Эпигенетические механизмы развития преэклампсии: роль плазменных микроРНК

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Согласно современным представлениям, преэклампсия (ПЭ) — осложнение второй половины беременности, патофизиологию которого определяет множество молекулярно-биологических процессов, приводящих 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 пятёрку 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 обусловливают 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 являются 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 тяжёлая, с задержкой роста плода и без задержки, с протеинурией и без протеинурии, с крайне высоким артериальным давлением и умеренной гипертензией [13], что представляется важным с точки зрения индивидуального подхода к ведению таких пациенток. Продолжается поиск неинвазивных методик и информативных биомаркёров для ранней диагностики и минимизации риска осложнений акушерской патологии.

В последние годы фокус многих учёных 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, путём дестабилизации мРНК и ингибирования трансляции белков [14]. Масштабные исследования по профилированию микроРНК у женщин с физиологическим и осложнённым 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 подчёркивает перспективность их профилирования при различных видах патологии [19].

Цель исследования — 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 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 ПЭ, диагностированной в соответствии с критериями, указанными в клинических рекомендациях [20], в контрольную группу (n=20) вошли здоровые женщины с неосложнённым 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.

Проведение исследования одобрено локальным этическим комитетом Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова (выписка из протокола заседания № 22-21 от 9 декабря 2021 г.)

Все пациентки, включённые 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 у них определяли уровни экспрессии 15 микроРНК в плазме крови (табл. 1). Выбор микроРНК для анализа основывался на опубликованных данных литературы о вовлечённости этих молекул в патогенез развития акушерской патологии.

 

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

Table 1. MicroRNAs and their role in obstetric pathologies

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, сигнальный 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 — ген эфрина В2, EFNA3 — ген 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, 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, a combination of the words Wingless and Integration.

 

Выделение РНК

Забор венозной крови у пациенток осуществляли 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), путём инкубации при 37 °C в течение 60 мин 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 с при 95 °C, 10 с при 60 °C и 15 с 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 пакета программ Statistica 6.0 (StatSoft Inc., США). Нормальность распределения количественных данных оценивали 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, осуществляли с использованием показателей медианы и интерквартильного интервала. Оценку различий несвязанных выборок для нормально распределённых данных проводили с использованием параметрического t-критерия Стьюдента и непараметрического критерия Манна–Уитни для ненормально распределённых данных. Различия считали статистически значимыми при р <0,05.

Оценку значимости различий степени экспрессируемости исследуемых микроРНК в обеих группах выполняли 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 табл. 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)	28,80 (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 (65,00)	0,012
ПЭ в анамнезе, абс. (%)	3 (7,1)	0 (0,0)	0,231
Хроническая артериальная гипертензия, абс. (%)	7 (16,7)	0 (0,0)	0,005
Пренатальный скрининг, абс. (%) — риск ПЭ высокий	28 (66,7)	0 (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 (110,0; 120,0)	0,001
Диастолическое АД, мм рт.ст.*	90 (86,0; 100,0)	70 (60,0; 75,0)	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)	0,545
Родоразрешение и перинатальные исходы
Срок родоразрешения, нед.*	38,43 (36,07; 40,40)	40 (39,18; 40,54)	0,018
Преждевременные роды, абс. (%)	10 (23,8)	0 (0,0)	0,001
Кесарево сечение, абс. (%)	16 (38,1)	0 (0,0)	<0,001
Вес ребенка при рождении, г*	3145 (2485,0; 3572,5)	3690 (3440,0; 3982,5)	<0,001
Оценка по Апгар, абс. (%): 8–10 баллов ≤6–7 баллов	22 (52,4) 20 (47,6)	20 (100,0) 0 (0,0)	<0,001
ЗРП, абс. (%)	8 (19,0)	0 (0,0)	0,044
РДС новорожденного, абс. (%)	4 (9,5)	0 (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, ПЭ — преэклампсия, 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, and 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.

 

Проведённый анализ экспрессии микроРНК в образцах плазмы крови у пациенток с ПЭ и женщин с неосложнённым 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 the expression levels of microRNAs in the blood plasma of patients in the study groups

МикроРНК	FС (основная группа/группа контроля)	р (основная группа/группа контроля)
hsa-miR-20a-5p	1,62	0,440
hsa-miR-143-3p	1,51	0,272
hsa-miR-146a-5p	0,28	0,011
hsa-miR-181a-5p	0,34	0,015
hsa-miR-210-3p	0,31	0,031
hsa-miR-320а-3p	0,73	0,271
hsa-miR-375-3p	1,14	0,524
hsa-miR-517a-3p	0,07	0,004
hsa-miR-517c-3p	0,14	0,007
hsa-miR-574-3p	0,32	0,048
hsa-miR-574-5p	0,05	0,003
hsa-miR-1304-5p	0,03	<0,001
hsa-miR-4498	0,58	0,591
hsa-miR-210-5p	NA
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 (р=0,004), hsa-miR-517с-3p (р=0,007), hsa-miR-574-3p (р=0,048), hsa-miR-574-5p (р=0,003), hsa-miR-1304-5p (р=0,001). 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 представлен в табл. 4.

 

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

Table 4. Comparative analysis of the expression levels of microRNAs in the blood plasma 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
hsa-miR-20a-5p	0,39	0,049	0,52	0,256	0,86	0,313
hsa-miR-143-3p	0,71	0,05	0,81	0,252	1,07	0,351
hsa-miR-146a-5p	0,57	0,076	0,96	0,400	1,75	0,327
hsa-miR-181a-5p	0,64	0,130	0,84	0,336	1,56	0,363
hsa-miR-210-3p	1,00	0,632	1,00	0,630	1,71	0,251
hsa-miR-320а-3p	0,84	0,336	0,84	0,469	2,30	0,173
hsa-miR-375-3p	0,01	0,379	0,002	0,428	6,71	0,433
hsa-miR-517a-3p	0,60	0,342	5,00	0,450	5,00	0,333
hsa-miR-517c-3p	0,38	0,214	1,38	0,409	1,43	0,442
hsa-miR-574-3p	0,97	0,216	2,45	0,313	2,87	0,186
hsa-miR-574-5p	0,88	0,352	5,29	0,317	2,95	0,222
hsa-miR-1304-5p	1,02	0,397	0,78	0,301	6,47	0,295
hsa-miR-4498	NA	NA	NA	NA	3,73	0,248
hsa-miR-210-5p	NA	NA	NA	NA	NA	NA
hsa-miR-1972	NA	NA	NA	NA	NA	NA

Примечание. FC (fold change) — кратность изменения уровней микроРНК между подгруппами. ПЭ — преэклампсия. ЗРП — задержка роста плода. 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.

 

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

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

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

Функциональная 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 учётом индентификации их потенциальных генов-мишеней показала 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-β-, 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 чётко понять истинную причину развития ПЭ, в связи с чем её лечение остается лишь симптоматическим и ограничивается своевременным родоразрешением [5]. Остаются проблемами ранняя диагностика и прогнозирование прогрессирования ПЭ, что приводит к тяжёлым осложнениям как у матери, так и у 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 биомаркёров и инструментов для прогноза, ранней диагностики и персонализированного подхода к каждой пациентке с ПЭ.

В последние годы всё больше данных свидетельствуют о потенциальной роли микроРНК в патогенезе ПЭ, что позволяет рассматривать их в качестве неинвазивных диагностических и прогностических маркёров [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 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 неосложнённым течением беременности.

Предыдущие исследования отечественных и зарубежных коллег позволили установить факт вовлечённости 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 (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 дифференцировки плацентарного цитотрофобласта в ворсинчатый и вневорсинчатый [44]. Согласно данным литературы, среди микроРНК, идентифицированных в этом исследовании в качестве прогностических маркёров развития ПЭ, особый интерес вызывает функциональный потенциал hsa-miR-146a-5p. Доказано, что данная молекула обладает супрессивной активностью в отношении эпителиально-мезенхимального перехода [23], которая реализуется за счёт 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 принадлежат 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 гиперэкспрессированности 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 B. Ura и соавт. [46] показано влияние miR-574-5p на снижение способности к репарации повреждённой ткани, подавление миграции и пролиферации эндотелиоцитов, что косвенно указывает на антиангиогенный потенциал этой молекулы. С учётом того факта, 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 определённых 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 её 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 путём подавления miR-181a [50].

Проведённый сравнительный анализ уровней экспрессии 15 микроРНК у беременных с различными клиническими фенотипами ПЭ указал на отсутствие значимых различий между подгруппами с умеренной и тяжёлой, ранней и поздней ПЭ. Данный факт может свидетельствовать об определённой 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 задержкой роста плода по сравнению с подгруппой с ПЭ без задержки роста. 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 путём 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 задержкой роста плода, 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 неосложнённой беременности концентрация экзосом, содержащих в том числе различные микроРНК, в материнской крови увеличивается почти в 50 раз, прогрессивно растёт по мере развития беременности и ближе к доношенному сроку возрастает ещё более чем в два раза [53]. Однако вклад плацентарных экзосом в общее количество экзосом плазмы и их биоактивность снижается к сроку 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 ещё 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 биомаркёра.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Беременность, осложнённая 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 биомаркёров и таргетных терапевтических средств.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

Финансирование. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Этическое утверждение. Исследование выполнялось в рамках диссертационной работы Е.А. Морозовой и его проведение согласовано с локальным этическим комитетом Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова.

Об авторах

Наталья Александровна Никитина

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

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

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Ираида Степановна Сидорова

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

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

академик РАН, д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Мария Павловна Райгородская

Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена — филиал Национального медицинского исследовательского центра радиологии

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

канд. биол. наук

Россия, Москва

Екатерина Андреевна Морозова

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Автор, ответственный за переписку.
Email: drstrelnikova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1670-9044

аспирант

Россия, Москва

Сергей Анатольевич Тимофеев

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Email: satimofeev30@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7380-9255

ассистент кафедры

Россия, Москва

Михаил Борисович Агеев

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

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

канд. мед. наук, ассистент кафедры

Россия, Москва

Нигяр Ильхамовна Амирасланова

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

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

ординатор

Россия, Москва

Список литературы

Дополнительные файлы