Anatol J Cardiol. 2014; 14(2): 178-185 | DOI: 10.5152/akd.2014.5091

Heart failure: a complex clinical process interpreted by systems biology approach and network medicine

George E. Louridas¹, Katerina G. Lourida^2
1Emeritus Professor of Cardiology,Information Security, Thessaloniki-Greece Aristotle University of Thessaloniki
²Thessaloniki-Greece MSc in Information Security, Thessaloniki-Greece

Systems biology is founded on the principles of integrative computational analysis and on the data from genetic and molecular components. The integration of biological components produces interacting networks, modules and phenotypes with remarkable applications in the field of clinical medicine. The evolving concept of network medicine gives a more precise picture of the intrinsic complexity of failing myocardium and its clinical consequences. The present review is focused on the impact of network cardiology in explaining the progressive nature of the clinical syndrome of heart failure. The failing myocardium and the subsequent clinical syndrome of heart failure disclose a dynamical and non-linear system with a progressive picture of clinical deterioration. The classical description of heart failure is based on tissue pathology and clinical presentation, and lately on specific genetic and molecular modifications. This characterization of heart failure has significant limitations to recognize preclinical disease features and to explain the progressive nature of the syndrome. Systems biology detects and evaluates specific networks from molecular, cellular and tissue elements, and assesses their influence on the appearance of clinical phenotypes. The classical reductive concept of heart failure is inadequate to provide data for molecular dysfunctions or defective coordination of the interconnected network components that are central to the genesis and clinical deterioration of heart failure. In heart failure, the recognition of molecular targets within the complex networks will increase the conceptual basis of pharmacology and the identification of novel biomarkers and at the same time will accelerate the discovery of new drugs.

Keywords: systems biology, network cardiology, heart failure, modules of failing myocardium, models of heart failure

---

Kalp yetersizliği: Sistemler biyolojisi yaklaşımı ve örgü tıbbı kavramları ile açıklanan karmaşık bir klinik süreç

George E. Louridas¹, Katerina G. Lourida^2
1Emeritus Professor of Cardiology,Information Security, Thessaloniki-Greece Aristotle University of Thessaloniki
²Thessaloniki-Greece MSc in Information Security, Thessaloniki-Greece

Sistemler biyolojisi bütünleştirici sayısal analizin ilkeleri ile genetik ve moleküler bileşenlerden toplanan veriler üzerine kurulmuştur. Biyolojik bileşenler arasındaki bütünleşme klinik tıpta dikkate değer uygulamaları olan birbirleri ile etkileşen örgüler, modüller ve fenotipler oluşturur. Buradan gelişen örgü tıbbı zayıflayan miyokardın iç karmaşıklığının ve onun klinik sonuçlarının daha incelikli resmini verir. Bu derleme, kalp yetersizliği klinik sendromunun ilerleyen doğasını açıklamada örgü kardiyolojisinin etkisi konusuna odaklanmıştır. Zayıflayan miyokart ve onu izleyen klinik sendrom olan kalp yetersizliği, ilerleyen klinik kötüleşmeyi yansıtan dinamik ve lineer olmayan sistemin varlığını ortaya koyar. Kalp yetersizliğinin klasik betimlemesi doku patolojisine, klinik tanıtıma ve son olarak özgün genetik ve moleküler değişikliklere dayandırılmıştır. Kalp yetersizliğinin böyle karakterizasyonu klinik öncesi hastalık özelliklerinin farkına varmada ve sendromun ilerleyen doğasını açıklamada ciddi sınırlandırmalara sahiptir. Sistemler biyolojisi molekül, hücre ve doku öğelerinden yola çıkarak özgün örgülerin varlığını algılar, hesaplar ve onların klinik fenotiplerin ortaya çıkmasındaki etkilerini değerlendirir. Klasik indirgemeci bir kavram olan kalp yetmezliği, moleküler fonksiyon bozuklukları veya kalp yetmezliğinin ortaya çıkışı ve kötüleşmesinde çok önemli olan örgü bileşenleri arasındaki bağlantıların bozuk koordinasyonu hakkında veri sağlamada uygun değildir. Kalp yetersizliğinde, karmaşık bir örgü içindeki moleküler hedeflerin tanınması farmakolojinin kavramsal temelini ve yeni biyobelirteçlerin belirlenmesini artıracak ve yeni ilaçların keşfini hızlandıracaktır.

Anahtar Kelimeler: sistemler biyolojisi, örgü kardiyolojisi, kalp yetersizliği, zayıflayan miyokardın modülleri, kalp yetersizliği modelleri

---