# Branched chain amino acids in heart failure

> **NIH NIH R01** · UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA · 2021 · $582,660

## Abstract

SUMMARY 
Heart failure (HF) is a leading cause of death worldwide, and the leading cause of hospital admissions in patients 
over 65 in the US. The five-­year mortality rate for patients with HF remains ~50%. Neurohormonal blockade has 
been the mainstay of HF management for decades, but the limits of its benefits have likely been reached. Novel 
therapies,  addressing  novel  pathways,  are  direly  needed.  Mounting  evidence  indicates  that  the  failing  heart  is 
an  “engine out  of  fuel”  that  fails  to use fuel  appropriately to  satisfy  its  metabolic  demands.  Understanding  how 
the heart handles various fuels during health and disease, and finding ways to modulate these pathways, thus 
holds  great  promise  as  novel  therapies,  orthologous  to  current  neurohormonal  blockade.  We  focus  here  on 
branched chain amino acids (BCAAs). Plasma BCAA levels have been noted for decades to be elevated in heart 
failure, and often to predict adverse outcomes. The expression of BCAA catabolic genes is the most significantly 
suppressed signature in human failing hearts. Despite these observations, however, the role of BCAAs in heart 
failure  remains  poorly  understood,  and  the  therapeutic  opportunities  consequently  remain  ill-­defined.  For 
example, the extent to which BCAA consumption by the heart is required for normal or injured cardiac function 
is unknown. Similarly unknown is the role of BCAA catabolism in other tissues, in particular the skeletal muscle, 
which  we  have  shown  carries  out  the  lion’s  share  of  BCAA  catabolism  in  the  whole  organism.  Finally, 
comprehensive  quantification  of  BCAA  (and  other  metabolite)  consumption  in  human  hearts,  in  situ,  in  both 
failing  and  nonfailing  conditions,  has  never  been  done.  To  address  these  questions,  we  will  use  here  novel 
genetic  murine  models;;  murine  models  of  various  types  of  heart  failure;;  and  investigations  with  human  cells, 
tissue, and plasma, to investigate in depth the role of BCAAs in heart failure. These highly focused studies will 
elucidate the role of BCAA catabolism in cardiac function, with a strong focus on human studies.

## Key facts

- **NIH application ID:** 10136086
- **Project number:** 5R01HL152446-02
- **Recipient organization:** UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA
- **Principal Investigator:** Zoltan P Arany
- **Activity code:** R01 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2021
- **Award amount:** $582,660
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2020-04-01 → 2024-03-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/10136086

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 10136086, Branched chain amino acids in heart failure (5R01HL152446-02). Retrieved via AI Analytics 2026-05-22 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/10136086. Licensed CC0.

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*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*