The Future of "Omics" in Hypertension

Can J Cardiol. 2017 May;33(5):601-610. doi: 10.1016/j.cjca.2016.11.023. Epub 2016 Dec 7.

Abstract

Despite decades of research and clinical practice, the pathogenesis of hypertension remains incompletely understood, and blood pressure is often suboptimally controlled. "Omics" technologies allow the description of a large number of molecular features and have the potential to identify new factors that contribute to blood pressure regulation and how they interact. In this review, we focus on the potential of genomics, transcriptomics, proteomics, and metabolomics and explore their roles in unraveling the pathophysiology and diagnosis of hypertension, the prediction of organ damage and treatment response, and monitoring treatment effect. Substantial progress has been made in the area of genomics, in which genome-wide association studies have identified > 50 blood pressure-related, single-nucleotide polymorphisms, and sequencing studies (especially in secondary forms of hypertension) have discovered novel regulatory pathways. In contrast, other omics technologies, despite their ability to provide detailed insights into the physiological state of an organism, have only more recently demonstrated their impact on hypertension research and clinical practice. The majority of current proteomic studies focus on organ damage resulting from hypertension and may have the potential to help us understand the link between blood pressure and organ failure but also serve as biomarkers for early detection of cerebrovascular or coronary disease. Examples include signatures for early detection of left ventricular dysfunction or albuminuria. Metabolomic studies have the potential to integrate environmental and intrinsic factors and are particularly suited to monitor the response to treatment. We discuss examples of omics studies in hypertension and explore the challenges related to these novel technologies.

La pathogenèse de l’hypertension demeure toujours partiellement incomprise en dépit de décennies de recherche et de pratique clinique, ce qui fait en sorte qu’on peine encore souvent à maîtriser de manière optimale la pression artérielle (PA) des patients. Les technologies « omiques » permettent de décrire un nombre important de caractéristiques moléculaires tout en fournissant la possibilité de cibler de nouveaux facteurs ayant une incidence sur la régulation de la PA et sur leurs interactions. Dans cet article, nous mettons l’accent sur le potentiel de la génomique, de la transcriptomique, de la protéomique et de la métabolomique ainsi que leur rôle dans l’élucidation de la physiopathologie et le diagnostic de l’hypertension, la prédiction des dommages organiques et de la réponse au traitement ainsi que la surveillance des effets du traitement de l’hypertension. D’importants progrès ont été réalisés grâce à la génomique puisque les études d’association pangénomiques ont permis jusqu’ici d’identifier plus d’une cinquantaine de polymorphismes de nucléotides individuels ayant une incidence sur la pression artérielle et que les études de séquençage (particulièrement en ce qui a trait aux formes secondaires d’hypertension) ont permis de mettre au jour de nouvelles voies de régulation. Les autres technologies « omiques », en dépit de leur capacité à fournir un portrait détaillé de l’état physiologique d’un organisme, n’ont que tout récemment laisser entrevoir leur utilité en matière de recherche et de pratique clinique relativement à l’hypertension. À l’heure actuelle, les études protéomiques se concentrent sur les dommages organiques causés par l’hypertension, ce qui pourrait nous aider à élucider le lien entre la pression artérielle et l’insuffisance organique, en plus de nous fournir des biomarqueurs permettant le dépistage précoce de la maladie vasculaire cérébrale ou coronarienne. À titre d’exemple, on peut citer les facteurs permettant le dépistage précoce de la dysfonction ventriculaire gauche ou de l’albuminurie. Les études métabolomiques, pour leur part, permettent de tenir compte des facteurs environnementaux et intrinsèques, ce qui signifie qu’elles sont particulièrement adaptées pour la surveillance de la réponse au traitement. Nous traitons de diverses études « omiques » relatives à l’hypertension et nous examinons les défis posés par ces technologies novatrices.

Publication types

  • Review
  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Biomarkers / analysis
  • Biomarkers / metabolism
  • Biomedical Technology / trends
  • Blood Pressure / physiology*
  • Genome-Wide Association Study
  • Genomics* / methods
  • Genomics* / trends
  • Humans
  • Hypertension* / complications
  • Hypertension* / genetics
  • Hypertension* / metabolism
  • Metabolomics* / methods
  • Metabolomics* / trends
  • Polymorphism, Single Nucleotide
  • Prognosis
  • Proteomics* / methods
  • Proteomics* / trends
  • Risk Factors

Substances

  • Biomarkers