КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
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 19-75-20033

НазваниеИзучение в динамике транскриптомных и протеомных маркеров риска тяжелых осложнений беременности, приводящих к преждевременным родам

РуководительГлотов Андрей Сергеевич, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регионФедеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии имени Д.О. Отта", г Санкт-Петербург

Года выполнения при поддержке РНФ 2019 - 2022 

КонкурсКонкурс 2019 года по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Объект инфраструктуры Научный парк СПбГУ

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины, 05-109 - Клиническая лабораторная диагностика и нанотехнологии в медицине

Ключевые словаПреждевременные роды, преэклампсия, гестационный диабет, транскриптом, РНК, микроРНК, протеом, амилоиды, биомаркеры

Код ГРНТИ34.15.49, 76.29.48, 76.03.39


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Преждевременные роды (ПР) относятся к важнейшей научно-практической проблеме в сфере охраны здоровья матери и ребенка. ПР являются причиной более половины всех случаев смерти новорожденных. По данным ВОЗ ежегодно в мире рождается около 15 миллионов детей раньше срока. Более миллиона малышей умирают из-за осложнений, связанных с ПР. В России ежегодно рождается более 110 тысяч недоношенных детей (более 5% от всех родившихся). Особое значение ПР обусловлено высоким уровнем детской заболеваемости и инвалидизации. ПР сопряжены с серьезными финансовыми последствиями для семьи и государства. Они негативно влияют на физическое и психическое здоровье женщины. Недоношенные дети нуждаются в специализированной врачебной помощи. Для их выхаживания требуется более высокотехнологичный и дорогостоящий уход. При этом уровень здоровья людей, которые родились раньше срока, на протяжении всей жизни остается ниже, чем у тех, кто родился в срок. К значимым факторам риска развития ПР относят различные осложнения беременности (преэклампсия, гестационный сахарный диабет, отслойка плаценты и др.). Несмотря на длительную историю изучения, этиология и патогенез наиболее распространенных и тяжелых осложнений беременности остаются по-прежнему малопонятными. В настоящее время во всем мире активно проводятся исследования по поиску молекулярных маркеров осложнений беременности. Одним из наиболее перспективных подходов является анализ изменений на уровне транскриптома и протеома. На сегодняшний день проведен целый ряд таких исследований, выявлены различные типы РНК и белки, уровень которых меняется в случае развития патологий при беременности. Однако несмотря на многочисленные исследования, вопрос прогнозирования осложнений беременности, включая ПР, остается открытым, что обуславливает необходимость проведения настоящего исследования. Особенностью данного проекта является комплексный подход к поставленной проблеме. План работы включает проспективный сбор биоматериала от пациентов на разном сроке беременности, а также во время и после родов для исследования транскриптома и протеома. Такой подход позволит создать уникальную коллекцию биоматериала с клиническими характеристиками пациентов (первый, второй, третий триместр, до и после родоразрешения) и их детей. Сбор биологического материала будет проводиться в соответствии с разработанными стандартными операционными процедурами (СОП), что обеспечит качество исследований и снизит частоту ошибок, связанных с преаналитическим этапом. Единый электронный каталог данных позволит использовать собранный биоматериал для проведения фундаментальных и прикладных научных исследований в областях, связанных не только с ПР, но и с другими проблемами акушерства и гинекологии, что определяет несомненную значимость коллекции. В связи с тем, что сбор биоматериала займет определенное продолжительное время, для сохранности проб будут использованы самые совершенные криохранилища на объекте инфраструктуры, что гарантирует высокое качество дальнейшей экспериментальной работы. Экспериментом предусмотрен анализ только части проб (в зависимости от исхода беременности), что позволит провести дорогостоящее исследования направленно (объект инфраструктуры гарантирует проведение транскриптомных и протеомных исследований быстро и качественно) и не тратить избыточные средства и время на их реализацию. Проект направлен на решение трех основных задач: 1. Изучение в динамике транскриптомных маркеров риска тяжелых осложнений беременности (тотальная микроРНК), приводящих к преждевременным родам (преэклампсия, гестационный диабет и другие) 2. Изучение в динамике протеомных маркеров риска тяжелых осложнений беременности, приводящих к преждевременным родам (преэклампсия, гестационный диабет и другие) 3. Оценка возможности использования изученных маркеров для доклинического предсказания риска развития осложнений беременности. Таким образов, главной целью проекта является создание более совершенных диагностических систем для выявления пациенток с повышенным риском патологий, а также оценки эффективности терапии, что позволит в будущем обеспечить лучшую до- и послеродовую медицинскую помощь.

Ожидаемые результаты
В результате выполнения проекта будут получены приоритетные результаты, представляющие интерес как для фундаментальной науки – прежде всего, в области омиксных технологий, так и для практической медицины - для понимания молекулярных основ патогенеза преждевременных родов и поиска эффективных биомаркеров осложнений этого заболевания. Пользу от данного исследования (а в перспективе - практическое применение) получат, в первую очередь, научные и академические сообщества, перинатальные центры, родильные дома, организации, проводящие клинические исследования и, в конечном счете, пациенты, так как будут найдены новые биомаркеры. Основные ожидаемые результаты: - протоколы обследования пациентов, сбора и хранения биообразцов (кровь женщин и их новорожденных, ткань плаценты, моча), включая ИС и СОПы. - коллекция биообразцов женщин (крови и мочи) на разных сроках беременности (первый, второй, третий триместр, до и после родоразрешения), биообразцов плаценты и плода (пуповинной крови). - электронный каталог собранного биоматериала с анамнестическими и клинико-лабораторными данными пациентов. - коллекция биообразцов пациентов с наиболее тяжелыми и распространенными осложнениями беременности, связанными с ПР (преэклампсия, гестационный диабет и другие) и группы сравнения, коллекции образцов РНК и белков из отобранного биоматериала. - изучение профиля РНК отобранных образцов с помощью технологии высокопроизводительного секвенирования. - изучение протеомных маркеров в отобранных образцах. - сравнительный анализ транскрипционных и протеомных профилей биообразцов пациентов с осложнениями беременности и группы сравнения на разных сроках беременности. - комплексный анализ лабораторных, клинических и молекулярно-генетических данных. - новые транскрипционные и протеомные маркеры, ассоциированные с тяжелыми осложнениями беременности. - верификация полученных данных альтернативными молекулярно-генетическими методами. - установление молекулярно-генетических взаимодействий и метаболических путей, лежащих в основе патогенеза осложнений беременности. - оценка использования выявленных биомаркеров (включая РНК и протеомные маркеры) для доклинического предсказания риска развития осложнений беременности. - алгоритм молекулярно-генетической диагностики тяжелых осложнений беременности и прототип тест-систем раннего скрининга. В целом, реализация данного проекта даст толчок для проведения дальнейших исследований как на уровне СПбГУ (будет создан банк новых биообразцов), так и для НИИ АГиР им.Д.О.Отта - для которого проект не только позволит повысить уровень исследований, создаст задел на будущее, но и позволит разработать новые алгоритмы диагностики и индивидуальной профилактики осложнений беременности. Проект будет выгоден городу и стране в целом, так как позволит сгенерировать новые знания, полезные как для фундаментальных, так и для клинических исследований, что в конечном счете, приведет к пользе для конкретных пациентов в виде новых тест-систем, алгоритмов ведения родов, снижения репродуктивных потерь. Распространение результатов проекта планируется путем (а) публикаций в научных журналах, а затем с помощью пресс-релизов для более широкого сообщества, включая общие и более специализированные СМИ, как в печатных, так и в онлайн-версиях; (б) распространение информации на международных научных конференциях, презентациях на семинарах для студентов, ученых и врачей. Все планируемые результаты оригинальны, носят приоритетный характер, будут получены с применением всего арсенала современных молекулярно-генетических, биоинформатических и статистических методов анализа. Они полностью соответствуют мировому уровню в данной области науки, принципиально важны для углубленного понимания молекулярно-генетических механизмов, регулирующих репродуктивную функцию человека.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Для реализации настоящего проекта разработаны и утверждены «Этическим комитетом при ФГБНУ «НИИ АГиР им. Д.О. Отта» протокол исследования, информированное согласие (ИС), медицинская карта участников исследования. Разработаны 11-ть стандартных операционных процедур (СОПов), необходимых для сбора, подготовки и хранения биоматериала. Проведена экспериментальная верификация разработанных СОПов и оценка качества заполнения медицинской документации. Используя разработанные СОПы, собрано 4189 аликвот биоматериала от 158 женщин с анамнестическими и клинико-лабораторными данными. Создан электронный каталог коллекции. На хранение в объект инфраструктуры (РЦ «Центр Биобанк» Научного парка СПБГУ) передано 2664 аликвот биоматериала (цельная кровь, плазма, сыворотка, моча). Собраны образцы плаценты от 5-ти пациенток. На длительное хранение в объект инфраструктуры передано 30 образцов. Подобраны оптимальные условия для выделения РНК, включая микроРНК, из образцов крови с РНК-стабилизирующим буфером, образцов плаценты и лейкоцитов. Установлено, что наиболее предпочтительным является использование реагента “Trizol для первичной обработки биоматериала. Подобраны оптимальные условия для выделения РНК для жидких образцов (цельная кровь, плазма и сыворотка крови). Выделение малых РНК из плазмы и сыворотки крови подтверждено методом секвенирования следующего поколения. Апробирован метод детекции протеомных маркеров в образцах мочи на примере выявления амилоидных агрегатов у беременных с преэклампсией с помощью CRD-теста. Проведена оптимизация данного метода и создан его ускоренный вариант. Показана перспективность использования экспресс-теста для выявления беременных с риском преэклампсией.

 

Публикации

1. Герасимова Е.М., Федоров С.А., Качкин Д.В., Вашукова Е.С., Глотов А.С., Чернов Ю.О., Рубель А.А. Protein misfolding during pregnancy: New approaches to preeclampsia diagnostics International Journal of Molecular Sciences, 20(24), 6183 (год публикации - 2019).

2. Ткаченко А.А., Илларионов Р.А., Вашукова Е.С., Глотов А.С. Publication-based analysis of miR-210 dependent biomarkers of pre-eclampsia Biological Communications, - (год публикации - 2019).


Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Продолжен сбор образцов для исследования: за 2020 год собрано 3000 образцов от 72 пациенток, всего за время проекта собрано 7189 образцов от 208 пациенток с анамнестическими и клинико-лабораторными данными. На длительное хранение в объект инфраструктуры (РЦ «Центр Биобанк» Научного парка СПБГУ) передано 2826 образцов. Проведена апробация методов исследования микроРНК с помощью полногеномного секвенирования на объекте инфраструктуры с помощью секвенаторов следующего поколения Hiseq2500 и Miseq. Полученные данные позволили определить общее количество прочтений для секвенирования для каждого типа биообразцов, необходимое для достоверной обработки данных. Для лейкоцитов, цельной крови беременной, плаценты, пуповинной крови - 4-6 млн прочтений, сыворотки и плазмы крови беременной - 10-12 млн прочтений, мочи - более 18 млн прочтений. Разработаны девять стандартных операционных процедур (СОПов), необходимых для выделения малых РНК из собранного биоматериала, подготовки библиотек кДНК-копий малых РНК, оценки качества полученных РНК и библиотек, секвенирования библиотек с помощью высокопроизводительного секвенирования, а также для анализа образцов мочи на основе связывания белков с красителем Конго красным (экспресс-CRD-теста). Проведена экспериментальная верификация разработанных СОПов. В результате анализа публикаций и, используя методы биоинформатики, отобраны 55 микроРНК, потенциально являющихся маркерами наиболее распространенных осложнений беременности (преждевременных родов, гестационного сахарного диабета и преэклампсии). Оценена возможность детекции этих микроРНК в собранном биоматериале путем секвенирования библиотек кДНК-копий малых РНК, выделенных из плазмы и сыворотки крови 8 женщин без патологий беременности на разных сроках гестации. Все отобранные микроРНК были обнаружены в плазме и сыворотке крови женщин без осложнений беременности. Показана неэффективность использования CRD-теста для детекции амилоидных агрегатов в сыворотке крови беременных женщин с преэклампсией. Все окрашенные Конго красным образцы сыворотки крови беременных с преэклампсией и группы сравнения не сохраняли окраску после отмывки мембраны. Вместе с тем показана возможность детекции амилоидных агрегатов в сыворотке крови беременных с помощью красителя тиофлавина Т. С помощью экспресс-CRD-теста протестированы образцы мочи от 139 женщин, родоразрешившихся к августу 2020 года. Ни у одной из женщин не была диагностирована преэклампсия во время беременности, и ни один из образцов, не продемонстрировал аффинность к Конго красному (показатель CRR менее 15%).

 

Публикации

1. - Найдены молекулярные маркеры осложнений, приводящих к преждевременным родам Мультимедийный портал «Поиск», 05.06.2020 (год публикации - ).

2. - Ученые исследовали ключевые молекулярные пути развития осложнений при беременности Пресс-служба РНФ, 04.06.2020 (год публикации - ).

3. - Публикация в журнале Molecular Sciences Новости и события ФГБНУ "НИИ АГиР им.Д.О.Отта", 04.09.2020 (год публикации - ).

4. Барбитов Ю.А., Царев А.А., Вашукова Е.С., Максютенко Е.М., Коваленко Л.В., Белоцерковцева Л.Д., Глотов А.С. A Data-Driven Review of the Genetic Factors of Pregnancy Complications MDPI AG, International Journal of Molecular Sciences, 21(9), 3384 (год публикации - 2020).

5. Илларионов Р.А., Косякова О.В., Вашукова Е.С., Юркина Н.О., Баклейчева М.О., Долгова Ю.С., Сушко Т.А., Еремеева Д.Р., Зайнулина М.С., Ярмолинская М.И., Беспалова О.Н., Глотов А.С. Особенности создания коллекции образцов беременных женщин на разных сроках гестации для поиска ранних биомаркеров преждевременных родов Кардиоваскулярная терапия и профилактика, - (год публикации - 2020).

6. Косякова О.В., Беспалова О.Н., Сейидова Ч.И., Глотов А.С. Роль маркеров воспалительного ответа в прогнозировании преждевременных родов Российский вестник акушера-гинеколога, Т. 20. № 3. С. 18-23 (год публикации - 2020).