Эпигенетические и биохимические аспекты патологии беременности при нарушениях инвазивных свойств трофобласта: от ранней диагностики к профилактике материнской и перинатальной заболеваемости

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-15-00363

НазваниеЭпигенетические и биохимические аспекты патологии беременности при нарушениях инвазивных свойств трофобласта: от ранней диагностики к профилактике материнской и перинатальной заболеваемости

Руководитель Тимофеева Анжелика Владимировна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И.Кулакова» Министерства здравоохранения Российской Федерации , г Москва

Конкурс №68 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-401 - Молекулярная и клеточная медицина

Ключевые слова малые некодирующие РНК, микроРНК, пивиРНК, гены-мишени, преэклампсия, врастание плаценты, острая гипоксия плода, глубокое секвенирование, количественная ОТ-ПЦР в реальном времени, Вестерн-блоттинг

Код ГРНТИ76.00.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Одной из ключевых задач акушерства является профилактика и лечение осложнений беременности и родов с целью минимизации материнской и неонатальной заболеваемости и смертности, а следовательно, и снижению затрат на медицинское обслуживание и лечение. Изучение физиологических и патологических процессов, происходящих в организме женщины в связи с зачатием и беременностью, в родах и послеродовом периоде помогает разрабатывать и оптимизировать алгоритм ведения беременности и родов. Аномальная плацентация является ключевым патогенетическим механизмом различных осложнений беременности, в частности, преэклампсии (ПЭ), внутриутробной задержки развития плода, врастания плаценты. Как следствие, изменение структуры и функции плаценты обусловливает нарушение работы различных органов и систем как у матери, так и у плода. Преэклампсия (ПЭ) осложняет около 3-8% всех беременностей. Она является основной причиной перинатальной заболеваемости и смертности в развитых странах, в частности, обусловливая 16-18% случаев материнской смертности и около 40% случаев смерти плода и новорожденных. ПЭ является мультисистемным патологическим состоянием, развивающимся после 20-йнедели беременности и характеризуется артериальной гипертензией, протеинурией и значительным нарушением функций жизненно-важных органов и систем, с последующим развитием полиорганной недостаточности и увеличивает долгосрочный риск развития сердечно-сосудистых и неврологических заболеваний. Неблагоприятные исходы для плода связаны с формированием хронической гипоксии и высокой частотой задержки развития плода, а также с преждевременным родоразрешением, а значит возникновению у плода осложнений, связанных с недоношенностью, включая респираторный дистресс-синдром, инфекционно-воспалительные заболевания, внутрижелудочковые кровоизлияния, церебральный паралич, задержку когнитивных функций, аутизм, психомоторные, поведенческие и/ или обучающие расстройства. Лечение при ПЭ носит симптоматический характер и единственным действенным методом с доказанным клиническим эффектом является родоразрешение, поэтому резервами снижения материнской и перинатальной заболеваемости и смертности являются прогнозирование, доклиническая диагностика, а также профилактика ПЭ и ее осложнений. Врастание плаценты является актуальной медицинской проблемой, представляющей угрозу для жизни и здоровья как матери, в связи с массивной кровопотерей, так и для новорожденного в связи с недоношенностью. Частота встречаемости ППП варьирует в широком диапазоне значений от 1 случая на 100 родов до 1 случая на 10000 родов, что главным образом объясняется отсутствием четких клинических критериев для постановки диагноза и/или подробного гистологического подтверждения диагноза. Основными факторами риска ППП являются: предлежание плаценты, операция кесарева сечения в анамнезе, внутриматочные операции. Степень инвазивности клеток трофобласта может быть детерминирована как на доимплантационном этапе в период раннего эмбриогенеза, так и после имплантации эмбриона в децидуальный слой матки. Отклонение степени выраженности инвазивных свойств клеток трофобласта от нормы в сторону снижения или увеличения инвазивности предопределяет развитие либо преэклампсии, либо ППП у беременной, соответственно. Попытки диагностировать ПЭ или ППП по циркулирующим белковым биомаркерам заболевания на более ранних сроках беременности нежели родоразрешение не увенчались успехом в первом триместре беременности несмотря на выявленный антиангиогенный фенотип плаценты в случае ПЭ (увеличение соотношения sFlt-1/PlGF) и проангиогенный фенотип плаценты в случае ППП (сниженный уровень экспрессии sFlt-1 и повышенные уровни ангиогенных факторов роста - сосудистого эндотелиального ростового фактора, ангиопоэтина-2) равно как и обнаруженный разнонаправленный характер изменений концентрации ассоциированного с беременностью белка А плазмы (РАРР-А) - пониженный при ПЭ и повышенный при ППП. Учитывая роль эпигенетических механизмов регуляции дифференцировки, миграции и инвазии клеток трофобласта, одними из главных компонентов которой являются малые некодирующие РНК (мнкРНК), проводятся многочисленные исследования по оценке качественного и количественного состава мнкРНК, в частности микроРНК, у женщин с ПЭ или ППП в сравнении с физиологически протекающей беременностью. Несмотря на выявленную предиктивную значимость определенных микроРНК в диагностике развития ПЭ на доклинической стадии ее развития, опубликованные до настоящего времени немногочисленные работы посвящены лишь поздней ПЭ, а не ранней ПЭ, характеризующейся более тяжелым течением с неблагоприятными материнскими и перинатальные исходами. Поэтому остается актуальным сопоставление двух фенотипических вариантов ПЭ по сигнатуре мнкРНК плазмы периферической крови женщин в первом триместре беременности относительно физиологически протекающей беременности. Работ по оценке профиля экспрессии мнкРНК в плазме крови женщин в первом триместре беременности с последующим выявлением ППП на более поздних сроках беременности до настоящего времени не проводилось. Более того, ни в одной работе по исследованию патогенеза ПЭ и ППП не охвачен вниманием другой класс малых некодирующих РНК – пивиРНК, функция которых заключается не только в регуляции экспрессии белок-кодирующих генов, но и в стабилизации генома путем подавления экспрессии транспозонов, равно как и в регуляции уровня метилирования ДНК, влияющей на транскрипционную активность различных участков генома. Впервые именно нами выявлена роль пивиРНК в определении качества эмбриона и его имплантационного потенциала по профилю их экспрессии в среде культивирования эмбриона на стадии морулы и бластоцисты, а также обозначены потенциальные гены-мишени пивиРНК, детерминирующие дифференцировку бластомеров в эмбриобласт и трофобласт. Поскольку дифференцировка клеток трофобласта равно как и их свойства в виде сниженной инвазии при ПЭ и чрезмерно выраженной инвазии при ППП являются ключевым звеном патогенеза обоих осложнений беременности, то в настоящем Проекте впервые планируется идентифицировать специфичные для плаценты мнкРНК (в том числе микроРНК и пивиРНК), являющиеся общими прогностическими на 11-14 неделе беременности маркерами развития как ПЭ, так и ППП, но имеющие разнонаправленный характер изменения уровня экспрессии. Данная поисковая работа в будущем ляжет в основу скринингового анализа течения беременности у женщин в первом триместре с целью прогнозирования развития ПЭ или ППП, своевременного принятия мер для профилактики материнской и перинатальной заболеваемости и смертности.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. А. В. Тимофеева, И. C. Федоров, А. М. Тарасова, К. А. Горина, Ю. В. Сухова, В. А. Гусар, Т. Ю. Иванец Везикулярная и вневезикулярная фракция секреторного кластерина в прогнозировании развития ранней и поздней преэклампсии в первом триместре беременности Bulletin of Russian State Medical University (год публикации - 2022)

2. В.А.Гусар, А.В.Тимофеева, В.В.Чаговец, Н.Е.Кан, Т.Ю.Иванец, Г.Т.Сухих РЕГУЛЯЦИЯ ПЛАЦЕНТАРНОГО ФАКТОРА РОСТА, ОПОСРЕДОВАННАЯ СУМОИЛИРОВАНИЕМ И ЭКСПРЕССИЕЙ miR-652-3р, У БЕРЕМЕННЫХ С РАННЕЙ ПРЕЭКЛАМПСИЕЙ Клеточные технологии в биологии и медицине, 174(1):174-178 (год публикации - 2022)
10.1007/s10517-022-05668-z

3. Тимофеева А.В. Федоров И.С., Сухова Ю.В., Иванец Т.Ю., Сухих Г.Т. Prediction of Early- and Late-Onset Pre-Eclampsia in the Preclinical Stage via Placenta-Specific Extracellular miRNA Profiling IJMS, 28;24(9):8006 (год публикации - 2023)
10.3390/ijms24098006

4. Тимофеева А.В., Федоров И.С., Гохберг Я.А., Калинина Е.А. Оценка рецептивности эндометрия по уровню малых некодирующих РНК в маточном аспирате у женщин на фоне циклической гормональной терапии The Journal “Obstetrics and Gynecology” (Moscow), 7: 90-102 (год публикации - 2023)
10.18565/aig.2023.110

5. Тимофеева А.В., Федоров И.С., Сухова Ю.В., Тарасова А.М., Ежова Л.С., Забелина Т.М., Васильченко О.Н. , Иванец Т.Ю., Сухих Г.Т. Diagnostic Role of Cell-Free miRNAs in Identifying Placenta Accreta Spectrum during the First-Trimester Screening IJMS, 2023, 2023120752. (год публикации - 2023)
10.20944/preprints202312.0752.v1

6. Тимофеева А.В., Федоров И.С., Никонец А.Д., Тарасова А.М., Балашова Е.Н., Дегтярев Д.Н., Сухих Г.Т. Increased Levels of hsa-miR-199a-3p and hsa-miR-382-5p in Maternal and Neonatal Blood Plasma in the Case of Placenta Accreta Spectrum International Journal of Molecular Sciences, 25(24), 13309 (год публикации - 2024)
10.3390/ijms252413309

7. Анжелика Тимофеева, Иван Федоров, Юлия Сухова, Алла Тарасова, Лариса Ежова, Татьяна Забелина, Оксана Васильченко, Татьяна Иванец, Геннадий Сухих Diagnostic Role of Cell-Free miRNAs in Identifying Placenta Accreta Spectrum during First-Trimester Screening International Journal of Molecular Sciences, 25(2), 871 (год публикации - 2024)
10.3390/ijms25020871

8. А.В. Тимофеева, И.С. Федоров, А.М. Тарасова, Т.Ю. Иванец, Е.А. Калинина, С.Г. Перминова, Т.А. Назаренко МАЛЫЕ НЕКОДИРУЮЩИЕ РНК КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЕ БИОМАРКЕРЫ В ОЦЕНКЕ СОСТОЯНИЯ РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ И МОНИТОРИНГА БЕРЕМЕННОСТИ XXXIV Ежегодная международная конференция РАРЧ "Репродуктивные технологии сегодня и завтра", 4-7 сентября 2024, Екатеринбург, Медиа Сфера, с. 20-23 (год публикации - 2024)

9. Тимофеева А.В., Федоров И.С., Тарасова А.М., Никитина И.В. Диагностическая и прогностическая роль секреторного нейропептида прокинетицина 2 в плазме периферической крови новорожденных с ОНМТ и ЭНМТ XVI региональный научно-образовательный форум "Мать и дитя" и Пленум Правления РОАГ, 28-30 июня 2023, с. 27 (год публикации - 2023)

10. Анжелика Тимофеева, Иван Федоров, Алла Тарасова, Юлия Сухова, Вячеслав Колодько, Татьяна Иванец и Геннадий Сухих Universal First-trimester screening biomarkers for diagnosis of preeclampsia and placenta accreta spectrum. Biomolecules, Biomolecules 2025, 15(2), 228 (год публикации - 2025)
10.3390/biom15020228

11. В. А. Гусар, А. В. Тимофеева, И. С. Федоров, А. М. Тарасова, Ю. В. Сухова, Т. Ю. Иванец Новые возможности прогнозирования преэклампсии на основе экспрессии экзосомных белков SUMO Вестник РГМУ НАУЧНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ЖУРНАЛ РНИМУ ИМЕНИ Н. И. ПИРОГОВА, Вестник РГМУ. 2024. №1. С. 55–67. (год публикации - 2024)
10.24075/vrgmu.2024.010

12. А.В. Тимофеева, И.С. Федоров, А.М. Тарасова, Т.Ю. Иванец, Е.А. Калинина, С.Г. Перминова, Т.А. Назаренко Малые некодирующие РНК как перспективные биомаркеры в оценке состояния репродуктивной системы и мониторирования беременности XXXIV Ежегодная международная конференция РАРЧ "Репродуктивные технологии сегодня и завтра" 4-7 сентября 2024, Екатеринбург, с. 23 (год публикации - 2024)

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В Проекте за 2024 год найдены маркерные piwiРНК – hsa_piR_019122, hsa_piR_020497, hsa_piR_019949, piR_019675, циркулирующие в крови женщин на сроке 11-14 недель беременности и являющиеся универсальными молекулами для диагностики преэклампсии и патологического прикрепления плаценты. Их уровень значимо обратно коррелировал с белками, участвующими в процессах ангиогенеза, воспаления, эпителиально-мезенхимального перехода, клеточной пролиферации, адгезии и апоптоза – основных звеньях патогенеза преэклампсии и врастания плаценты: эндоглином, ИЛ-18, VEGF-A, VEGF-C, ангиопоэтином-2, sFASL, HB-EGF, TGFα, и кластерином, что доказывает функциональную значимость маркерных piwiРНК. Впервые создан алгоритм проведения первого скрининга беременности по сочетанному анализу кластерина и hsa_piR_019122, hsa_piR_020497, hsa_piR_019949, piR_019675 в сыворотке крови женщин на предмет оценки риска развития преэклампсии и патологического прикрепления плаценты. Выявлены две микроРНК – miR-16-5p и miR-92a-3p – уровень которых значимо повышается в плазме крови новорожденных первых суток жизни от матерей с ранней и поздней формами преэклампсии, соответственно. Выявлена взаимосвязь данных микроРНК с воспалительными заболеваниями легких (врожденная пневмония, ранний неонатальный сепсис) и ВЖК, что может быть использовано в клинической практике. Выявлены молекулярные основы развития РДС у новорожденных от матерей с патологическим прикреплением плаценты в виде значимого повышения уровня циркулирующих в плазме крови матери и ребенка hsa-miR-382-5p и hsa-miR-199a-3p, отвечающих за формирование правильной архитектоники легочной ткани, синтез сурфактанта в альвеолярных клетках и сосудистый тонус. Продемонстрирован положительный эффект антенатального применения кортикостероидной терапии в период от 2 до 14 дней до родоразрешения на снижение уровня hsa-miR-382-5p и hsa-miR-199a-3p в плазме крови новорожденного. На основе количественного анализа уровней miR-199a-3p и miR-382-5p в плазме крови матери незадолго до родоразрешения построены модели логистической регрессии, обладающие 100% чувствительностью в прогнозировании необходимости инвазивной искусственной вентиляции легких (ИВЛ) или высокочастотной осцилляторной вентиляции легких (ВОВЛ) и 95% чувствительностью в прогнозировании необходимости кардиотонической терапии у новорожденных в раннем неонатальном периоде. В связи с более высокой частотой возникновения преэклампсии или патологического прикрепления плаценты у женщин с бесплодием, ассоциированным не только с качеством эмбриона, но и с рецептивностью эндометрия, был проанализирован маточный аспират методом глубокого секвенирования и ПЦР в реальном времени на предмет выявления маркеров готовности эндометрия к имплантации эмбриона. Построены модели логистической регрессии в виде комбинации количественных характеристик miR-30d-5p, miR-34c-5p, miR-1180-3p, miR-425-5p (64% специфичность, 87% чувствительность) или комбинации содержания miR-1180-3p в маточном аспирате и толщины эндометрия (71% специфичность, 88% чувствительность). Таким образом, предложены способы комплексной оценки репродуктивного здоровья женщины на основе количественной оценки внеклеточных микроРНК и piwiРНК, являющихся маркерами рецептивности эндометрия, а в случае наступления беременности - маркерами риска развития преэклампсии или патологического прикрепления плаценты в рамках проведения скрининга первого триместра равно как и маркерами неонатальных осложнений при данных патологиях.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Разработанные тест-системы возможно использовать при проведении программ ВРТ, скрининга первого триместра беременности и в отделениях интенсивной терапии новорожденных на территории РФ.