yet the cells which make it up are
poorly understood. This study sheds new light by defining the profiles
of these cells, as well as the multicellular niches they inhabit. This
deeper understanding opens the door to better, targeted anti-arrhythmic
therapies in the future."  Dr Kazumasa Kanemaru, joint first author and
Postdoctoral Fellow in the Gene Expression Genomics team at the Wellcome
Sanger Institute, said: "The mechanism of activating and suppressing
pacemaker cell genes is not clear, especially in humans. This is important
for improving cell therapy to facilitate the production of pacemaker cells
or to prevent the excessive spontaneous firing of cells. By understanding
these cells at an individual genetic level, we can potentially develop
new ways to improve heart treatments."  The study unearthed an unexpected
discovery: a close relationship between conduction system cells and glial
cells. Glial cells are part of the nervous system and are traditionally
found in the brain. They have been explored very little in the heart. This
research suggests that glial cells are in physical contact with conduction
system cells and may play an important supporting role: communicating
with the pacemaker cells, guiding nerve endings to them, and supporting
their release of glutamate, a neurotransmitter.

Another key finding of the study is an immune structure on the heart`s
outer surface. This contains plasma cells, which release antibodies into
the space around the heart to prevent infection from the nearby lungs. The
researchers also identified a cellular niche enriching for a hormone
(4) that could be interpreted as an early warning sign of heart failure.

Dr Michela Noseda, senior Lecturer in Cardiac Molecular Pathology
at the National Heart and Lung Institute, Imperial College London,
a Coordinator of the Human Cell Atlas Heart BioNetwork and a lead
author, said: "We often don`t fully know what impact a new treatment
will have on the heart and its electrical impulses -- this can mean a
drug is withdrawn or fails to make it to the market. Our team developed
the Drug2cell platform to improve how we evaluate new treatments and how
they can affect our hearts, and potentially other tissues too. This could
provide us with an invaluable tool to identify new drugs which target
specific cells, as well as help to predict any potential side-effects
early on in drug development."  Professor Metin Avkiran, Associate
Medical Director at the British Heart Foundation, which part-funded the
research with the German Centre for Cardiovascular Research (DZHK), said:
"Using cutting-edge technologies, this research provides further intricate
detail about the cells that make up specialised regions of the human heart
and how those cells communicate with each other. The new findings on the
heart`s electrical conduction system and its regulation are likely to open
up new approaches to preventing and treating rhythm disturbances that
can impair the heart`s function and may even become life-threatening."
"International collaboration is key to scientific progress. This impactful
study and other discoveries from the broader Human Cell Atlas initiative
are excellent examples of what can be achieved when the international
research community works together across borders. Our combined efforts
can ultimately produce better outcomes for patients worldwide."  Dr Sarah
Teichmann, a senior author of the study from the Wellcome Sanger Institute
and co-chair of the Human Cell Atlas Organising Committee, said: "This
Heart Cell Atlas reveals cardiac microanatomy in unprecedented detail,
including the cardiac conduction system that enables each heartbeat,
and is a valuable reference for studying heart disease and designing
potential therapeutics. An important contribution to the global Human
Cell Atlas initiative, which is mapping every cell type in the body
to understand health and disease, it will form the foundation for a
fully integrated HCA Human Heart Cell Atlas. In addition, our suite of
computational methods will help identify possibilities for repurposing
existing drugs to treat diseases in other tissues."  More information
can be found at https://www.humancellatlas.org/
    * RELATED_TOPICS
          o Health_&_Medicine
                # Heart_Disease # Stem_Cells # Diseases_and_Conditions #
                Lymphoma # Immune_System # Vioxx # Stroke_Prevention #
                Lung_Cancer
    * RELATED_TERMS
          o Defibrillation o Hormone o Artificial_heart o Stem_cell
          o Heart_rate o Heart_failure o Stem_cell_treatments o
          Electrocardiogram

==========================================================================

 Print

 Email

 Share
==========================================================================
****** 1 ****** ***** 2 ***** **** 3 ****
*** 4 *** ** 5 ** Breaking this hour
==========================================================================
    * Salinity_Changes_Threatening_Marine_Ecosystems *
    Plastic_Pollution_On_Reefs_Mostly_from_Fishing
    * Detailed_Map_of_the_Heart *
    Microplastics_Contamination_in_Lakes_and_...

    * Diverse_Organic_Material_On_Mars *
    How_the_Immune_System_Can_Alter_Our_Behavior *
    Ocean`s_Color_Is_Changing_Due_to_Climate_Change *
    Start_of_Anthropocene_Epoch:_Canadian_Lake_...

    * Pump_Powers_Soft_Robots,_Makes_Cocktails *
    Rat_Poison_--_Neurotoxicant_--_In_Birds_of_Prey

Trending Topics this week
==========================================================================
HEALTH_&_MEDICINE Brain_Tumor Colon_Cancer Lung_Cancer MIND_&_BRAIN
Intelligence Behavior Brain_Injury LIVING_&_WELL Behavior Nutrition
Healthy_Aging


==========================================================================

Strange & Offbeat
==========================================================================
HEALTH_&_MEDICINE
Capturing_the_Immense_Potential_of_Microscopic_DNA_for_Data_Storage
Revolutionary_Self-Sensing_Electric_Artificial_Muscles
These_Lollipops_Could_`Sweeten`_Diagnostic_Testing_for_Kids_and_Adults_Alike
MIND_&_BRAIN The_Sound_of_Silence?_Researchers_Demonstrate_People_Hear_It
AI_Tests_Into_Top_1%_for_Original_Creative_Thinking
Everyone`s_Brain_Has_a_Pain_Fingerprint_--_New_Research_Has_Revealed_for_the
First_Time LIVING_&_WELL
Grocery_Store_Carts_Set_to_Help_Diagnose_Common_Heart_Rhythm_Disorder_and
Prevent_Stroke Illusions_Are_in_the_Eye,_Not_the_Mind
Amputees_Feel_Warmth_in_Their_Missing_Hand Story Source: Materials
provided by Wellcome_Trust_Sanger_Institute. Note: Content may be edited
for style and length.


==========================================================================
Journal Reference:
   1. Kazumasa Kanemaru, James Cranley, Daniele Muraro, Antonio
   M. A. Miranda,
      Siew Yen Ho, Anna Wilbrey-Clark, Jan Patrick Pett, Krzysztof
      Polanski, Laura Richardson, Monika Litvinukova, Natsuhiko Kumasaka,
      Yue Qin, Zuzanna Jablonska, Claudia I. Semprich, Lukas Mach, Monika
      Dabrowska, Nathan Richoz, Liam Bolt, Lira Mamanova, Rakeshlal
      Kapuge, Sam N.

      Barnett, Shani Perera, Carlos Talavera-Lo`pez, Ilaria Mulas,
      Krishnaa T.

      Mahbubani, Liz Tuck, Lu Wang, Margaret M. Huang, Martin Prete,
      Sophie Pritchard, John Dark, Kourosh Saeb-Parsy, Minal Patel,
      Menna R.

      Clatworthy, Norbert Hu"bner, Rasheda A. Chowdhury, Michela Noseda,
      Sarah A. Teichmann. Spatially resolved multiomics of human cardiac
      niches.

      Nature, 2023; DOI: 10.1038/s41586-023-06311-1
==========================================================================

Link to news story:
https://www.sciencedaily.com/releases/2023/07/230712124621.htm

--- up 1 year, 19 weeks, 2 days, 10 hours, 50 minutes
 * Origin: -=> Castle Rock BBS <=- Now Husky HPT Powered! (1:317/3)
SEEN-BY: 1/120 15/0 18/0 106/201 114/705 123/0 120
180 200 3001 135/115
SEEN-BY: 138/146 153/7715 218/700 222/2 226/30
227/114 229/110 112 113 307
SEEN-BY: 229/317 400 426 428 470 664 700 240/1120
250/1 261/38 275/100 1000
SEEN-BY: 291/111 292/854 298/25 305/3 317/3 320/219
342/11 396/45 467/888
SEEN-BY: 712/1321 1321 3634/0 12 56 57 5001/100
5005/49 5015/255 5019/40
SEEN-BY: 5020/715 848 1042 4441 12000 5030/49 1081
5061/133 5075/35 128
SEEN-BY: 5090/958
@PATH: 317/3 229/426 153/7715 3634/12 5020/1042
4441