MECHANISMS OF EPIGENETIC REGULATION IN THE DEVELOPMENT OF PREECLAMPSIA

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Согласно современным представлениям, преэклампсия (ПЭ) - осложнение второй половины беременности, патофизиологию которого определяет множество молекулярно-биологических процессов, которые приводят к общему конечному звену патогенеза - активации эндотелиальных клеток, внутрисосудистому воспалению и стрессу синцитиотрофобласта плаценты [1].

ПЭ осложняет 2–8% всех беременностей и традиционно входит в пятерку основных причин материнской и перинатальной заболеваемости и смертности [2-4], однако, несмотря на достижения современной медицинской науки, значимых успехов в прогнозировании, профилактике и лечении ПЭ по-прежнему нет [5].

Фундаментальную роль в развитии ПЭ играют плацентарные и/или материнские факторы, которые и обуславливают клиническую гетерогенность данного осложнения беременности. Согласно двухстадийной концепции развития ПЭ клинические проявления являются результатом ранних нарушений плацентации и адаптации спиральных артерий [6]. На I (плацентарной) стадии недостаточность инвазивной способности клеток вневорсинчатого трофобласта приводит к отсутствию адекватного ремоделирования спиральных маточных артерий [7]. Результатом аномальной реструктуризации является увеличение резистентности маточных артерий, механическое повреждение ворсин плаценты из-за повышенного давления крови, поступающей в межворсинчатое пространство, и ишемические изменения ворсин плаценты ввиду нарушений маточно-плацентарного кровотока [8-11]. Развитие II (материнской) стадии обусловлено выбросом множества биологически активных веществ из ишемизированной плаценты в кровоток матери и плода с развитием генерализованной эндотелиальной дисфункции и полиорганной недостаточности у матери [12].

В последнее время активно обсуждаются причины клинической гетерогенности ПЭ - ранняя и поздняя, умеренная и тяжелая, с ЗРП и без ЗРП, с протеинурией и без протеинурии, с крайне высоким АД и умеренной гипертензией [13], что представляется важным с точки зрения индивидуального подхода к ведению таких пациенток. Продолжается поиск неинвазивных методик и информативных биомаркеров для ранней диагностики и минимизации риска осложнений акушерской патологии.

В последние годы фокус многих ученых в этом вопросе сместился в сторону перспектив использования микроРНК как в качестве диагностических молекул, так и терапевтических мишеней. Известно, что микроРНК эпигенетически контролируют экспрессию генов-мишеней, главным образом на посттранскрипционном уровне, путем дестабилизации мРНК и ингибирования трансляции белков [14]. Масштабные исследования по профилированию микроРНК у женщин с физиологическим и осложненным течением беременности позволили идентифицировать более десятка дифференциально экспрессируемых микроРНК, которые имеют ключевую роль в пролиферации, дифференцировке, инвазии, миграции, апоптозе клеток трофобласта, регуляции процессов ангиогенеза и иммунного ответа при беременности [15-17]. Первоначально считалось, что нуклеиновые кислоты плацентарного происхождения попадают в материнский кровоток в виде апоптозных телец, однако позже было доказано, что микроРНК экспортируются из клеток трофобласта в материнский кровоток посредством особых экстрецеллюлярных везикул – экзосом, которые благодаря своей сохраняющейся функциональной активности способны модифицировать функции «клеток-мишеней» [18]. Продолжительные исследования показали, что микроРНК повсеместно присутствуют в биологических жидкостях и тканях организма и остаются стабильными во внеклеточной среде, что подчеркивает перспективность их профилирования при различных видах патологии [19].

В связи с вышеизложенным, целью настоящего исследования стало изучение эпигенетических механизмов развития ПЭ на основании оценки экспрессии патогенетически значимых микроРНК в плазме крови женщин с данным осложнением беременности.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Дизайн исследования

В период 2022-2023 гг. проведено одномоментное исследование в параллельных группах. В исследование включены 62 пациентки, которые были разделены на две группы: основную группу (n=42) составили беременные с преэклампсией (ПЭ), диагностированной в соответствии с критериями, указанными в клинических рекомендациях [20], в контрольную группу (n=20) вошли здоровые женщины с неосложненным течением беременности, родов и послеродового периода.

Критериями исключения выступали возраст младше 18 лет; декомпенсированные формы экстрагенитальной патологии; инфекционно-воспалительные заболевания в фазе обострения; многоплодная беременность; беременность, наступившая в результате вспомогательных репродуктивных технологий; отказ от участия в исследовании.

Все пациентки, включенные в исследование, подписали информированное добровольное согласие.

Методы исследования

Всем пациенткам проведено общепринятое обследование, включавшее сбор и оценку соматического и акушерско-гинекологического анамнеза, лабораторное и инструментальное обследование, а также определены уровни экспрессии 15 микроРНК в плазме крови (табл. 1).  Выбор микроРНК для анализа основывался на опубликованных данных литературы о вовлеченности данных молекул в патогенез развития акушерской патологии.

Таблица 1. МикроРНК и их роль в молекулярно-биологических процессах

 

Table 1. MicroRNAs and their role in the development of obstetric pathology

МикроРНК	Источник	Экспрессия	Мишени	Функции	Исследование
miR-20a-5p	Материнская плазма	↑	FOXA1	Пролиферация, миграция и инвазия трофобласта	[21]
miR-143-3p	Материнская плазма	↑	NRG1, S100A11	Пролиферация, миграция и инвазия трофобласта, апоптоз, эпителиально-мезенхимальный переход	[22]
miR-146a-5p	Плацента	↑	E-кадгерин, виментин, N-кадгерин, Wnt2	Пролиферация, миграция и инвазия трофобласта, апоптоз, эпителиально-мезенхимальный переход	[22] [23]
miR-181a-5p	Плацента	↑	EFNB2, MMP-2, MMP-9.	Ангиогенез, пролиферация, миграция и инвазия трофобласта, митохондриальное дыхание, окислительный стресс	[24, 25]
miR-210-3p	Материнская плазма	↑	EFNA3, HOXA9, ISCU, KCMF1, THSD7A	Ангиогенез, пролиферация, миграция и инвазия трофобласта, митохондриальное дыхание, окислительный стресс	[26-29]
miR-320а-3р	Материнская плазма	↑	IGF-1R	Пролиферация, инвазия и миграция трофобласта	[30, 31]
miR-375-3р	Материнская плазма	↑	VEGF, сингальный путь SHH	Инвазия и миграция трофобласта, ангиогенез	[32, 33]
miR-517a-3p	Плацентарные ткани	↓	PRKG1	Иммунный ответ, окислительный стресс	[34]
miR-517c-3p	Материнская плазма	↑	TNFSF15, FLT1 (VEGFR-1), VEGF, PLGF	Пролиферация, миграция и инвазия трофобласта, апоптоз, иммунный ответ, окислительный стресс	[35]
miR-574-3p	Материнская плазма	↓	RXRA	Ангиогенез, регуляция сосудистого тонуса	[36, 37]
miR-574-5p	Материнская плазма	↑	TGF-β, VEGF, MMP2, MMP9	Пролиферация, инвазия и миграция трофобласта, поддержание сосудистого тонуса	[38]
miR-1304-5р	Материнская плазма	↑	TGF-β-, MAPK-сигнальный путь	Инвазия и миграция трофобласта	[39]
miR-210-5p	Материнская плазма	↑	VEGF, FLT1 (VEGFR-1), VEGFR2	Ангиогенез	[40]
miR-4498	Материнская плазма	↓	TGF-β-, MAPK-сигнальный путь	Иммунный ответ	[39]
miR-1972	Материнская плазма	↑	TGF-β, VEGF, MMP2, MMP9	Пролиферация, инвазия и миграция трофобласта, поддержание сосудистого тонуса	[37]

Примечание. ↓ -снижение экспрессии, ↑ - повышение экспрессии, IGF-1R – рецептор инсулиноподобного фактора роста 1, EFNB2 - гена эфрина В2, EFNA3 – гена эфрина А3, FOXA1 – ген, кодирующий одноименный активатор транскрипции, FLT1 (VEGFR-1) – ген fms‑подобной тирозинкиназы‑1 (рецептор 2 фактор роста эндотелия сосудов), HOXA9 – ген гомеобоксного белка A9, ISCU - ген протеина, собирающего железосерный кластер в митохондриях, KCMF1 ген модулирующего фактора активности калиевых каналов 1-го типа,  MAPK – митоген-активируемая протеинкиназа, MMP 2 – металлопротеиназа 2, MMP 9 – металлопротеиназа 9, NRG1 - нейрегулин-1, PLGF – плацентарный фактор роста, PRKG1 – ген цГМФ-зависимой протеинкиназы 1, RXRA – ген ретиноидного X-рецептора А, S100A1 – ген кальций-связывающего белка S100A1, SHH – сигнальный путь Sonic Hedgehog, TGF-β- трансформирующий фактор роста β, THSD7A - ген, кодирующий домен 7A тромбоспондина 1-го типа, TNFSF15 – ген TNF-подобного лиганда 1A, VEGF – фактор роста эндотелия сосудов, VEGFR2 - рецептор 2 фактора роста эндотелия сосудов, Wnt2 - аббревиатура, сочетание слов Wingless и integration.

Note. ↓ - decreased expression, ↑ - increased expression, IGF-1R - insulin-like growth factor 1 receptor, EFNB2 - ephrin B2 gene, EFNA3 - ephrin A3 gene, FOXA1 - gene encoding the transcription activator of the same name, FLT1 (VEGFR-1) - fms-like tyrosine kinase 1 gene (vascular endothelial growth factor receptor 2), HOXA9 - homeobox protein A9 gene, ISCU - gene for a protein that assembles an iron-sulfur cluster in mitochondria, KCMF1 gene for modulating potassium channel activity factor 1, MAPK - mitogen-activated protein kinase , MMP 2 – metalloproteinase 2, MMP 9 – metalloproteinase 9, NRG1 – neuregulin-1, PLGF – placental growth factor, PRKG1 – cGMP-dependent protein kinase 1 gene, RXRA – retinoid X receptor A gene, S100A1 – calcium-binding protein gene S100A1, SHH - Sonic Hedgehog signaling pathway, TGF-β-transforming growth factor β, THSD7A - gene encoding domain 7A of thrombospondin type 1, TNFSF15 - TNF-like ligand 1A gene, VEGF - vascular endothelial growth factor, VEGFR2 - receptor 2 vascular endothelial growth factors, Wnt2 - an abbreviation, a combination of the words Wingless and integration.

 

Выделение РНК

Забор венозной крови у пациенток осуществлялся натощак, в специальные пробирки типа VACUETTE® с ЭДТА. Для получения плазмы проводили несколько этапов центрифугирования образцов крови. Выделение РНК при помощи набора miRNEasy Serum/Plasma kit (Qiagen) с предварительным добавлением 5,6×10⁸ копий синтетической микроРНК cel-miR-39 (Qiagen) согласно инструкции производителя. cel-miR-39 выступал в качестве внутреннего контроля эффективности выделения РНК и синтеза кДНК.

Обратная транскрипция и количественная полимеразная цепная реакция (ПЦР) в реальном времени

Синтез кДНК осуществляли на матрице РНК, в реакционной смеси (20 мкл), путем инкубации при 37°C в течение 60 минут с последующей инкубацией при 85°C в течение 5 мин. Полученная кДНК (1 мкл) служила в качестве матрицы в ПЦР в реальном времени с использованием специфической пары праймеров для каждой исследуемой микроРНК и готовой ПЦР-смеси 5х SYBR Green PCR Kit (Qiagen). Условия реакции ПЦР: 15 мин при 95°C с последующим проведением 40 циклов 20 сек при 95°C, 10 сек при 60°C и 15 сек при 72°C в амплификаторе ДТ-прайм (ДНК-технология). Сравнение уровня экспрессии микроРНК в образцах проводили методом 2-ΔΔCT с использованием cel-miR-39 в качестве референса.

Статистическая обработка данных

Статистическую обработку данных проводили с использованием лицензионного пакет программ Statistica 6.0 (StatSoft Inc., США). Оценка нормальности распределения количественных данных оценивалась при помощи критерия Шапиро–Уилка.

Для представления данных, имевших нормальное распределение, использовали показатели среднего значения и стандартного отклонения (М ± σ). Описание данных, отличавшихся от нормального распределения, осуществлялась с использованием показателей медианы и интерквартильного интервала. Оценку различий несвязанных выборок для нормально распределенных данных проводили с использованием параметрического t-критерия Стьюдента и непараметрического критерия Манна–Уитни для ненормально распределенных данных. Различия считали статистически значимыми при р < 0,05.

Оценку значимости различий степени экспрессируемости исследуемых микроРНК в обоих группах с использованием двухстороннего теста Вилкоксона–Манна–Уитни. Дифференциальная экспрессия микроРНК устанавливалась при соблюдении двух условий: 1) кратность изменений (англ. fold change, FC) в уровнях экспрессии между сравниваемыми группами составляла более 2 (соответственно –1 < log2FC > 1); 2) порог статистической значимости был p<0,05.

Для оценки влияния дифференциально экспрессируемых микроРНК на функционирование сигнальных путей использовали программное обеспечение DIANA miRPath v.3.0 (DIANA-Lab, Department of Electrical & Computer Engineering, University of Thessaly, Греция) [41].

РЕЗУЛЬТАТЫ

Клинико-анамнестические особенности пациенток анализируемых групп и перинатальные исходы представлены в таблице 2.

Таблица 2. Клинико-анамнестическая характеристика пациенток и перинатальные исходы

Table 2. Clinical and anamnestic characteristics of patients and perinatal outcomes

Показатель	Основная группа (n=42)	Контрольная группа (n=20)	p
Возраст*, лет	29.76 (27.85- 31.67)	28,8 (25.62- 31.98)	0.594
ИМТ*, кг/м2	31.17 (28.73- 33.62)	28.17 (26.43- 29.90)	0.045
Первобеременные, абс (%)	32 (76.19)	13 (65.0)	0.012
ПЭ в анамнезе, абс (%)	3 (7.1)	0 (0)	0.231
Хроническая артериальная гипертензия, абс (%)	7 (16.7)	0 (0)	0.005
Пренатальный скрининг, абс (%) - риск ПЭ высокий	28 (66.7)	0 (0)	<0.001
Ранняя ПЭ, абс (%)	6 (14.3)	-	-
Поздняя ПЭ, абс (%)	36 (85.7)	-	-
Умеренная ПЭ, абс (%)	38 (90.5)	-	-
Тяжелая ПЭ, абс (%)	4 (9.5)	-	-
Клинические симптомы
Систолическое АД, мм рт.ст.*	145 (140.0; 153.5)	115 (110; 120)	0.001
Диастолическое АД, мм рт.ст.*	90 (86; 100)	70 (60; 75)	0.001
Протеинурия, г/л*	0.65 (0.30; 1.65)	-	-
Отеки, абс(%)	24 (57.1)	2 (10.0)	<0.001
НМПК, абс (%)	3 (7,1)	0 (0)	0.545
Родоразрешение и перинатальные исходы
Срок родоразрешения, нед*	38.43 (36.07; 40.4)	40 (39.18; 40.54)	0.018
Преждевременные роды, абс (%)	10 (23.8)	0 (0)	0.001
Кесарево сечение, абс (%)	16 (38.1)	0 (0)	<0.001
Вес ребенка при рождении, г*	3145 (2485; 3572,5)	3690 (3440; 3982.5)	<0.001
Оценка по Апгар, абс (%): 8-10 баллов ≤ 6-7 баллов	22 (52.4) 20 (47.6)	20 (100) 0 (0)	<0.001
ЗРП, абс (%)	8 (19)	0 (0)	0.044
РДС новорожденного, абс (%)	4 (9.5)	0 (0)	0.295

Примечание. Данные представлены в виде абсолютного числа и доли (%) пациенток, точный критерий Фишера, Z-критерий для долей с поправкой для концевых точек (0%). * – данные представлены в виде медианы с интерквартильным интервалом (тест Манна-Уитни). ИМТ – индекс массы тела, ЗРП – задержка роста плода, НМПК – нарушение маточно-плацентарного и плодового кровотока, РДС - респираторный дистресс-синдром.

Note. Data are presented as the absolute number and proportion (%) of patients, Fisher's exact test, Z-test for proportions adjusted for endpoints (0%). * – data are presented as median with interquartile range (Mann-Whitney test). BMI - body mass index, FGR - fetal growth restriction, NMPC - disturbance of uteroplacental and fetal blood flow, RDS - respiratory distress syndrome.

 

Проведенный анализ экспрессии микроРНК в образцах плазмы крови у пациенток с ПЭ и женщин с неосложненным течением беременности позволил выявить ряд молекулярных особенностей на уровне транскриптома (табл.3).

Таблица 3. Сравнительный анализ уровней экспрессии микроРНК в плазме крови пациенток исследуемых групп

 

Table 3. Comparative analysis of microRNA expression levels in the blood plasma of patients in the study groups

№	МикроРНК	FС (основная группа/группа контроля)	р (основная группа/группа контроля)
1	hsa-miR-20a-5p	1,62	0,440
2	hsa-miR-143-3p	1,51	0,272
3	hsa-miR-146a-5p	0,28	0,011
4	hsa-miR-181a-5p	0,34	0,015
5	hsa-miR-210-3p	0,31	0,031
6	hsa-miR-320а-3p	0,73	0,271
7	hsa-miR-375-3p	1,14	0,524
8	hsa-miR-517a-3p	0,07	0,004
9	hsa-miR-517c-3p	0,14	0,007
10	hsa-miR-574-3p	0,32	0,048
11	hsa-miR-574-5p	0,05	0,003
12	hsa-miR-1304-5p	0,03	<0,001
13	hsa-miR-4498	0,58	0,591
14	hsa-miR-210-5p	NA
15	hsa-miR-1972	NA

Примечание. FC (fold change) - кратность изменения уровней микроРНК между группами. NA – отсутствие экспрессии в одной из сравниваемых групп.

Note. FC - fold change in microRNA levels between groups. NA – absence of expression in one of the compared groups.

 

Установлены разнонаправленные изменения экспрессии 13 плазменных микроРНК в основной группе по отношению к группе контроля.  При этом у женщин с ПЭ выявлено статистически значимое снижение уровня экспрессии 8 микроРНК: hsa-miR-146a-5p (р=0,011), hsa-miR-181a-5p (р=0,015), hsa-miR-210-3p (р=0,031), hsa-miR-517a-3p (p=0,004), hsa-miR-517с-3p (p=0,007), hsa-miR-574-3p (р=0,048), hsa-miR-574-5p (р=0,003), hsa-miR-1304-5p (р0,001). Наиболее выраженное снижение экспрессии зарегистрировано в отношении hsa-miR-517a-3p (в 14,3 раза), hsa-miR-574-5p (в 20 раз) и hsa-miR-1304-5p (в 33,3 раза).

Сравнительный анализ уровней экспрессии микроРНК в основной группе в зависимости от клинического фенотипа ПЭ представлена в таблице 4.

Таблица 4. Сравнительный анализ уровней экспрессии микроРНК в плазме крови пациенток основной группы в зависимости от фенотипа ПЭ

 

Table 4. Comparative analysis of microRNA expression levels in the blood plasma of patients of the main group depending on the PE phenotype

№	МикроРНК	FС (ПЭ с ЗРП/ без ЗРП)	р	FС (ПЭ тяжелая/ умеренная)	p	FС (ПЭ ранняя/ поздняя)	p
1	hsa-miR-20a-5p	0,39	0,049	0,52	0,256	0,86	0,313
2	hsa-miR-143-3p	0,71	0,05	0,81	0,252	1,07	0,351
3	hsa-miR-146a-5p	0,57	0,076	0,96	0,400	1,75	0,327
4	hsa-miR-181a-5p	0,64	0,130	0,84	0,336	1,56	0,363
5	hsa-miR-210-3p	1,00	0,632	1,00	0,630	1,71	0,251
6	hsa-miR-320а-3p	0,84	0,336	0,84	0,469	2,30	0,173
7	hsa-miR-375-3p	0,01	0,379	0,002	0,428	6,71	0,433
8	hsa-miR-517a-3p	0,60	0,342	5,00	0,450	5,00	0,333
9	hsa-miR-517c-3p	0,38	0,214	1,38	0,409	1,43	0,442
10	hsa-miR-574-3p	0,97	0,216	2,45	0,313	2,87	0,186
11	hsa-miR-574-5p	0,88	0,352	5,29	0,317	2,95	0,222
12	hsa-miR-1304-5p	1,02	0,397	0,78	0,301	6,47	0,295
13	hsa-miR-4498	NA	NA	NA	NA	3,73	0,248
14	hsa-miR-210-5p	NA	NA	NA	NA	NA	NA
15	hsa-miR-1972	NA	NA	NA	NA	NA	NA

Примечание. FC (fold change) - кратность изменения уровней микроРНК между подгруппами. NA – отсутствие экспрессии в одной из сравниваемых групп.

Note. FC - fold change in microRNA levels between subgroups. NA – absence of expression in one of the compared groups.

 

Проведенный ПЦР-анализ образцов плазмы крови в подгруппе беременных, у которых ПЭ протекала с симптомами ЗРП позволил отметить значимое снижение экспрессии молекул hsa-miR-20a-5p (FC=0,39; р=0,049) и hsa-miR-143-3p (FC=0,71, p=    0,05) по сравнению с подгруппой без ЗРП.

Статистически значимых различий в отношении профиля экспрессии микроРНК в подгруппах пациенток с ранним и поздним дебютом ПЭ, а также в подгруппах умеренной и тяжелой ПЭ не выявлено.

С помощью онлайн платформы DIANA miRPath v.3.0 [41] проведен анализ влияния 8 дифференциально экспрессируемых при ПЭ микроРНК на функционирование сигнальных путей и биологических процессов, вовлеченных в патогенез ПЭ.

Функциональный оценка аберрантно экспрессируемых микроРНК у женщин с ПЭ (hsa-miR-146a-5p, hsa-miR-181a-5p, hsa-miR-210-3p, hsa-miR-517a-3p, hsa-miR-517с-3p, hsa-miR-574-3p, hsa-miR-574-5p, hsa-miR-1304-5p) с учетом индентификации их потенциальных генов-мишеней показал наличие дисрегуляции более 40 сигнальных путей и биологических процессов, в которые вовлечены указанные молекулы. К числу наиболее важных из них относятся канцерогенез, инфекционные процессы различных локализаций, клеточная пролиферация и дифференцировка, процессы эмбриогенеза, окислительный стресс, реакции иммунного ответа, HIF-1-, TGF-b-, р53- сигнальные пути и др., что свидетельствует о сложных молекулярных механизмах развития данного осложнения беременности и может определять множество вариантов клинических проявлений.

ОБСУЖДЕНИЕ

Накопленные к настоящему времени научные данные по-прежнему не позволяют четко понять истинную причину развития ПЭ, в связи с чем ее лечение остается лишь симптоматическим и ограничивается своевременным родоразрешением [5]. Остаются проблемой также ранняя диагностика и прогнозирование прогрессирования ПЭ, что приводит к тяжелым осложнениям как со стороны матери, так и для плода. При этом диагностические критерии ПЭ неспецифичны, а критерии оценки степени тяжести слабо коррелируют с истинными патофизиологическими изменениями.

Таким образом, существует острая необходимость выявления клинически значимых биомаркеров и инструментов для прогноза, ранней диагностики и персонализированного подхода к каждой пациентке с ПЭ.

Все больше данных в последние годы свидетельствуют о потенциальной роли микроРНК в патогенезе ПЭ, что позволяет их рассматривать в качестве неинвазивных диагностических и прогностических маркеров [42]. Во время беременности клетки плацентарного трофобласта на границе между матерью и плодом продуцируют большое количество микроРНК, уровень экспрессии которых меняется по мере прогрессирования беременности и развития плаценты, что подчеркивает их участие в плацентарной регуляции [43].

Показано, что аберрантная экспрессия микроРНК на ранних этапах беременности может играть решающую роль в нарушении плацентации. В недавних исследованиях продемонстрирована связь между плацентарным профилем экспрессии микроРНК и уровнем данных молекул в материнском и плодовом кровотоке, что может определять развитие различных нарушений у обоих [7].

Результаты нашего собственного исследования позволили продемонстрировать статистическую значимость 8 плазменных микроРНК в патогенезе ПЭ - hsa-miR-146a-5p, hsa-miR-181a-5p, hsa-miR-210-3p, hsa-miR-517a-3p, hsa-miR-517с-3p, hsa-miR-574-3p, hsa-miR-574-5p, hsa-miR-1304-5p, уровень экспрессии которых имел тенденцию к явному снижению по отношению к пациенткам с неосложненным течением беременности.

Предыдущие исследования отечественных и зарубежных коллег позволили установить факт вовлеченности упомянутых микроРНК в регуляцию таких ключевых событий беременности как инвазия, миграция и пролиферации трофобласта (hsa-miR-146a-5p, hsa-miR-181a-5p, hsa-miR-210-3p, hsa-miR-517a-3p, hsa-miR-517с-3p, hsa-miR-574-5p, hsa-miR-1304-5p), ангиогенез (hsa-miR-181a-5p, hsa-miR-517a-3p, hsa-miR-517с-3p, hsa-miR-574-3p), поддержание сосудистого тонуса (hsa-miR-574-3p, hsa-miR-574-5p), окислительно-восстановительный баланс (hsa-miR-181a-5p, hsa-miR-210-3p, hsa-miR-517a-3p, hsa-miR-517с-3p), иммунная толерантность (hsa-miR-517a-3p, hsa-miR-517с-3p), эпителиально-мезенхимальный переход (ЭМП) (hsa-miR-146a-5p) посредством посттранскрипционного воздействия на экспрессию их целевых генов [21-40].

Имплантация и дальнейшее развитие материнско-фетального взаимодействия во многом зависят от дифферовки плацентарного цитотрофобласта в ворсинчатый и вневорсинчатый [44]. Согласно данным литературы, среди микроРНК, идентифицированных в этом исследовании в качестве прогностических маркеров развития ПЭ особый интерес вызывает функциональный потенциал hsa-miR-146a-5p. Доказано, что данная молекула обладает супрессивной активностью в отношении ЭМП [23], которая реализуется за счет ингибирования сигнального пути Wnt2/β-катенин.

Известно, что гипоксия играет важную роль в плацентогенезе в зависимости от гестационного возраста: в I триместре беременности она способствует инвазии цитотрофобласта и ангиогенезу [45], но в последующем длительное гипоксическое состояние вызывает недостаточную синцитиализацию трофобласта, неадекватную инвазию клеток трофобласта и нарушение ремоделирования сосудов, что, в целом, приводит к дисфункции плаценты и возникновению гипертензии. Среди идентифицированных нами аберрантно экспрессируемых молекул есть те, которые пренадлежат семейству микроРНК, чувствительных к гипоксии [46]. Так, в частности, в условиях гипоксии HIF-1α усиливает экспрессию miR-210, которая в свою очередь может приводить к блокаде клеточной пролиферации и репарации ДНК, ингибированию митохондриального дыхания и синтеза АТФ, угнетению ангиогенеза [27]. Считается, что индуцированная гипоксией сверхэкспрессия данной микроРНК при ПЭ приводит к повреждению эндотелия сосудов трофобласта, а также непосредственно клеток самого трофобласта [28]. Отсутствие гипреэкспресисированности miR-210 у пациенток с ПЭ по результатам нашей работы свидетельствует о возможном более широком функциональном потенциале данной молекулы, который еще предстоит исследовать.

Исследованиями подтверждено, что снижение плацентарной перфузии при ПЭ индуцирует высвобождение антиангиогенных факторов в материнский кровоток, что способствует формированию генерализованной эндотелиальной дисфункции. В отношении идентифицированных в нашей работе молекул miR-517a/b и miR-517c в литературе имеются данные касающиеся их способности повышать синтез антиангиогенного белка sFlt1, связывающего циркулирующие ангиогенные факторы и блокирующего их способность индуцировать ангиогенез [47]. Кроме того, в качестве ключевых модуляторов эндотелиальной дисфункции при ПЭ традиционно рассматриваются молекулы miR-574 [37]. Так, в частности, в экспериментальном исследовании Ura B, et al. показано влияние miR-574-5p на снижение способности к репарации поврежденной ткани, подавление миграции и пролиферации эндотелиоцитов, что косвенно указывает на антиангиогенный потенциал этой молекулы [46]. Учитывая тот факт, что miR-574-3p и miR-574-5p  являются одними из наиболее часто идентифицируемых микроРНК при заболеваниях сердечно-сосудистой системы (в частности, при ишемической болезни сердца, инфаркте миокарда и сердечной недостаточности), возможно, что дисбаланс в уровнях экспрессии этих микроРНК может играть важную роль в развитии и прогрессировании сердечно-сосудистых нарушений при ПЭ.

Известно, что гипоксия/ишемия в плаценте является мощным генератором окислительного стресса, стимулирует повышенную секрецию провоспалительных цитокинов, а также индуцирует апоптоз в ткани плаценты [48]. Окислительный стресс может влиять на уровни экспрессии определенных микроРНК и, наоборот, микроРНК могут изменять продукцию клеточных антиоксидантов и цитокинов [49]. Так, ранее была выявлена уникальная роль miR-181a в развитии и активации T-клеток: снижение ее экспрессии приводит к дефектам адаптивного иммунитета [25], что вносит весомый вклад и в патогенез ПЭ. Интересны в этом плане опубликованные данные о возможности коррекции митохондриальной дисфункции путем подавления miR-181a [50].

Проведенный сравнительный анализ уровней экспрессии 15 микроРНК у беременных с различными клиническими фенотипами ПЭ указал на отсутствие значимых различий между подгруппами с умеренной и тяжелой, ранней и поздней ПЭ. Данный факт может свидетельствовать об определенной общности патогенетических процессов конечной стадии развития ПЭ.

Дифференциальная экспрессия была выявлена только в отношении miR-20a-5p и miR-143-3p, уровни которых были значимо ниже в подгруппе пациенток с ПЭ с ЗРП по сравнению с подгруппой с ПЭ без ЗРП. В научных публикациях имеются указания, что эти микроРНК являются молекулами, ассоциированными с кардиоваскулярными и цереброваскулярными заболеваниями [51], miR-20a-5p также играет важную роль в патогенезе острого повреждения почек, вызванного ишемией/реперфузией [52], подавляет пролиферативную и инвазивную активность клеток трофобласта путем репрессии транкрипционного фактора FOXA1, оказывающего непосредственное влияние на закладку и развитие органов и тканей [21]. Более низкие уровни экспрессии miR-20a-5p и miR-143-3p у беременных с ПЭ, сочетающейся с ЗРП, возможно, носят компенсаторный характер на фоне плацентарной дисфункции.

Согласно литературным данным, микроРНК присутствуют в крови человека в форменных элементах, а также во внеклеточных мембранных везикулах (апоптотических тельцах, микровезикулах и экзосомах), внеклеточных комплексах с РНК-связывающими белками и комплексах с липопротеинами высокой плотности. Уже на ранних сроках неосложненной беременности концентрация экзосом, содержащих в том числе различные микроРНК, в материнской крови увеличивается почти в 50 раз, прогрессивно растет по мере развития беременности и ближе к доношенному сроку возрастает еще более чем в два раза [53]. Однако, вклад плацентарных экзосом в общее количество экзосом плазмы и их биоактивность снижается к сроду родов, что также может объяснить снижение дифференциально экспрессируемых микроРНК непосредственно перед родоразрешением, выявленных в этом исследовании.

Потенциальные мишени микроРНК, регуляция которых нарушается при ПЭ, являются важнейшими компонентами большого количества сигнальных путей, включая регуляцию гормональных и метаболических процессов (сигнальных путей HIF-1, TGF-b, р53 и др.), канцерогенез, инфекционные процессы различных локализаций, клеточную пролиферацию и дифференцировку, эмбриогенез, окислительный стресс, реакции иммунного ответа, клеточный цикл и другие. Данный факт еще раз подчеркивает множественный характер нарушений молекулярных и клеточных процессов при развитии ПЭ, и, по-видимому, делает невозможным прогнозирование и раннюю диагностику с помощью какого-либо одного биомаркера.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Беременность, осложненная ПЭ, сопровождается значимыми эпигенетическими изменениями: в частности, имеют место изменения профиля экспрессии микроРНК, ассоциированных с сердечно-сосудистыми и цереброваскулярными заболеваниями, а также плацентарными нарушениями.

Полученные результаты указывают на необходимость дальнейших молекулярно-генетических исследований в этой области для расширения представлений о молекулярно-генетических патофизиологических механизмах развития ПЭ, поиска биомаркеров и таргетных терапевтических средств.

About the authors

Ekaterina Morozova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Moscow, Russian Federation

Author for correspondence.
Email: drmorozova@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-1670-9044

аспирант кафедры

Russian Federation

Natalya A. Nikitina

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Ministry of Health of Russia (Sechenov University)

Email: natnikitina@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-8659-9963

Dr. Med. Sci., Professor, Department of Obstetrics and Gynaecology No. 1

Russian Federation, Moscow

Iraida S. Sidorova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Ministry of Health of Russia (Sechenov University)

Email: sidorovais@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2209-8662

Dr. Med. Sci., Professor, Academician of RAS, Merited Scholar of the Russian Federation, Department of Obstetrics and Gynaecology No. 1

Russian Federation, Moscow

Maria Raygorodskaya

P. Hertsen Moscow Oncology Research Institute - Branch of the National Medical Research Radiological Centre of the Ministry of Health of the Russian Federation, Moscow, Russia

Email: maria.raygorodskaya@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0527-7773

Sergej A. Timofeev

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Ministry of Health of the Russian Federation

Email: satimofeev30@gmail.com

Teaching Assistant at the Department of Obstetrics and Gynecology No. 1

Mikhail B. Ageev

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: mikhaageev@ua.ru
ORCID iD: 0000-0002-6603-804X

MD, Cand. Sci. (Med.), Assistant Professor

Russian Federation, Moscow

Nigar Amiraslanova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Institute of Clinical Medicine named after N.V. Sklifosovsky, Chair of Obstetrics and Gynaecology № 1, Institute of Clinical Medicine named after. N.V. Sklifosovsky, 119048, Russia, Moscow, st. Trubetskaya, 8, building 2

Email: amiraslanova00@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-7446-3995

ординатор

References

Supplementary files