Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В отчетный период в образцах миокарда, полученных от 199 пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН), развившейся на фоне ишемической болезни сердца, проведен анализ уровня экспрессии гена бета1-адренорецепторов ADRB1, гена фосфоламбана PLN, гена Ca2+-АТФазы ATP2A2 и кодируемого им белка SERCA2a, гена RYR2 и кодируемых им рианодиновых рецепторов, гена и белка кальсеквестрина CASQ2. Все перечисленные белки являются важнейшими компонентами Ca2+-транспортирующей системы саркоплазматического ретикулума (СР) кардиомиоцитов, нарушения в их активности и содержание может приводить к развитию сократительной дисфункции миокарда и нарушениям ритма сердца. В рамках проекта был сформирован банк РНК и кДНК. Генетический материал получен из ушка правого предсердия, иссекаемого при подключении аппарата искусственного кровообращения во время плановой операции коронарного шунтирования. Для проведения полимеразной цепной реакции в реальном времени были использованы коммерческие праймеры и TaqMan зонды российского производства. Определение содержания белков SERCA2a, RyR2, CASQ2 осуществлялось методом иммуноблоттинга с использованием моноклональных антител. В исследуемой выборке обнаружена обратная зависимость между экспрессией гена ADRB1 и фракцией выброса левого желудочка (ЛЖ). В то же время экспрессия ADRB1 коррелировала с экспрессией гена ATP2A2. В свою очередь, экспрессия гена ATP2A2 прямо зависела от индекса массы тела, и для пациентов с ожирением характерен наиболее высокий уровень экспрессии гена ATP2A2, что может свидетельствовать об адаптивной реакции в ответ на увеличенную нагрузку на сердце. При анализе влияния лекарственных препаратов (бета-адреноблокаторы, ингибиторы АПФ, статины, антиагрегантные препараты) на уровень экспрессии изучаемых генов выявлена связь между приемом препаратов ацетилсалициловой кислоты (АСК) на момент поступления и уровнем экспрессии генов ATP2A2 и ADRB1, при этом экспрессия обоих генов была более высокой у пациентов, принимавших препараты АСК. Важно отметить, что среди пациентов, принимавших препараты АСК на момент поступления, гипертрофия ЛЖ встречалась с меньшей частотой, чем среди пациентов, не принимавших препараты АСК. В то же время у пациентов с гипертрофией ЛЖ экспрессия гена ADRB1 оказалась снижена. У пациентов с гипертрофией ЛЖ также оказалось сниженным содержание рианодиновых рецепторов в ткани миокарда. Более того, низкое содержание белка RyR2 и экспрессии гена RYR2 выявлено у пациентов с недостаточностью митрального или трикуспидального клапанов сердца по сравнению с пациентами без этих нарушений. В то же время при низкой фракции выброса ЛЖ содержание белка RyR2 оказалось более высоким. Прием бета-адреноблокаторов на момент поступления влиял на уровень экспрессии гена RYR2 и белок RyR2: у пациентов, принимавших препараты, уровень экспрессии был ниже, а содержание белка выше, чем в группе без бета-адреноблокаторов. Так как каждый сократительный цикл сопровождается высвобождением Ca2+ из СР через рецепторы RyR2, нарушение их экспрессии и активности является фактором риска сократительной дисфункции миокарда, кардиомиопатии или повышенной тенденции к спонтанным выбросам Ca2+ из СР, приводящим к аритмиям. Обнаружена прямая корреляция между экспрессией генов RYR2 и CASQ2. CASQ2 связывает Ca2+ внутри терминальных цистерн СР после обратного захвата ионов SERCA2a из миоплазмы во время диастолы и участвует в регуляции освобождения Са2+ в миоплазму через RyR2. При низкой концентрации Ca2+ CASQ2, связанный с триадином и джунктином, ингибирует активность RyR2. При повышении концентрации Ca2+ связь между белками-партнерами ослабевает, позволяя RyR2 открыться. Как и в случае RyR2, экспрессии гена CASQ2 обратно коррелировала с фракцией выброса ЛЖ. Кроме того, у пациентов с инфарктом миокарда (ИМ) в анамнезе уровень экспрессии гена CASQ2 оказался в 1,5 раза выше, чем у лиц без ИМ. Значимые результаты получены при анализе уровня экспрессии генов и белков в зависимости от наличия сахарного диабета 2-го типа (СД2). У пациентов с СД2 по сравнению с лицами без гипергликемии, в том числе нарушения толерантности к глюкозе, оказались более высокие уровни экспрессии гена RYR2 и самих рианодиновых рецепторов RyR2. Кроме того, экспрессия гена CASQ2 также оказалась повышенной при СД2. В выборке пациентов также была оценена связь уровней экспрессии генов и белков с ритмом фибрилляции предсердий (ФП), выявленном при поступлении пациентов в стационар. Так как наличие в анамнезе ИМ является фактором риска развития нарушений ритма сердца, было сформировано две подгруппы пациентов - с ИМ в анамнезе и без ИМ в анамнезе. В подгруппе без ИМ у пациентов с ФП оказалось значительно повышенным содержание белка SERCA2a по сравнению с лицами с синусовым ритмом, в то время как экспрессия гена ATP2A2 была снижена. Кроме того, при ритме ФП оказались повышенными экспрессия гена CASQ2 и экспрессия гена PLN. В то же время в подгруппе пациентов с ИМ наблюдались иные зависимости. Так, у лиц с ритмом ФП оказалась снижена экспрессия гена RYR2, а содержание белка RyR2 и экспрессия гена ADRB1, наоборот, были выше, чем у лиц с синусовым ритмом. Таким образом, в выборке больных хронической сердечной недостаточностью ишемического генеза получены результаты, показывающие сопряженность уровня экспрессии генов ATP2A2, RYR2, CASQ2, PLN, ADRB1, белков SERCA2a, RyR2, CASQ2 с тяжестью сократительной дисфункции миокарда. Проанализировано влияние лекарственных препаратов на уровень экспрессии изучаемых генов и белков. Получены результаты, показывающие связь экспрессии генов и белков с ритмом фибрилляции предсердий. Результаты, полученные в отчетный период, изложены в 5 публикациях, в том числе принятых в печать в издания, представленные в системе Web of Science и Scopus. Кроме того, результаты были представлены на VIII Международном образовательном форуме «Российские дни сердца» (ФГБУ «НМИЦ ИМ. В. А. Алмазова» Минздрава России, Санкт-Петербург, 22–24 апреля 2021 г) и на международном онлайн конгрессе EHRA 2021 (23-25 апреля 2021 г).

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
В рамках проекта по оценке ассоциации экспрессии генов Ca(2+)-транспортирующих белков саркоплазматического ретикулума (СР) кардиомиоцитов с тяжестью течения хронической сердечной недостаточности (ХСН) было обследовано 214 пациентов с хронической ишемической болезнью сердца. Материалом исследования были интраоперационные биоптаты сердца – ушко правого предсердия, иссекаемые при подключении аппарата искусственного кровообращения во время плановой операции коронарного шунтирования. В образцах миокарда методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени оценена экспрессия гена триадина TRDN и гена джунктина ASPH относительно генов «домашнего хозяйства» GAPDH и ACTB. Выполнено определение содержания белков джунктина и фосфоламбана (PLN) методом вестерн-блоттинга. Оценку уровня бета1-адренорецепторов (бета1-АР) проводили с помощью иммуноферментного анализа. Между пациентами с ФК I, II, III ХСН отсутствовали различия по уровню экспрессии генов TRDN и ASPH, белка джунктина, в том числе при разделении выборки на группы в зависимости от перенесенного в прошлом инфаркта миокарда (ИМ). Пациенты с ХСН с сохраненной фракцией выброса левого желудочка (ХСНсФВ), с промежуточной ФВ ЛЖ (ХСНпрФВ) и низкой ФВ ЛЖ (ХСНнФВ) также показали сопоставимые значения экспрессии генов TRDN, ASPH и белка джунктина. Но в группе без ИМ у пациентов с ХСНсФВ экспрессия гена ASPH оказалась значительно ниже, чем при ХСНпрФВ. Кроме того, выявлено, что в группе без ИМ с увеличением конечного диастолического объема увеличивается и экспрессия генов TRDN и ASPH, а при увеличении экспрессии генов ASPH и TRDN снижалась экспрессия гена кальсеквестрина CASQ2. Однако в группе с перенесенным в прошлом ИМ при повышении КСО, КДО и при дилатации левого предсердия уровень белка джунктина снижался. У пациентов с ИМ при гипертрофии ЛЖ экспрессия генов TRDN и ASPH оказалась в 1,5-3 раза ниже, чем в миокарде пациентов без гипертрофии. Экспрессия гена TRDN оказалась сниженной в 3 раза и при диастолической дисфункции ЛЖ в группе с ИМ. Выявлена прямая корреляция между содержанием белков PLN и SERCA2a как в общей выборке, так и в группах без ИМ и с наличием ИМ в прошлом. Экспрессия белка PLN оставалась на одном уровне у пациентов без ИМ и с ИМ и при разных ФК ХСН. Но у пациентов с ИМ выявлена прямая линейная зависимость между уровнем белка PLN и фракцией выброса ЛЖ. У пациентов с диастолической дисфункцией ЛЖ уровень белка PLN оказался значительно выше, чем у пациентов без нарушения. Бета1-АР играют важную роль в работе белков Ca2+-транспортирующей системы СР кардиомиоцитов, нарушение которой может приводить к развитию сердечной недостаточности. В исследуемой выборке экспрессия гена ADRB1 оказалась повышенной в группе с ИМ по сравнению с пациентами без ИМ в анамнезе. В группе с ИМ обнаруживалась линейная взаимосвязь между экспрессией гена ADRB1 и уровнем бета1-АР, чего не наблюдалось среди пациентов без ИМ. Вероятно, повышенная экспрессия гена ADRB1 у пациентов с ИМ является компенсаторным механизмом в ответ на уменьшение сократительной функции миокарда вследствие постинфарктного кардиосклероза. Однако в группе без ИМ уровень бета1-АР в образцах миокарда пациентов с ФК III ХСН оказался самым высоким по сравнению с образцами от пациентов с ФК I и ФК II. В общей выборке уровень бета1-АР оказался самым высоким у пациентов с ХСНнФВ. Пациенты с ХСНнФВ - это лица, перенесшие в прошлом ИМ, и повышение уровня бета1-АР может рассматриваться как компенсаторный процесс при сниженной сократительной способности миокарда. Фибрилляция предсердий (ФП) является самым частым нарушением ритма сердца у больных ХСН и может являться как следствием, так и причиной ХСН. У пациентов с ритмом ФП оказался значительно повышен уровень экспрессии гена CASQ2. Более высокий уровень экспрессии CАSQ2 возможно рассматривать как благоприятный фактор для сохранения сократительной функции миокарда. Однако если у пациентов с синусовым ритмом уровень белка CASQ2 прямо коррелировал с джунктином и RyR2, и RyR2 коррелировал с джунктином, то при ритме ФП линейная зависимость сохранялась только между CASQ2 и джунктином. Если при синусовом ритме при увеличении КСО и КДО и снижении фракции выброса ЛЖ уровень RyR2 снижался, то при ритме ФП какая-либо линейная корреляция уровня RyR2 с параметрами ЭхоКГ отсутствовала. Среди пациентов с ритмом ФП выявлена сильная обратная корреляция между экспрессией гена RYR2 и индексом сферичности ЛЖ, а также между экспрессией гена CASQ2 и индексом сферичности ЛЖ. Также была умеренная обратная связь экспрессии гена RYR2 с конечным диастолическим объемом. У пациентов с ритмом ФП при дилатации ЛП экспрессия гена ATP2A2 оказалась выше, чем у пациентов без дилатации ЛП. Кроме того, в группе пациентов с ФП без значимых повреждений миокарда и клинически выраженной ХСН более высокая экспрессия белка SERCA2a регистрировалась при больших значениях КСО и КДО, хотя эти показатели были в пределах референсных значений. Возможно, избыточная гемодинамическая нагрузка на предсердие при ФП адаптивно приводит к увеличению экспрессии SERCA2a. Таким образом, у пациентов без ИМ экспрессия генов ASPH и TRDN увеличивалась при развитии сократительной дисфункции миокарда. Однако у пациентов с ИМ в прошлом при компенсаторной гипертрофии ЛЖ и при ДД ЛЖ экспрессия исследуемых генов, наоборот, снижалась. Кроме того, у пациентов с ИМ при более высоких значениях КДО и КСО, при дилатации ЛП отмечалось сниженное содержание белка джунктина. Выявлена прямая линейная взаимосвязь между уровнем фосфоламбана и SERCA2a. У пациентов без ИМ в анамнезе, но с диастолической дисфункцией ЛЖ уровень белка PLN оказался выше, чем у пациентов без этого нарушения. В то же время у пациентов с перенесенным в прошлом ИМ ухудшение систолической функции миокарда сопровождалось снижением уровня белка PLN. При нарушении сократительной функции миокарда вследствие ИМ компенсаторно увеличивается экспрессия гена ADRB1 и бета1-АР. Но у пациентов при ХСНпрФВ количество бета1-АР оказалось значительно снижено без изменения экспрессии гена ADRB1. У пациентов с ритмом ФП уровень экспрессии гена CASQ2 оказался повышен по сравнению с пациентами с синусовым ритмом. У пациентов с ФП, в отличие от пациентов с синусовым ритмом, отсутствовала линейная корреляция между белками CASQ2 и RyR2, ASPH и RyR2. Также у пациентов ФП отсутствовала линейная связь белка RyR2 с фракцией выброса ЛЖ, которая была выявлена у пациентов с синусовым ритмом. При развитии структурных изменений миокарда, ассоциированных с сократительной дисфункцией, экспрессия генов CASQ2 и RYR2 снижалась, а экспрессия гена ATP2A2 повышалась. По результатам работы за второй год проекта были подготовлены 2 оригинальные статьи. Первая опубликована в журнале "Bulletin of Experimental Biology and Medicine" (Web of Science/Scopus), вторая принята в печать в журнал "Бюллетень сибирской медицины / Bulletin of Siberian Medicine" (Web of Science/Scopus). Кроме того, опубликованы тезисы в журнале "European Heart Journal" (Web of Science Q1, WOS: 000720456903594), этот же материал представлен в виде электронного постерного доклада на международном конгрессе ESC Congress 2021 - The Digital Experience. Также результаты исследования представлены на IV Российской междисциплинарной научно-практической конференции с международным участием "Сахарный диабет – 2021: от мониторинга к управлению" и на Российском национальном конгрессе кардиологов 2021.