Project

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Autoimmune Channelopathies of the Heart

Applicant Li Jin
Number 173961
Funding scheme Ambizione
Research institution Institut für Biochemie und Molekulare Medizin Universität Bern
Institution of higher education University of Berne - BE
Main discipline Cardiovascular Research
Start/End 01.10.2017 - 30.09.2021
Approved amount 951'032.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Cardiovascular Research
Clinical Cardiovascular Research

Keywords (4)

Sudden cardiac death; KCNQ1; Long QT syndrome; Autoantibody

Lay Summary (German)

Lead
Der plötzliche Herztod ist ein erschütterndes Ereignis, unerwartet und tragisch. Trotz vieler Fortschritte in der Diagnostik, bleibt nahezu die Hälfte der plötzlichen Herztodesfälle ungeklärt. So stellt die Möglichkeit einer autoimmunen Ursache ein hochinteressantes, bislang noch unerforschtes Gebiet.
Lay summary

Inhalt und Ziele des Forschungsprojekts

Herzrhythmusstörungen sind einer der Hauptursachen für den plötzlichen Herztod. Strukturelle Herzerkrankungen und angeborene Ionenkanalerkrankungen tragen entscheidend zu potentiell lebensgefährlichen Herzrhythmusstörungen bei. Vorangehende Arbeiten haben gezeigt, dass Autoantikörper die elektrische Herzaktivität beeinflussen können. Welche Rolle Autoantikörper gegen Ionenkanäle des Herzens beim plötzlichen Herztod spielen, wurde bislang noch nicht untersucht und stellt den ersten Teil des vorliegenden Projektes dar.

Einer der zugrundeliegenden Ursache des plötzlichen Herztodes insbesondere bei jungen Menschen ist das Long QT Syndrom. Bei dieser Erkrankung kommt es zu einer Störung in der Weiterleitung elektrischer Impulse im Herzen, welche mit einer erhöhten Anfälligkeit für lebensbedrohliche Herzrhythmusstörungen einhergeht. Eigene Vorarbeiten deuten darauf hin, dass Autoantikörper gegen das sogenannte KCNQ1 Kaliumkanal diese Störung beheben können. So befasst sich der zweite Teil des Projektes mit der Charakterisierung von KCNQ1 Antikörper im Hinblick auf einen therapeutischen Ansatz für Patienten mit einem Long QT Syndrom.

 

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojekts

Die vorliegende Arbeit verbindet sowohl klinische als auch Grundlagenforschung und zielt darauf die Lücke zwischen Elektrophysiologie und Immunologie zu überbrücken. Das Projekt trägt entscheidend zum besseren Verständnis der Auswirkung von Antikörpern bei. Der Erkenntnisgewinn ermöglicht nicht nur eine personalisierte Medizin, er kann potenziell lebensrettend sein. 

Direct link to Lay Summary Last update: 08.09.2017

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Publications

Publication
Autoantibody Signature in Cardiac Arrest
Maguy Ange, Tardif Jean-Claude, Busseuil David, Ribi Camillo, Li Jin (2020), Autoantibody Signature in Cardiac Arrest, in Circulation, 141(22), 1764-1774.
KCNQ1 Antibodies for Immunotherapy of Long QT Syndrome Type 2
Maguy Ange, Kucera Jan P., Wepfer Jonas P., Forest Virginie, Charpentier Flavien, Li Jin (2020), KCNQ1 Antibodies for Immunotherapy of Long QT Syndrome Type 2, in Journal of the American College of Cardiology, 75(17), 2140-2152.

Datasets

KCNQ1 antibodies for immunotherapy of long QT syndrome type 2

Author Li, Jin
Publication date 30.04.2020
Persistent Identifier (PID) DOI: 10.5281/zenodo.3778407
Repository Zenodo


Autoantibody Signature in Cardiac Arrest

Author Li, Jin
Publication date 30.04.2020
Persistent Identifier (PID) DOI: 10.5281/zenodo.3778443
Repository Zenodo


Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
Prof. Dr. Jan Kucera/Institut für Physiologie, Universität Bern Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
Prof. Dr. Jean-Claude Tardif/Montreal Heart Institute, Montreal Canada (North America)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
PD Dr. Camillo Ribi/Service d'immunologie et allergie, CHUV Lausanne Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
Dr. David Busseuil/Montreal Heart Institute, Montreal Canada (North America)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
PD Dr. Ange Maguy/Institut für Physiologie, Universität Bern Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
Dr. Flavien Charpentier/Institut du thorax, Inserm UMR1087, CNRS UMR6291, Université de Nantes France (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
Colloque de Formation Continue du Service de Cardiologie du CHUV - Update sur les Canalopathies Talk given at a conference Canalopathies Acquises 05.03.2020 Lausanne, Switzerland Li Jin;
NCCR TransCure Fellows Symposium Talk given at a conference Tales from the Road 21.10.2019 Bern, Switzerland Li Jin;
Freiburg Cardiac Ion Channel Meeting - From Ion Channels to Clinical Management of Cardiac Arrhythmias Talk given at a conference From autoimmune channelopathy to new treatment options for the long QT syndrome 20.09.2019 Freiburg, Germany Li Jin;


Communication with the public

Communication Title Media Place Year
New media (web, blogs, podcasts, news feeds etc.) Die Forscherin für's Herz Eidgenössisches Institut für Geistiges Eigentum (IGE) International 2019

Abstract

Cardiac arrhythmias are the main contributors to cardiovascular mortality. Structural heart diseases and inherited channelopathies predispose patients to potentially life-threatening arrhythmias. Despite many advances in diagnostic tools, nearly half of the cases of sudden cardiac death (SCD) remain unexplained. Recent studies suggest the involvement of autoantibodies in the pathogenesis of heart rhythm disorders. A variety of autoantibodies recognizing cardiac antigens such as cardiac myosin, Na+/K+-ATPase, b1-adrenergic or muscarinic cholinergic type 2 (M2)-receptors have been detected in patients and were found to promote cardiac arrhythmias. However, data on potentially arrhythmogenic autoantibodies targeting cardiac ion channels are still scarce and therefore constitute the primary focus of the present research project. Within the scope of a clinical study, SCD victims will be screened for the presence of arrhythmogenic autoantibodies directed against cardiac ion channels. The establishment of an autoantibody profile in patients will undoubtedly improve the diagnostic approach to cardiac arrhythmias and provide further valuable information ensuring a personalized and optimal therapeutic management.Furthermore, a subgroup of SCD victims are affected by the long QT syndrome, a disease typically characterized by an abnormally prolonged repolarization of the heart. We have previously shown that antibodies targeting the cardiac voltage-gated KCNQ1 potassium channel are associated with a shortened QT interval in patients. These findings were reproduced in an own KCNQ1-immunized rabbit model, where isolated cardiomyocytes exhibited shortened action potentials due to enhanced repolarizing IKs currents. The question whether circulating KCNQ1 antibodies are the main effectors of IKs increase and the associated mechanisms remains unclear. To address these issues, we will purify KCNQ1 antibodies and study the antibody-ion channel interaction. After the functional characterization, the effect of KCNQ1 antibodies on the whole-heart will be examined. Finally, the therapeutic potential of purified KCNQ1 antibodies will be studied in a transgenic rabbit model of the long QT syndrome. Identifying an activating antibody would not only be unique as such but may open novel avenues to treat patients with the long QT syndrome resistant to standard therapy.
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