Forskargrupp John Pernow

Vår forskning syftar till att kartlägga nya mekanismer bakom utvecklingen av ateroskleros (åderförkalkning) och att utveckla nya terapeutiska strategier som minskar risken för hjärtinfarkt. Vi fokuserar på mekanism som orsakar endotelskada, särskilt orsakad av riskfaktorerna diabetes och högt kolesterol. Vi bedriver också forskning med fokus på hur man begränsar hjärtmuskelskadan som uppstår vid en hjärtinfarkt.

Forskning om endotelfunktion och ateroskleros

Aterosklerotisk hjärtkärlsjukdom inklusive kranskärlssjukdom och hjärtinfarkt är fortfarande den främsta orsaken till sjuklighet och dödlighet. Trots de senaste framstegen är mekanismerna till stora delar fortfarande okända. Förekomst av endoteldysfunktion som främst kännetecknas av minskad tillgänglighet av kväveoxid (NO) ökad oxidativ stress är en tidig faktor under utveckling av kranskärlssjukdom samt den vävnadsskada som uppstår under myokardischemi och reperfusion.

Vår forskning fokuserar på identifiering av sjukdomsmekanismer bakom endoteldysfunktion och utveckling av nya terapeutiska strategier för att förbättra endotelfunktionen vid kranskärlssjukdom och begränsa omfattningen av en hjärtinfarkt.

Detta är särskilt viktigt vid diabetes och hyperlipidemi, vilka avsevärt ökar risken för kranskärlssjukdom. Vi har identifierat viktiga regulatorer av NO inklusive enzymet arginas som är uppreglerat vid kranskärlssjukdom och diabetes och som reglerar NO -bildning och oxidativ stress. Hämning av arginas förbättrar endotelfunktionen och skyddar mot ischemi-reperfusionsskadan.

Våra färska data tyder på en spännande interaktion mellan erytrocyter och endotelet vid utveckling av kardiovaskulära komplikationer vid typ 2-diabetes. Denna effekt drivs av ökad arginasaktivitet och oxidativ stress i erytrocyter vid typ 2-diabetes.

Endothelial and cardiac injury induced by dysfunctional RBC in type 2 diabetes.
Endothelial and cardiac injury induced by dysfunctional RBC in type 2 diabetes. Från publikationen Pernow et al. Cardiovasc Res 2019;115:1596-1605.

Pågående projekt

I pågående projekt undersöker vi:

  • effekten av erytrocyter från olika patientgrupper med riskfaktorer för och utvecklad aterosklerotisk kardiovaskulär sjukdom på hjärt- och endotelfunktion
  • signalmekanismerna bakom hjärt- och kärlskada orsakad av erytrocyter från patienter med och djurmodeller av typ 2-diabetes, hyperkolesterolemi och hjärtinfarkt
  • effekten av farmakologiska interventioner på erytrocyt- och endotelfunktion i dessa patientgrupper
  • inverkan samsjuklighet på hjärtskyddande effekter av farmakologisk och ischemisk konditionering vid akut hjärtinfarkt

Metoder och modeller

Vi utför translationella studier som sträcker sig från molekylära till kliniska studier. Molekylära studier är inriktade på att förstå rollen som NO-signalering spelar i erytrocyter, endotelceller och kärlväggen. Ytterligare tillvägagångssätt är inriktade på signalering med icke-kodande RNA. Experimentella modeller inkluderar isolerade hjärtpreparationer, isolerade kärl, cellodling och in vivo -modeller av hjärtinfarkt. Vi utför också undersökningar av endotelfunktionen på människor, vilket inkluderar tidiga interventionsstudier som undersöker nya behandlingar hos patienter med kranskärlssjukdom och riskfaktorer. Slutligen utför gruppen randomiserade kliniska studier med funktionella och kliniska endpoints.

Forskningens betydelse

Projektet kommer att bidra med nya insikter om de molekylära mekanismer som driver utvecklingen av kranskärlssjukdom och ischemi-reperfusionsskada vid hjärtinfarkt. Mekanismer som identifierats i experimentella studier testas i tidiga kliniska interventionsstudier.

Medlemmar

John Pernow

Professor./överläkare. Forskargruppsledare och chef vid avdelningen för kardiologi
08-517 758 76
K2 Medicin, Solna

Marita Wallin, biomedicinsk analytiker, anknuten

David Ersgård, biomedicinsk analytiker

Jiangning Yang, forskarassistent

Zhichao Zhou, forskarassistent

Aida Collado Sánchez, postdoktor

Yahor Tratsiakovich, postdoktor

Oskar Kövamees, postdoktor

Ali Mahdi, doktorand

Jiao Tong, doktorand

Tigist Wodaje, doktorand

John Tengbom, doktorand

Fysiskt håller vi till på våning 8 i BioClinicum och på Norrbacka S1:02 på sjukhussidan.

Utvalda publikationer

Influenza Vaccination after Myocardial Infarction: A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled, Multicenter Trial.
Frøbert O, Götberg M, Erlinge D, Akhtar Z, Christiansen EH, MacIntyre CR, Oldroyd KG, Motovska Z, Erglis A, Moer R, Hlinomaz O, Jakobsen L, Engstrøm T, Jensen LO, Fallesen CO, Jensen SE, Angerås O, Calais F, Kåregren A, Lauermann J, Mokhtari A, Nilsson J, Persson J, Stalby P, Islam AKMM, Rahman A, Malik F, Choudhury S, Collier T, Pocock SJ, Pernow J
Circulation 2021 Aug;():

Arginase 1 is upregulated at admission in patients with ST-elevation myocardial infarction.
Tengbom J, Cederström S, Verouhis D, Böhm F, Eriksson P, Folkersen L, Gabrielsen A, Jernberg T, Lundman P, Persson J, Saleh N, Settergren M, Sörensson P, Tratsiakovich Y, Tornvall P, Jung C, Pernow J
J Intern Med 2021 Jul;():

Hyperglycemia Induces Myocardial Dysfunction via Epigenetic Regulation of JunD.
Hussain S, Khan AW, Akhmedov A, Suades R, Costantino S, Paneni F, Caidahl K, Mohammed SA, Hage C, Gkolfos C, Björck H, Pernow J, Lund LH, Lüscher TF, Cosentino F
Circ Res 2020 10;127(10):1261-1273

Red Blood Cell Peroxynitrite Causes Endothelial Dysfunction in Type 2 Diabetes Mellitus via Arginase.
Mahdi A, Tengbom J, Alvarsson M, Wernly B, Zhou Z, Pernow J
Cells 2020 07;9(7):

Endothelin-1 increases expression and activity of arginase 2 via ETB receptors and is co-expressed with arginase 2 in human atherosclerotic plaques.
Rafnsson A, Matic LP, Lengquist M, Mahdi A, Shemyakin A, Paulsson-Berne G, Hansson GK, Gabrielsen A, Hedin U, Yang J, Pernow J
Atherosclerosis 2020 01;292():215-223

Hemoglobin β93 Cysteine Is Not Required for Export of Nitric Oxide Bioactivity From the Red Blood Cell.
Sun CW, Yang J, Kleschyov AL, Zhuge Z, Carlström M, Pernow J, Wajih N, Isbell TS, Oh JY, Cabrales P, Tsai AG, Townes T, Kim-Shapiro DB, Patel RP, Lundberg JO
Circulation 2019 06;139(23):2654-2663

The Effect of Glycemic Control on Endothelial and Cardiac Dysfunction Induced by Red Blood Cells in Type 2 Diabetes.
Mahdi A, Jiao T, Yang J, Kövamees O, Alvarsson M, von Heijne M, Zhou Z, Pernow J
Front Pharmacol 2019 ;10():861

Erythrocytes From Patients With Type 2 Diabetes Induce Endothelial Dysfunction Via Arginase I.
Zhou Z, Mahdi A, Tratsiakovich Y, Zahorán S, Kövamees O, Nordin F, Uribe Gonzalez AE, Alvarsson M, Östenson CG, Andersson DC, Hedin U, Hermesz E, Lundberg JO, Yang J, Pernow J
J Am Coll Cardiol 2018 08;72(7):769-780

Arginase inhibition mediates cardioprotection during ischaemia-reperfusion.
Jung C, Gonon AT, Sjöquist PO, Lundberg JO, Pernow J
Cardiovasc Res 2010 Jan;85(1):147-54

Comparable potent coronary constrictor effects of endothelin-1 and big endothelin-1 in humans.
Pernow J, Kaijser L, Lundberg JM, Ahlborg G
Circulation 1996 Nov;94(9):2077-82

Cholesterol lowering is more important than pleiotropic effects of statins for endothelial function in patients with dysglycaemia and coronary artery disease.
Settergren M, Böhm F, Rydén L, Pernow J
Eur Heart J 2008 Jul;29(14):1753-60

Red Blood Cells in Type 2 Diabetes Impair Cardiac Post-Ischemic Recovery Through an Arginase-Dependent Modulation of Nitric Oxide Synthase and Reactive Oxygen Species.
Yang J, Zheng X, Mahdi A, Zhou Z, Tratsiakovich Y, Jiao T, Kiss A, Kövamees O, Alvarsson M, Catrina SB, Lundberg JO, Brismar K, Pernow J
JACC Basic Transl Sci 2018 Aug;3(4):450-463

Arginase inhibition improves endothelial function in patients with type 2 diabetes mellitus despite intensive glucose-lowering therapy.
Mahdi A, Kövamees O, Checa A, Wheelock CE, von Heijne M, Alvarsson M, Pernow J
J Intern Med 2018 10;284(4):388-398

Oxygen Therapy in Suspected Acute Myocardial Infarction.
Hofmann R, James SK, Jernberg T, Lindahl B, Erlinge D, Witt N, Arefalk G, Frick M, Alfredsson J, Nilsson L, Ravn-Fischer A, Omerovic E, Kellerth T, Sparv D, Ekelund U, Linder R, Ekström M, Lauermann J, Haaga U, Pernow J, Östlund O, Herlitz J, Svensson L,
N Engl J Med 2017 09;377(13):1240-1249

Arginase inhibition improves endothelial function in patients with familial hypercholesterolaemia irrespective of their cholesterol levels.
Kovamees O, Shemyakin A, Eriksson M, Angelin B, Pernow J
J Intern Med 2016 May;279(5):477-84

Arginase Inhibition Improves Microvascular Endothelial Function in Patients With Type 2 Diabetes Mellitus.
Kövamees O, Shemyakin A, Checa A, Wheelock CE, Lundberg JO, Östenson CG, Pernow J
J Clin Endocrinol Metab 2016 Nov;101(11):3952-3958

Arginase regulates red blood cell nitric oxide synthase and export of cardioprotective nitric oxide bioactivity.
Yang J, Gonon AT, Sjöquist PO, Lundberg JO, Pernow J
Proc Natl Acad Sci U S A 2013 Sep;110(37):15049-54

Arginase inhibition improves endothelial function in patients with coronary artery disease and type 2 diabetes mellitus.
Shemyakin A, Kövamees O, Rafnsson A, Böhm F, Svenarud P, Settergren M, Jung C, Pernow J
Circulation 2012 Dec;126(25):2943-50

Arginase inhibition mediates cardioprotection during ischaemia-reperfusion.
Jung C, Gonon AT, Sjöquist PO, Lundberg JO, Pernow J
Cardiovasc Res 2010 Jan;85(1):147-54