ЛАБОРАТОРИЯ АРИТМОГЕНЕЗА

Научные результаты 2017 года

Фибрилляция предсердий (ФП) – наиболее распространенная форма нарушения ритма сердца в клинической практике, встречается у каждого четвертого жителя Европы и США старше 40 лет. ФП является причиной серьезных сердечно-сосудистых осложнений, инвалидизации и смертности. По данным Роттердамского исследования, число пациентов с ФП старше 55 лет к 2060 г. удвоится.

Факторы риска описаны неоднократно, однако на сегодняшний день нет четкого маркера, позволяющего предсказать риск развития ФП. Известно, что у больных с ФП уровень экспрессии АПФ в ткани сердца, в частности, в предсердиях повышен (Goette и др. 2000). Клиническое применение ингибиторов АПФ, а также исследование на трансгенных мышах показали, что повышенная экспрессия АПФ в сердце может быть причинным фактором развития ФП и внезапной сердечной смерти (Kasi и др. 2007, Iravanian, Dudly, 2008. В частности, антифиброзные и противовоспалительные действия субстрата для ACE, AcSDKP, играют особенно важную роль в патогенезе ФП у больных с повышенным уровнем АПФ сердца.

Несмотря на четкую взаимосвязь между уровнем активации АПФ и аритмий, плазменные уровни АПФ не коррелируют с ФП и желудочковых аритмий. Тем не менее, по данным исследований, уровень экспрессии предсердного АПФ у пациентов с ФП увеличивается в 3 раза (Goette и др. 2000). Квантификация АПФ сердечного происхождения (и, в частности, АПФ, полученных из предсердий) в плазме могут быть использованы в качестве прогностического маркера ФП.

Проведенные структурные исследования показали, что «рисунок» («конформационный фингерпринтинг»), характеризующий эффективность связывания набора мАт, направленных к различным эпитопам на поверхности обоих доменов АПФ, является очень чувствительным маркером локальной конформации фермента, которая может меняться при денатурации, связывании ингибиторов и пр. Поскольку в настоящее время эпитопы связывания всех мАт из этого набора уже охарактеризованы, то по изменению связывания того или иного мАт с АПФ можно судить о том, на каком именно участке поверхности белка произошли изменения (Данилов и др. 2010, Крюкова и др. 2015). Мы применили этот подход и продемонстрировали конформационные отличия между АПФ сердца и легких (Тихомирова и др. 2016 г. представил). Мы планируем доказать то, что такие различия могут позволить получение моноклональных антител, способных различать АПФ сердца и легких (Крюкова и др. 2015), что может послужить основой для диагностики и прогнозирования риска ФП – в соответствии с п.п. 1.

В рамках поставленных задач по направлению проекта в 2017 году продолжались работы по получению мАт к АПФ, способных специфично распознавать АПФ, продуцируемый в тканях сердца. Предполагаемый метод основан на возможности детекции увеличенного количества АПФ, происходящего из сердца, в крови больных с увеличенным риском фибрилляции предсердий. Основной задачей для разработки такого метода является дискриминация АПФ, попадающего в кровь из сердца (не больше 1%), и АПФ из легких (который составляет как минимум 75% АПФ крови (Danilov et al. 2017).
Для получения таких антител в первую очередь необходимо выделить достаточное количество чистого препарата АПФ из сердца человека (и из легкого в качестве отрицательного контроля). Следующим этапом планируется гибридизация спленоцитов мыши, иммунизированных препаратом АПФ сердца, с миеломной линией и селекцию гибридом, продуцирующих антитела против АПФ.

Поскольку следующей задачей (после получения таких антител) будет количественный анализ АПФ, приходящего из сердца, в образцах плазмы крови от больных фибрилляцией предсердий, то ещё одной из задач, которая ставилась на 2017 год, была характеристика образцов плазмы крови, собранных у больных с фибрилляцией предсердий, и, в частности, возможная детекция аутоантител к β1-адренорецептору (АутоАт к β1AR). Количественное определение АПФ сердца в плазме больных с ФП в сравнении с плазмой пациентов без ФП, в исследовании позволит оценить применимость данного анализа в качестве прогностического теста для риска ФП.

Зачастую, в основе идиопатической формы ФП лежит генетическая предрасположенность. Фибрилляцию предсердий вследствие генетических причин можно подразделить на семейную и несемейную формы. Генетика семейной формы очень гетерогенна — выделяют более десятка вариантов ФП в зависимости от локализации мутаций, связанных с патологией. В 2017г мы провели генетический анализ больных с идиопатической формой ФП на возможную связь полиморфизмов генов, ассоциированных с несемейной формой – в соответствии с п.п. 2.

Помимо изучения молекулярных и генетических маркеров, в задачи нашего исследования входило изучение биохимических и клинико-инструментальных маркеров фибрилляции предсердий, а также рисков тромбоэмболических осложнений и когнитивных нарушений. Согласно клиническим исследованиям, ишемический инсульт (ИИ) развивается у 20–30% больных с ФП. Наиболее частым субстратом формирования тромба и развития тромбоэмболических (ТЭ) осложнений у больных с неклапанной ФП является ушко левого предсердия. Широко применяемая в настоящее время шкала риска CHA2DS2VASc весьма надежна, однако имеет ряд ограничений. Так, нередко тромбоэмболические события регистрируются у пациентов с низким риском по шкале CHA2DS2VASc. Выполненный анализ показал, что помимо традиционных факторов риска, рассчитанных по шкале CHA2DS2VASc, для развития тромбоза УЛП и/или тромбоэмболических осложнений имеют значение: форма ФП (риск увеличивается пропорционально от пароксизмальной к постоянной форме), наличие феномена спонтанного контрастирования в полости ЛП, снижение пиковой скорости кровотока в ушке левого предсердия, а также тип УЛП по данным КТ — – в соответствии с п.п. 3.
В 2017 г. сотрудники лаборатории аритмогенеза проявили высокую научную активность, в частности, за отчетный период опубликовано 4 научные статьи, из них 3 – в журналах, индексируемых в базе Web of Science; представлено 7 докладов, в том числе 6 на таких престижнейших конференциях, как Европейский конгресс кардиологов 2017 (Барселона), Европейский конгресс по сердечной недостаточности 2017 (Париж), Европейский конгресс по визуализации 2017 (Прага) и др.; ведущим ученым и сотрудниками лаборатории проводились семинары по заданной тематике, прочитаны лекции для аспирантов и ординаторов Центра; проведена III Всероссийская научно-практическая Школа с международным участием, в рамках XXI Всероссийского съезда сердечно-сосудистых хирургов Научного Центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева с Всероссийской конференцией молодых ученых (Школа включена в систему непрерывного медицинского образования с выдачей сертификатов установленного образца МЗ РФ) – в соответствии с п.п. 4; 6; 7; 8.

Особого внимания заслуживает тот факт, что в 2017 г. Лаборатория аритмогенеза включена в структуру Научного центра ССХ им. А.Н. Бакулева, что гарантирует продолжение научно-исследовательской работы в данном направлении по завершении сроков исполнения Мегагранта.

В период реализации проекта — с 2014г по 2016г, в соответствии с планом научно-исследовательских работ, выполнено следующее:

• Проведен анализ мировых баз современной литературы, посвященной молекулярным, генетическим аберрациям и их роли в развитии фибрилляции предсердий, лучевым методам диагностики больных с фибрилляцией предсердий, обзор литературы относительно рекомендаций европейских и американских специалистов в области нарушений ритма сердца, которые претерпели очередные изменения в 2014 и 2016 гг, в частности, ведение больных с фибрилляцией предсердий – их диагностика, антиаритмическая и антикоагулянтная терапия. По результатам аналитической работы опубликован ряд статей (в т.ч. в журналах Web of Science), часть запланированных статей принята к публикации.

• Разработаны алгоритмы забора клинических образцов и проведения клинических исследований; в частности, протокол МРТ исследования с гадолинием больных с фибрилляцией предсердий; протокол ЭФИ исследования больных с фибрилляцией предсердий; протокол оценки мозгового кровотока у больных с фибрилляцией предсердий.

• Собрано репрезентативное количество образцов для отработки методов количественной оценки запланированных.

• Проведена серия экспериментов по фенотипированию АПФ — выявлены конформационные различия в АПФ из различных органов человека (и даже из различных отделах сердца). В настоящее время проводятся лабораторные эксперименты, которые позволяют нам надеяться на возможность получения моноклональных антител, специфичных для АПФ из различных органов.

• Проведена серия экспериментов по биотинилированию АПФ человека, пригодной технологически для дальнейшего получения препаративных количеств препарата АПФ из сердца человека для последующей селекции библиотеки рекомбинантных антител.

• Выполнен ряд исследований по определения экспрессии АПФ и других биомаркеров в крови и биоптатах ткани предсердий у больных с разными формами ФП и контрольных групп. Сопоставления этих маркеров с показателями электрофизиологического и структурно — функционального ремоделирования у больных с разными формами ФП и контрольных групп (с учетом данных ЭХОКГ, МСКТ, МРТ с гадолинием, ЭФИ и др.).

• Проводится секвенирование ДНК у больных с разными формами фибрилляции предсердий и в контрольных группах.

• Анализ значимости сочетания нескольких признаков (молекулярных, генетических, структурно — функциональных) для развития аритмий у конкретного больного.

• Разработан способ оценки риска неблагоприятных кардиальных событий после чрескожного коронарного вмешательства, в результате данной работы подана заявка на авторское изобретение, в качестве результата интеллектуальной деятельности научного коллектива получен патент.

• Разработан способ определения активности ангиотензин-превращающего фермента в тканях сердца, в результате данной работы подана заявка на авторское изобретение – как результат интеллектуальной деятельности научного коллектива.

• Опубликовано 10 научных статей (в настоящее время приняты к публикации еще 2 статьи) в международных высокорейтинговых журналах, индексируемых в сети Web of Science, а также более десяти – в журналах, индксируемых в SCOPUS и РИНЦ.

• Результаты научного исследования неоднократно и успешно представлены на таких престижных международных конференциях, как ежегодный конгресс Американской ассоциации кардиологов (АСС 2014), март 2014, Сан-Диего, США; ежегодный конгресс Европейского общества сердечно-сосудистых хирургов (ESCVS 2015, 2016); ежегодный конгресс Азиатского общества кардио-торакальных хирургов (ASCTS 2015, 2016) и др.

• В рамках реализации гранта созданы и успешно проводятся ежегодные школы с международным участием для врачей – специалистов в области кардиологии и кардиохирургии, которые ежегодно посещают не менее двухсот человек – в том числе и из ближнего и дальнего зарубежья.

• В рамках реализации гранта успешно проводятся ежегодные курсы по повышению квалификации, которые ежегодно посещают не менее тридцати человек.

Объем и характер выполняемых работ полностью соответствует научному плану, перечню показателей эффективности научных работ. Благодаря успешным работам, признанию со стороны научного сообщества, чрезвычайной актуальности данного направления, и, безусловно, высокому профессионализму научного коллектива, по ряду показателей достигнуто перевыполнение плана в сравнении с запланированными. Также, благодаря вышеперечисленным факторам, удалось привлечь значительное внебюджетное финансирование для поддержания работ по Гранту.

Перечень показателей эффективности выполнения научного исследования

 

№ п/п Наименование показателя Ед. изм. 2014 год 2015 год 2016 год
1. Количество кандидатов наук, постоянно работающих в составе научного коллектива лаборатории[i] чел. 7 8 11
2. Количество аспирантов, обучающихся в вузе/научной организации, постоянно работающих в составе научного коллектива лаборатории[ii] чел. 5 10 9
3. Количество студентов, обучающихся в вузе, постоянно работающих в составе научного коллектива лаборатории[iii] чел. 0 0 0
4. Количество статей ведущего ученого в научных изданиях, индексируемых в базе данных «Сеть науки» (Web of Science), написанных совместно с сотрудниками лаборатории по заявленному направлению исследования, либо самостоятельно написанных штатными сотрудниками лаборатории по заявленному направлению исследования. ед. 1 2 2
5. Количество новых образовательных курсов созданных и внедренных в образовательный процесс по заявленному направлению научного исследования ед. 1 1 2
6. Количество докторских диссертаций, защищенных сотрудниками лаборатории по заявленному направлению научного исследования ед. 0 1 1
7. Количество кандидатских диссертаций, защищенных сотрудниками лаборатории по заявленному направлению научного исследования ед. 2 2 2
8. Количество сотрудников, принятых в аспирантуру и докторантуру по заявленному направлению научного исследования или утвержденных в качестве соискателей ученых степеней чел. 0 2 2
9. Количество молодых ученых, специалистов и преподавателей (кандидатов наук в возрасте до 35 лет и докторов наук в возрасте до 40 лет, специалистов и преподавателей без ученой степени в возрасте до 30 лет) из сторонних организаций, прошедших профессиональную переподготовку или повышение квалификации в лаборатории по заявленному направлению научного исследования чел. 10 15 20
10. Количество поставленных на учет объектов интеллектуальной собственности или заявок на регистрацию объектов интеллектуальной собственности по заявленному направлению научного исследования, авторами которых являются сотрудники лаборатории[iv] ед. 0 1* 1*
11. Количество грантов, полученных за время выполнения проекта, руководителями которых являются сотрудники лаборатории ед. 0 1 1
12. Количество коммерческих договоров/контрактов, полученных и выполненных сотрудниками лаборатории за время выполнения проекта ед. 0 1 1
Другие показатели, установленные вузом/научной организацией самостоятельно
13. Количество лекций ведущего ученого для студентов, научных сотрудников и профессорско-преподавательского состава Лекция 2 2 3
14. Количество семинаров, проведенных ведущим ученым Семинар 3 4 4
15. Количество докладов и лекций на российских и международных конференциях Доклад 4 5 6

[i] Указывается планируемое количество кандидатов наук, постоянно работающих в составе научного коллектива лаборатории, но не менее 2-х для вузов и не менее 3-х для научных организаций

[ii] Указывается планируемое количество аспирантов обучающихся в вузе/научной организации, постоянно работающих в составе научного коллектива лаборатории, но не менее 3-х для вузов и не менее 4-х для научных организаций.

[iii] Заполняется только вузами. Указывается количество студентов обучающихся в данном вузе, постоянно работающих в составе научного коллектива лаборатории, но не менее 3-х.

[iv] Обязательными  результатами осуществления научного исследования являются публикация статьи по направлению научного исследования в издании, индексируемом в базе данных «Сеть науки» (Web of Science), и (или) подача заявки на выдачу патента на изобретение, полезную модель или промышленный образец по истечении 18 месяцев после начала осуществления научного исследования, а также публикация статьи по направлению научного исследования в издании, индексируемом в базе данных «Сеть науки» (Web of Science), и (или) получение патента по истечении 30 месяцев после начала осуществления научного исследования.

*- Изобретение

 

Результаты и качество достигнутых результатов за 2015г.

— Коллективом лаборатории в 2015 г. получен грант при поддержке Благотворительного фонда «САФМАР» — Целевая благотворительная программа «Здоровое сердце».
— Результатом научной деятельности лаборатории явился патентный поиск по направлению научно-исследовательской работы. В 2015 г принята к рассмотрению в www.rosrid.ru заявка на патент «Способ оценки риска неблагоприятных кардиальных событий после чрескожного коронарного вмешательства».

Результаты и качество достигнутых результатов за 2014г.

В рамках реализации плана научного исследования за 2014г. сотрудниками лаборатории аритмогенеза были получены следующие достижения:

— Создана научно-исследовательская лаборатория, отремонтирована и оснащена самым современным оборудованием. За отчетный период создана достаточно серьезная инфраструктура лаборатории (закуплено современное оборудование – многофункциональный планшетный анализатор VarioskanFlash, микроспектрофотометр для определения концентрации нуклеиновых кислот, термостат циркуляционный жидкостной, микровесы, pH-метр, холодильные камеры и др.) – оснащение позволяет выполнять на достойном уровне современные биохимические, иммунологические и молекулярно-генетические исследования. Лаборатория приспособлена для адекватного хранения забранного биологического материала на длительные сроки – согласно соответствующих протоколов исследований. В рамках лаборатории аритмогенеза на сегодняшний день начаты и проводятся исследования, запланированные по плану.

— Выполнен анализ современной литературы по проблеме фибрилляция предсердий, в частности сформулированы представления о молекулярных и генетических маркерах ФП в сопоставлении с фенотипическими вариантами, изучена роль различных биомаркеров и факторов воспаления в развитии и прогрессировании ФП, роль и место лучевых методов диагностики у больных с ФП, новейшие алгоритмы ведения пациентов с ФП.

— Создан единый алгоритм забора клинических образцов, биоптатов ткани предсердий и проведения клинических исследований, программа МРТ-исследования с гадолинием, алгоритм электрофизиологического исследования больных с ФП, протокол исследования и оценки мозгового кровообращения у больных с идиопатической формой фибрилляции предсердий в режиме реального времени.

— Создан протокол количественной оценки экспрессии и отработана методика фенотипирования ангиотензин-превращающего фермента в крови и биоптатах ткани предсердий больных ФП. Собрано репрезентативное число образцов для отработки методов количественной оценки исследуемых биомаркеров ФП.

— В связи с запланированным на 2015 год получением биотинилированного АПФ, за отчетный период отработана методика биотинилирования АПФ.

— Формируется база данных пациентов, включенных в исследование.

Заключение: Объем работ, выполненных за отчетный период, полностью соответствуют ранее заявленному плану научного исследования.

Следует особо отметить специфику данного проекта: качественное выполнение научных исследований по указанной тематике невозможно без полноценной клинической составляющей – отделения неинвазивной аритмологии и хирургического лечения комбинированной патологии НЦCCХ им. А.Н. Бакулева. Именно здесь происходит первый контакт с больными, включение их в исследование согласно протоколу, забор клинического материала для проведения исследований, а также подготовка к операции и послеоперационное ведение больных, включенных в исследование.

[an error occurred while processing the directive]
[an error occurred while processing the directive]
[an error occurred while processing the directive]