Результаты основных публикаций НИИЭК ФГБУ "НМИЦ кардиологии" Минздрава России за 2018 год - часть 2

Лаборатория функциональной геномики сердечно-сосудистых заболеваний

Циркулирующая микроРНК miR-375 как регуляторный компонент генной сети, ассоциированной с инфарктом миокарда

С помощью метода секвенирования нового поколения были проанализированы профили циркулирующих микроРНК – малых регуляторных некодирующих молекул РНК – в плазме крови пациентов, перенесших инфаркт миокарда, и в плазме здоровых контролей. Выяснилось, что в плазме перенесших инфаркт больных изменилось содержание как минимум двух микроРНК - miR-208b и miR-375. Полученные данные были затем воспроизведены на независимой выборке. Уменьшение уровня miR-375 в плазме больных инфарктом миокарда показано впервые. Биоинформатический анализ сети межмолекулярных взаимодействий генов-мишеней miR-375 показал, что эта микроРНК влияет на работу 84 генов-мишеней, связанных с инфарктом миокарда. Ключевые гены в этой сети регулируют естественное саморазрушение и выживание клеток любых типов.

По материалам : Baulina N, Osmak G, Kiselev I, Matveeva N, Kukava N, Shakhnovich R, Kulakova O, Favorova O. NGS-identified circulating miR-375 as a potential regulating component of myocardial infarction associated network. J Mol Cell Cardiol. 2018 Aug;121:173-179. doi: 10.1016/j.yjmcc.2018.07.129. Epub 2018 Jul 17. PMID: 30025897. Импакт фактор 5.3; Q1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022282818305522

Текст: к.б.н. Н.М. Баулина

Ассоциация тяжелых сердечно-сосудистых событий, происходящих после первого инфаркта миокарда, с носительством вариантов в области генома 9p21.3 и в генах, связанных с атеросклерозом.

По данным 7-10 летнего ретроспективного наблюдения после: первого инфаркта исследовали ассоциацию 23 полиморфных однонуклеотидных вариантов, расположенных в геномной области 9p21.3 и в генах, вовлеченных в развитие атеросклероза, с развитием последующих тяжелых сердечно-сосудистых событий у пациентов русской этнической принадлежности. За конечные точки в исследовании принимали смерть от сердечно-сосудистых причин или повторный инфаркт миокарда. Показана связь носительства полиморфных вариантов rs1333049 и rs10757278 в локусе 9p21.3 и rs1801133 в гене MTHFR с постинфарктными неблагоприятными сердечно-сосудистыми событиями. По результатам была предложена прогностическая модель, позволяющая с вероятностью 0.65 предсказывать повторные тяжелые сердечно-сосудистые события у пациентов, перенесших первый инфаркт миокарда.

По материалам : Impact of 9p21.3 region and atherosclerosis-related genes' variants on long-term recurrent hard cardiac events after a myocardial infarction. Osmak GJ, Titov BV, Matveeva NA, Bashinskaya VV, Shakhnovich RM, Sukhinina TS, Kukava NG, Ruda MY, Favorova OO. Gene. 2018 Mar 20;647:283-288. doi: 10.1016/j.gene.2018.01.036. Импакт фактор 2.5; Q1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037811191830043X

Текст: проф. О.О. Фаворова

Генетические различия между первично прогрессирующим и ремиттирующим рассеянным склерозом: вклад вариабельности генов иммунного ответа

Рассеянный склероз (РС) – хроническое аутоиммунное заболевание центральной нервной системы, для которого характерна значительная гетерогенность клинического течения; при этом основной формой РС является ремиттирующий РС (РРС). Мы оценили вклад вариабельности генов иммунного ответа в формирование первично-прогрессирующего рассеянного склероза (ППРС) – тяжелой клинической формы заболевания, которая приводит к быстрой инвалидизации больных в молодом трудоспособном возрасте. Среди выявленных генетических вариантов, ассоциированных с риском развития ППРС, обнаружены как общие для РРС и ППРС, так и дискриминирующие две формы РС. Аллели/генотипы HLA-DRB1*07, IL4*C/C, IRF5*A/A и IFNAR2*C потенциально могут быть использованы для предсказания риска развития ППРС, что позволит выбирать терапевтическую стратегию для конкретного больного РС уже на ранних сроках разития заболевания.

По материалам : Kiselev I, Bashinskaya V, Baulina N, Kozin M, Popova E, Boyko A, Favorova O, Kulakova O. Genetic differences between primary progressive and relapsing-remitting multiple sclerosis: The impact of immune-related genes variability. Mult Scler Relat Disord. 2019 Jan 24;29:130-136. doi: 10.1016/j.msard.2019.01.033. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 30711878. Импакт фактор 3.2; Q1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211034819300318

Текст: к.б.н. Н.М. Баулина

3 публикации лаборатории ангиогенеза в 2018 г. в журналах, входящих в верхний квартиль по уровню цитируемости:

Генная терапия на основе фактора роста гепатоцитов HGF, как перспективная лечебная тактика для восстановления нарушенной периферической иннервации.

Повреждение периферического нерва остается распространенной клинической проблемой, не имеющей удовлетворительных вариантов лечения в настоящее время. Многочисленные исследования показали, что фактор роста гепатоцитов (HGF) в дополнении к митогенным, морфогенным, ангиогенным, антиапоптотическим, антифиброзным и противовоспалительным эффектам на различные ткани и клетки оказывает также и нейротрофическое действие на двигательные, сенсорные и парасимпатические нейроны. В нашем исследовании мы изучили эффекты терапии с использованием плазмиды, несущей ген HGF, на восстановление поврежденного периферического нерва (n. peroneus communis) у мышей.

Плазмидная генная терапия HGF привела к структурному и функциональному восстановлению нерва по сравнению с контрольными животными, которым вводили «пустую» плазмиду (без гена HGF). Суммарный потенциал действия нерва в экспериментальных группах животных, получавших 100 или 200 мкг phHGF, характеризовался повышением амплитуды и снижением латентности по сравнению со спонтанным восстановлением в контрольной группе. В результате гистологического анализа было показано, что введение phHGF вызывало трехкратное увеличение числа аксонов в составе нерва дистальнее места поражения по сравнению с контролем. Более того, наблюдалось значительное восстановление функции n. peroneus communis в результате генной терапии phHGF, показанное с помощью функционального теста на основе анализа отпечатков следов.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что плазмидная генная терапия HGF является потенциальным средством лечения повреждений периферических нервов. Учитывая показанную нами и другими исследователями ранее эффективность плазмидной генной терапии HGF в восстановлении нарушенного кровоснабжения ишемизированных конечностей, полученные результаты указывают на перспективность использования HGF при диабетических поражениях конечностей, когда макроангиопатия сочетается с нейропатией.

По материалам: Boldyreva M.A., Bondar I.V., Stafeev I.S., Makarevich P.I., Beloglazova I.B., Zubkova E.S., Shevchenko E.K., Molokotina Y.D., Karagyaur M.N., Ratner E.I.,Parfyonova Ye V. Plasmid-based gene therapy with hepatocyte growth factor stimulates peripheral nerve regeneration after traumatic injury. Biomedicine and Pharmacotherapy, Elsevier BV (Netherlands), том 101, № 5, с. 682-690. DOI: 10.1016/j.biopha.2018.02.138; Q1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29518615

Текст: к.б.н. Болдырева М.А.

Использование комбинированной генной терапии для стимуляции терапевтического ангиогенеза

В настоящее время использование генной терапии для терапевтического ангиогенеза рассматривается в качестве перспективного подхода для лечения заболеваний ишемической природы. В данном исследовании предоставлено экспериментальное подтверждение концепции использования комбинации генов VEGF165 и HGF для стимуляции ангиогенеза и активации эндогенных механизмов регенерации сердца после инфаркта миокарда (ИМ). Показано, что совместное введение в периинфарктную зону сердца крысы плазмид с генами VEGF165 и HGF активирует ангиогенез, но не увеличивает эффективность влияния на артериогенез и уменьшение размера постинфарктного фиброза. Отсутствие усиления артериогенеза при комбинированной экспрессии VEGF165 и HGF может быть связано с разнонаправленным влиянием на моноцитарную инфильтрацию периинфарктной зоны, играющую важную роль в миокардиальном артериогенезе, в результате чего HGF, вероятно, подавляет стимулирующее действие VEGF165 на таксис моноцитов. VEGF165 и HGF обладают аддитивным действием на активацию в культивируемых эндотелиальных клетках внутриклеточных сигнальных каскадов , контролирующих их пролиферацию и миграцию, что может быть одним из механизмов усиления ангиогенного эффекта при совмеcтной экспрессии этих факторов в ишемизированных тканях.

По материалам: Makarevich PI , Dergilev KV, Tsokolaeva ZI, Boldyreva MA, Shevchenko EK, Gluhanyuk EV, Gallinger JO, Menshikov MY, Parfyonova YV Angiogenic and pleiotropic effects of VEGF165 and HGF combined gene therapy in a rat model of myocardial infarction. 2018 May 22;13(5):e0197566. doi: 10.1371/journal. pone.0197566. eCollection 2018, Q1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29787588

Текст: д.м.н. Парфенова Е.В.

Стимуляции регенеративных процессов в миокарде с использованием тканеинженерных конструкций из прогениторных клеток кардиальных эксплантов

В настоящее время, тканевая инженерия рассматривается в качестве перспективного подхода для активации эндогенных механизмов регенерации/репарации и функционального восстановления сердца после повреждения. Особое внимание заслуживают тканеинженерные конструкции (ТИК), состоящие из пластов прогениторных клеток (cell sheets) и наработанного ими внеклеточного матрикса. Трансплантация клеток в виде таких сформированных in vitro пластов позволяет значительно повысить выживаемость клеток после трансплантации по сравнению с введением суспензии клеток.

В данной работе были исследованы эффекты трансплантации ТИК, сформированных на основе пластов из прогениторных клеток, получаемых из кардиальных эксплантов. Показано, что трансплантация клеточных пластов на эпикардиальную поверхность сердца после моделирования инфаркта миокарда у крысы вызывает их интеграцию в миокард, обеспечивает сохранение жизнеспособности, миграционной и дифференцировочной активности трансплантированных клеток, активирует эндогенные репаративные процессы – стимулирует ангиогенез в периинфарктной зоне, пролиферацию кардиомиоцитов. Это приводит к уменьшению выраженности постинфарктного ремоделирования левого желудочка, уменьшению зоны постинфартного фиброза, значительно увеличивает выживаемость животных в течение 2-х месячного наблюдения (80% в опытной группе и 25% в контрольной).

K. Dergilev , Z. Tsokolaeva, P. Makarevich , I. Beloglazova, E. Zubkova, M. Boldyreva , E. Ratner , D. Dyikanov , M. Menshikov, A. Ovchinnikov, F. Ageev, Ye. Parfyonova . C-Kit Cardiac Progenitor Cell Based Cell Sheet Improves Vascularization and Attenuates Cardiac Remodeling following Myocardial Infarction in Rats. BioMed Research International. 2018. Volume 2018, Article ID 3536854, 13 pages. Q1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30046593

Текст: к.м.н. Дергилев К.В.

Лаборатория Молекулярной эндокринологии

Использование технологии редактирования генома CRISPR/Cas9 для нокаута гена рецептора урокиназы привело к гибели клеток нейробластомы

В результате совместного исследования, проведенного сотрудниками лаборатории молекулярной эндокринологии Института экспериментальной кардиологии и факультета фундаментальной медицины МГУ имени М.В. Ломоносова (Москва) было показано, что нокаут гена рецептора урокиназы с помощью системы редактирования генома CRISPR/Cas9 приводит к значительному снижению пролиферации клеток нейробластомы. Нейробластома считается одной из наиболее агрессивных детских опухолей с высоким инвазивным потенциалом и риском метастазирования. Повышенная экспрессия урокиназы uPA и её рецептора uPAR ассоциирована с негативным прогнозом течения заболевания, так как способствует пролиферации опухоли и формированию метастаз. На сегодняшний день технология CRISPR/Cas9 широко используется для редактирования генома в клетках млекопитающих. В работе впервые был использован этот подход, позволяющий полностью выключить ген uPAR, и было обнаружено, что нокаут uPAR значительно снижает инвазивный потенциал клеток нейробластомы, запускает деградацию ДНК и приводит к апоптотической гибели клеток. Помимо этого, нокаут гена uPAR снижает экспрессию рецептора нейротрофина trkC который способствует выживаемости клеток, и изменяет внутриклеточную сигнализацию с его участием. Таким образом, выключение гена uPAR комплексно воздействует на клетки нейробластомы, результатом чего является их гибель. В целом, использование CRISPR/Cas9 технологии для подавления экспрессии гена uPAR может быть использовано в качестве перспективной терапевтической стратегии для снижения инвазии опухолевых клеток, их пролиферации и запуска в них апоптоза. Данные были опубликованы в высокорейтинговом журнале Oncotarget.

По материалам: Rysenkova K.D., Semina E.V., Karagyaur M.N., Shmakova A.A., Dyikanov D.T., Vasiluev P.A., Rubtsov Y.P., Rubina K.A., Tkachuk V.A. CRISPR/Cas9 nickase mediated targeting of urokinase receptor gene inhibits neuroblastoma cell proliferation. Oncotarget. 2018 Jun 29; 9(50):29414-29430. doi: 10.18632/oncotarget.25647. eCollection 2018 Jun 29. IF 5,168 Q1

Текст: к.б.н. Семина Е.В.

Лаборатория ангиогенеза

Пролиферация МСК жировой ткани играет важную роль в развитии воспаления и инсулиновой резистентности жировой ткани

В работе представлены результаты совместного исследования ФГБУ НМИЦ кардиологии и ФГБУ НМИЦ эндокринологии. Анализировали полученные от больных с ожирением биопсии жировой ткани (подкожной и сальниковой) и свойства изолированных из нее мезенхимальных стромальных клеток (МСК ЖТ). Контрольная группа пациентов имела длительное и морбидное ожирение с нормальными параметрами углеводного обмена, а экспериментальная группа – длительное и морбидное ожирение с диагнозом сахарного диабета 2 типа. Установлено, что у пациентов с ожирением и СД2Т снижены пролиферативный и адипогенный потенциалы МСК жировой ткани, что ассоциировано с развитием гипертрофии адипоцитов и признаками воспаления в жировой ткани (увеличении макрофагальной инфильтрации и изменением соотношения между макрофагами провоспалительного (М1) и антивоспалительного (М2) фенотипом в сторону М1). В результате работы была сформулирована гипотеза развития инсулиновой резистентности: активная пролиферация МСК ЖТ в сочетании с нормальной адипоцитарной дифференцировкой способствует гиперпластическим изменениям жировой ткани, которые не связаны с развитием инсулинорезистентности, в то время как снижение пролиферации МСК ЖТ в сочетании с сниженной адипогенной дифференцировкой способствуют гипертрофии адипоцитов, формированию ишемии и воспаления жировой ткани, что способствует развитию инсулиновой резистентности и сахарного диабета 2 типа.

Stafeev Yu., Podkuychenko N., Michurina S., Sklyanik I., Panevina A., Shestakova E., Yah'yaev K., Fedenko V., Ratner E., Vorotnikov A., Menshikov M., Yashkov Y., Parfyonova Ye, Shestakova M. (2019) Low proliferative potential of adipose-derived stromal cells associates with hypertrophy and inflammation in subcutaneous and omental adipose tissue of patients with type 2 diabetes mellitus//J.Diabetes.Complications. Vol.33, pp.148-159. doi:10.1016/j.jdiacomp.2018.10.011. Q1.

Текст: Стафеев Ю.C.