ЛАБОРАТОРИЯ АРИТМОГЕНЕЗА
Отчеты

 

Фибрилляция предсердий (ФП) является наиболее частым видом аритмии, причина которой заключается в хаотической электрической активности предсердий. Этот вид нарушений ритма опасен развитием тромбоэмболических осложнений (в частности, — ишемических инсультов), увеличивает риски смертности и развития сердечной недостаточности. Учитывая распространенность данного вида аритмий и предполагаемый рост их числа в будущем, медицинскую и социальную значимость проблемы трудно переоценить.

Существующие сегодня подходы в лечении ФП состоят в коррекции сердечно- сосудистой патологии, являющейся непосредственной причиной аритмии, назначении антикоагулянтов, выборе лечебной тактики — контроле ритма или частоты желудочковых сокращений. Большинство указанных подходов не учитывают современных представлений о механизмах, вызывающих данный вид нарушений ритма сердца. В результате, целый ряд подходов и схем профилактики ФП, эффективных в условиях эксперимента или при обсервационных наблюдениях, потерпели фиаско в крупных рандомизированных исследованиях, а эффективность наиболее радикальных методов лечения, в том числе РЧА, не превышает 50- 65%.
В апреле 2016г. группа известных ученых из целого ряда европейских стран приняла Консенсус, своеобразную «дорожную карту» о том, как известные механизмы ФП должны быть «транслированы» в реальную клиническую практику (Fabritz L., 2016). Иными словами, как можно приблизиться к сокращению разрыва между базисными представлениями о ФП и их клиническим приложением.

Выполняемое в рамках гранта исследование направлено на изучение молекулярных механизмов фибрилляции предсердий и создание принципиально новых возможностей их диагностики в клинической практике.

Центральное место в исследовании занимает исследование ангиотензин- превращающего фермента (АПФ) как важнейшего триггера в механизме развития фибрилляции предсердий. «Трансляция» результатов этих исследований в клиническую практику связана с разработкой авторским коллективом принципиально нового метода для выявления пациентов с высоким риском ФП по анализу крови на кардиоспецифичную фракцию АПРФ на основе создания новых моноклональных антител.

Ангиотензин-Превращающий Фермент (АПФ) метаболизирует различные биологически активные пептиды (Ангиотензин 1, Брадикинин, Ac-SDKP и др.) и занимает центральное место в системе интегративного взаимодействия целого ряда органов и систем организма. Было показано, что у пациентов с ФП имеется трехкратное увеличение экспрессии АПФ в предсердии (Goette A.2000). Экспрессия АПФ увеличивается и в мелких сосудах миокарда у больных, умерших в результате внезапной смерти (Bohle, Danilov, et al.). Доказательства связи системы АПФ были убедительно продемонстрированы в эксперименте: так, ФП была зарегистрирована у трансгенных мышей, у которых уровень экспрессии АПФ в тканях сердца был повышен в 100 раз по сравнению с обычным; они имели увеличенные размеры левого предсердия, высокую предрасположенность к развитию фатальных аритмий и внезапной смерти (Xiao H., 2004).

Таким образом, количественная оценка общей экспрессии АПФ у конкретного больного, и, главное, «сердечной фракции АПФ», может иметь диагностическое значение. С другой стороны, наиболее клинически важным и малоинвазивным методом явилась бы возможность определять АПФ из сердца непосредственно в периферической крови. Однако растворимый АПФ крови примерно на 75 % происходит из капилляров легких, а доля АПФ из сердца в общем содержании АПФ в крови составляет не более 1%. Долю АПФ сердца, «приходящую» в кровь можно было бы оценить и таким образом выявить больных с увеличенной экспрессией АПФ в сердце (то есть с высоким риском ФП). Принципиально, такая возможность связана с получением антител, специфически «узнающих» только АПФ сердца человека. Концептуальной целью нашей работы является разработка нового метода для выявления пациентов с высоким риском развития ФП по анализу крови на АПФ на основе получения новых моноклональных антител (мАТ). В результате нами получен ряд новых мАТ, распознающих «сердечную» фракцию АПФ и мы продолжаем работать над повышением специфичности разрабатываемого принципиально нового диагностикума. Мы предполагаем, что именно эта категория больных будет наиболее адекватно отвечать на назначение ингибиторов АПФ — одного из наиболее распространенного класса препаратов.

Принципиальная возможность создания такого метода обусловлена существенными отличиями локальной конформации АПФ, синтезированного в разных органах и тканях человека, которые обнаружены с помощью нового метода – конформационного фингерпринтинга (Danilov et al. 2010). Конформационный фингерпринтинг, в свою очередь, основан на анализе связывания панели из 16 моноклональных антител (мАт), полученных к различным картированным эпитопам на поверхности АПФ человека (Danilov et al. 1994, Skirgello et al. 2006, Balyasnikova et al. 2007, Danilov et al. 2007, Naperova et al, 2008, Gordon et al 2010) с АПФ из разных органов и тканей.

Первым этапом на пути достижения этой цели было выполненное нами полное фенотипирование АПФ в тканях сердца человека и сравнение АПФ сердца с АПФ, продуцируемого эндотелиальными (легкие) и эпителиальными (семенная жидкость) клетками. В результате нами было показано, что локальная конформация АПФ из эпителиальных клеток – простаты, эпидидимиса и в семенной жидкости (Крюкова и члены лаборатории, 2015) значительно отличается от АПФ из легких, а локальная конформация как АПФ из эпителиальных клеток, так и АПФ из эндотелиальных клеток легких, значительно отличается от конформации АПФ сердца (Тихомирова и члены лаборатории, 2017 – в печати). Эти различия демонстрируют принципиальную возможность получения моноклональных антител, «различающих» АПФ, синтезированный в разных органах и, в частности, отличающих АПФ, произведенный в легком (основной поставщик АПФ в крови) и АПФ, произведенный в сердце (результаты последней гибридизации клеток, проведенной в декабре 2016 года, представлены в отчете).

Таким образом, конкретной задачей проекта на данном этапе является получение принципиально нового диагностикума, содержащего мАт к АПФ, способных распознавать АПФ, продуцирумый в тканях сердца с высокой степенью специфичности.

Мы провели две успешные гибридизации спленоцитов мышей, иммунизированных АПФ и две селекции фаговых библиотек для поиска моноклональных и синтетических антител, распознающих тканеспецифичные виды АПФ. В будущих исследованиях мы продолжим работу в этом направлении для создания высокоспецифичного диагностикума, способного с высокой степенью достоверности дискриминировать проаритмогенные риски и «большие сердечные осложнения» (Выполнение п.п. 3.2. и 3.5.). Подготовлена и подана заявка на патентование «Способа определения активности ангиотензин-превращающего фермента в тканях сердца» — регистрационный №2016145113 (Выполнение п.п. 3.6.).

В задачи нашего исследования входило изучение генетических, электрофизиологических, провоспалительных маркеров фибрилляции предсердий, а также рисков тромбоэмболических осложнений и когнитивных нарушений. В нашем исследовании мы оценили роль фиброза предсердий, выявленного при магнитно-резонансных исследованиях с контрастированием у больных с разными формами ФП и показали его значение в качестве маркера идиопатической формы аритмии, ассоциированной с повышенным провоспалительным статусом (Выполнение п.п. 3.3. и 3.5.). Мы также доказали роль провоспалительных факторов и факторов индукции фиброза в развитии идиопатической ФП, в том числе и у пациентов с сохранными размерами полостей сердца и отсутствием структурных аномалий.

Нами доказана роль эпикардиального жира в развитии ФП, в том числе идиопатического характера даже при нормальных размерах левого предсердий. ЭЖ «окутывающет» предсердия и желудочки сердца и обладает выраженными паракринными и провоспалительными эффектами, реализуемыми за счет продукции адипокинов, хемокинов, провоспалительных цитокинов и ростовых факторов (Morady F., 2016). В нашем исследовании доказано, что эпикардиальный жир связан с развитием провоспалительного статуса у больных с идиопатической фибрилляцией предсердий и является одной из мишеней в лечении ФП. В качестве маркера эпикардиального жира мы использовали толщину соответствующего слоя, оцененного с помощью валидных методик — КТ и МРТ (Голухова и члены лаборатории, представлена в печать) (Выполнение п.п. 3.3. и 3.5.).

ФП, а также ряд структурных аномалий сердца могут приводить к нарушениям экспрессии или посттрансляционной регуляции ионных каналов. Эти нарушения способны приводить к укорочению рефрактерных периодов в ткани предсердий, что предрасполагает к развитию ри -ентри или удлинению потенциала действия в предсердиях, развитию триггерной активности. Электрофизиологические варианты ремоделирования при ФП доказаны нами в серии электрофизиологических исследований, выполняемых в клинической практике при проведении электрофизиологических исследований и процедуры РЧА (Выполнение п.п. 3.3. и 3.5.).

Дебют ФП в молодом возрасте зачастую связан с генетическими вариантами. Так, в настоящее время в связи с идиопатической ФП описано 17 полиморфизмов в 14 генетических локусах, причём 4 из них находятся в 4q25. Измененный уровень экспрессии PITX2 mRNA вызывает сложные нарушения экспрессии генов в ионных каналах левого предсердия, предрасполагающие к развитию ФП и не сопровождающихся структурными аномалиями. Эти же особенности могут предопределять ответ на назначение соответствующего антиаритмика. Ген PITX2 кодирует один из транскрипционных факторов, регулирующих, в частности, развитие левого предсердия и легочных вен (Mommersteeg, 2007).

C точки зрения патогенеза идиопатической ФП интерес представляют полиморфизмы в некодирующей области 4q25, в частности — rs2200733 или rs10033464. На основании полученных нами результатов впервые показано, что вариант Т полиморфизма rs2200733 является фактором риска идиопатической ФП (не связанной с гипертензией, ИБС и клапанной патологии) для российской популяции (Голухова и члены лаборатории. 2017- представлена в печать) (Выполнение п.п. 3.4, 3.5. и 3.8 ).

Генотип пациентов с ФП в области полиморфизма 2200733 может служить прогностическим критерием эффективности терапии антиаритмическими препаратами и эффективностью РЧА Так, согласно литературным данным у носителей аллеля Т увеличен риск рецидива предсердной тахикардии/фибрилляции после РЧА. В будущих исследованиях мы планируем рассмотрение этих полиморфизмов в качестве прогностического критерия эффективности интервенционных процедур.

Данные целого ряда мета- анализов свидетельствуют о тесной связи ФП с развитием когнитивных нарушений и даже деменцией. Наиболее частой причиной последних являются т.н. «немые» инсульты, причиной которых может стать микроэмболизация в сосуды головного мозга. В нашем исследовании выявлены достоверные связи типа фибрилляции предсердий с тяжестью когнитивных расстройств (при постоянной форме ФП последние встречались в 91% случаев, даже не смотря на прием антикоагулянтов), развитием «немых» инсультов по данным МРТ, степенью риска тромбоэмболических осложнений (по шкале CHA2DS2-VASc) и, что было доказано впервые,- степенью повышения венозного давления. Последнее свидетельствует о роли и распространенности флебогипертензии в развитии когнитивных нарушений у больных с ФП (Кабисова и члены лаборатории, 2016, в печати).

Трансляция полученных данных в реальную клиническую практику предусматривает создание молекулярных и биохимических маркеров, отражающих процессы молекулярного и патофизиологического ремоделирования в ткани предсердий и не требующих непосредственного «доступа» к собственно предсердиям — морфологическому субстрату аритмии.

Основные реализованные нами задачи в изучении молекулярных механизмов ФП состоят в создании высокоспецифичных и доступных в клинической практике методов их диагностики, и, следовательно, — выборе персонализированной терапии и профилактики данного вида аритмий. Это своеобразная модель «трансляционных» исследований, когда результаты научных изысканий являются фрагментами в сложном пазле ФП, а в совокупности они должны использоваmьcя для улучшения результатов клинической практики.