Острый коронарный синдром (ОКС) – новые биомаркеры
Острый коронарный синдром (ОКС) остается наиболее распространенной причиной смерти по всему миру. ОКС происходит при недостаточности кровоснабжения миокарда, что ведёт к его ишемии и некрозу.
Существует три основных варианта ОКС:
- ОКС без подъема сегмента ST,
- ОКС с подъёмом сегмента ST и
- нестабильная стенокардия.
Лечение заболевания зависит от варианта ОКС, и диагностика данных типов основана на комбинации клинических данных, таких как результаты электрокардиографии (ЭКГ) и биомаркеры плазмы (например, сердечный тропонин).
Авторы статьи предлагают применение циркулирующих внеклеточных ДНК (цвкДНК) как дополнительного биомаркера ОКС, в том числе для дифференциальной диагностики трех типов инфаркта миокарда. Применение цвкДНК основано на выходе содержимого клетки, включая генетический материал, при ее повреждении и некрозе и попадании данных веществ в сосудистое русло.
В первом этапе исследования приняли участие 29 человек: 8 здоровых, 8 пациентов с ОКС с подъемом сегмента ST, 7 пациентов с ОКС без подъема сегмента ST и 6 пациентов с нестабильной стенокардией. Средний возраст составил 61,5 год. Для второго этапа, валидации, в работу были включены 2 здоровых участника, 4 пациента с ОКС с подъемом сегмента ST, 3 пациента с ОКС без подъема сегмента ST и 2 пациента с нестабильной стенокардией. Для диагностики инфаркта миокарда были использованы стандартные протоколы, однако после согласия пациентов была взята венозная кровь для выделения цвкДНК.
Для дифференциальной диагностики видов ОКС авторы использовали профили метилированных ДНК. Были определены клеточноспецифичные типы ДНК метилирования для выявления происхождения цвДНК, а также для поиска основанных на метилировании биомаркеров для стратификации пациентов.
В ходе работы было идентифицировано более 100 основанных на метилировании маркеров, ассоциированных с различными видами ОКС. Масса выделенной цвкДНК варьировала от 2,68 нг/мл (у здорового участника) до 60,65 нг/мл (у пациента с ОКС с подъемом сегмента ST). Все пациенты с ОКС, вне зависимости от его типа, имели большую массу выделенной цвкДНК в сравнении со здоровым контролем. Однако масса цвкДНК между разными вариантами ОКС не имела статистически значимой разницы, что не повзоляет диагностировать тип ОКС только по массе.
Авторы предположили, что, поскольку в основе ОКС лежит снижение притока крови к миокарду, ассоциированное с воспалительными процессами, типы клеток, отвечающие за повышение уровня цвкДНК в крови, будут также специфичными для конкретной патологии. Для проверки данной гипотезы авторы провели деконволюцию – полногеномное бисульфитное секвенирование образцов цвкДНК. Данный метод позволил выделить клеточноспецифические паттерны метилирования и, таким образом, через цвкДНК найти задействованные в патологическом процессе клетки.
Дальнейший анализ показал, что многие из маркеров были ассоциированы с генами, связанными с сердечно-сосудистыми заболеваниями и воспалением. Было обнаружено 1637 дифференциальных метилированных участков в сравнении пациентов с ОКС и группой контроля. Для ОКС с подъемом сегмента ST значимо было увеличено количество метилированных участков в области метаболического пути, связанного с гомеостазом. Данный набор генов содержит ряд генов, участвующих в коагуляции, процессе, который зачастую активируются во время ОКС.
Важно отметить, что данный способ выявляет не только генетический материал погибших кардиомиоцитов, но и всех клеток, участвующих в развитии ОКС, что позволяет получить более полную картину о патогенезе заболевания.
Таким образом, цвДНК метилирование показало достоверные результаты, и может стать инструментов для неинвазивной диагностики острых сердечно-сосудистых событий. Данный метод не ограничивается острыми состояниями и потенциально может быть использован для диагностики хронических сердечно-сосудистых заболеваний.
Источник: CuadratR.R.C. etal. Cardiovascular disease biomarkers derived from circulating cell-free DNA methylation // NAR Genomics Bioinforma. 2023. Vol. 5, № 2. P. lqad061.
Перевод и адаптация Шадеркина Анастасия (команда Доквей), Сеченовский университет, Москва.