Выявление взаимосвязи между митохондриальными мутациями и воспалительным ответом моноцитов/макрофагов при метаболическом синдроме

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
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 проекта 23-15-00061

НазваниеВыявление взаимосвязи между митохондриальными мутациями и воспалительным ответом моноцитов/макрофагов при метаболическом синдроме

Руководитель Литвинова Лариса Сергеевна, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" , Калининградская обл

Конкурс №80 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-101 - Экспериментальная медицина

Ключевые слова метаболический синдром, воспаление, моноциты, макрофаги, толерантность, ожирение, сахарный диабет 2 типа, атеросклероз, гетероплазмия митохондриальных мутаций, провоспалительные цитокины, мтДНК

Код ГРНТИ76.29.30

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Глобальная пандемия метаболического синдрома (МС), ассоциированная с колоссальными расходами на ведение пациентов и лечение сопутствующих заболеваний, является важной проблемой общественного здравоохранения и ставит перед научным сообществом задачи, направленные на разработку протоколов для систематического скрининга, ранней диагностики, клинической оценки пациентов, выявления высокого риска развития сахарного диабета 2 (СД 2) типа или сердечно - сосудистых заболеваний (ССЗ) и внедрение терапевтических подходов, базирующихся на понимании патофизиологии и генетической основы заболевания, ориентированных на комплексные нарушения, а не на критерии отдельных компонентов МС. Концепция МС идентифицирует определенную группу пациентов с общей патофизиологией под диагностическим кодом МКБ-9: 277.7. МС рассматривается Национальной образовательной программой по холестерину (NCEP) ATP III (2002) как эквивалент риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Так, прогрессирование МС приводит к развитию CCЗ, печеночной дисфункции, ретинопатии, почечной недостаточности, снижению когнитивных функций, развитию инфекционных и онкологических заболеваний, значительно снижая уровень жизни пациентов, способствуя их инвалидизации и высокому риску ранней смертности от осложнений (около 4 миллионов смертей в год). МС затрагивает около 25% населения мира (1959 миллиарда человек) и ежегодно этот показатель увеличивается. МС ассоциируют со старением иммунной системы, митохондриальной дисфункцией, повышенной продукцией активных форм кислорода, вызывающих хроническое вялотекущее воспаление, на фоне метаболической активации костного мозга, индукции гемопоэза, в частности моноцитоза. Существует тесная связь между ожирением, диабетом и лейкоцитозом, особенно миелоидного происхождения. Так, гипергликемия приводит к гликозилированию различных белков и неспецифической провоспалительной активации моноцитов и макрофагов; при этом макрофагальные клетки приобретают фенотип, близкий к М1-поляризованным макрофагам, начинают активно продуцировать широкий спектр провоспалительных цитокинов. Вместе с тем изменяется и метаболический профиль клеток, запускаются анаэробные процессы, приводящие к синтезу большого количества активных форм кислорода. В итоге, происходит повреждение митохондрий и прогрессирование митохондриальной гетероплазмии, что снижает эффективность работы иммунокомпетентных клеток. Таким образом, формируется «порочный круг», поддерживающий хроническое воспаление. Наличие гетероплазмии мтДНК в моноцитах является, с одной стороны, фактором риска развития компонентов МС (ожирение, СД 2 типа, ГБ), а с другой - может значительно усугублять течение заболевания. В целом, проект направлен на решение научной проблемы, касающейся поиска новых факторов риска и диагностических маркеров МС. Исследование феномена гетероплазмии митохондриальных мутаций в циркулирующих моноцитах позволит установить связи между наличием мутантных копий мтДНК и развитием воспалительной реакции (на основе анализа продукции моноцитами медиаторов воспаления), а также выявить роль митохондриальной дисфункции в контексте стерильного воспаления при МС. Разработка новых подходов к прогностике, диагностике и терапии, на основе полученных данных, позволит снизить количество осложнений и смертность у пациентов с МС. Научная новизна планируемого нами исследования определяется выявлением новых / неспецифических факторов риска развития компонентов метаболического синдрома, а также потенциальных биомаркеров - митохондриальных мутаций, показателей воспалительного ответа моноцитов/макрофагов, с идентификацией значимых взаимосвязей между исследуемыми параметрами.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Тодосенко Н.М., Хазиахматова О.Г., Малащенко В.В., Юрова К.А., Бограя М.М., Бецекая М.А., Вульф М.А., Газатова Н.Д., Литвинова Л.С. Mitochondrial Dysfunction Associated with mtDNA in Metabolic Syndrome and Obesity MDPI. International journal of molecular sciences, Int J Mol Sci; 24(15):12012 (год публикации - 2023)
10.3390/ijms241512012

2. Тодосенко Н.М., Хазиахматова О.Г., Малащенко В.В., Юрова К.А., Бограя М.М., Белецкая М.М., Вульф М.А., Михайлова Л.В., Минченко А., Сороко И.В., Хлусов И.А., Литвинова Л.С. Adipocyte- and Monocyte-Mediated Vicious Circle of Inflammation and Obesity (Review of Cellular and Molecular Mechanisms) MDPI. International journal of molecular sciences, Int J Mol Sci; 31;24(15):12259 (год публикации - 2023)
10.3390/ijms241512259

3. Е.В. Кириенкова, М.А. Вульф Р.М. Турсунов, Л.С. Литвинова ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Калининград: Издательство Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта, Калининград: Издательство Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта, 2023. 141 с. (год публикации - 2023)

4. Сафиуллина Л.А., Вульф М.А., Газатова Н.Д., Литвинова Л.С. Взаимосвязь полиморфных вариантов гена VDR с уровнем витамина D и цитокинов у больных сахарным диабетом 2 типа с ожирением Вестник уральской медицинской академической науки, Вестник уральской медицинской академической науки №4, 2023, спецвыпуск (год публикации - 2023)

5. Кириенкова Е.В., Вульф М.А. Турсунов Р.М., Литвинова Л.С. Ситуационные задачи по патофизиологии. Часть 1 Издательство Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта, Калининград, Ситуационные задачи по патофизиологии. Часть 1 : учебно-методическое пособие / Е.В. Кириенкова, М.А. Вульф, Р.М. Турсунов, Л.С. Литвинова. — Калининград : Издательство БФУ им. И. Канта, 2024. — 180 с (год публикации - 2024)

6. Малащенко В.В., Газатова Н.Д., Мелащенко О.Б., Хазиахматова О.Г., Бограя М.М., Белецкая М.А., Литвинова Л.С. Анализ уровней продукции провоспалительных цитокинов in vitro моноцит/макрофагами у пациентов с метаболическим синдромом Сборник тезисов IV Конференции по лечению и диагностике сахарного диабета. "ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ ДИАБЕТОЛОГИЯ В 21 ВЕКЕ: ОТ ТЕОРИИ К ПРАКТИКЕ". Москва, 2024 Издательство: ООО "Типография "Печатных Дел Мастер", В книге: Фундаментальная и клиническая диабетология в 21 веке: от теории к практике. Сборник тезисов IV Конференции по лечению и диагностике сахарного диабета. Москва, 2024. С. 61. (год публикации - 2024)

7. Хакимий А.А., Декенова Ж., Турсунов Р.М., Кириенкова Е.В., Литвинова Л.С. Изучение динамики индекса массы тела и провоспалительных цитокинов у больных ожирением с СД 2-го типа до и после гастрошунтирования Материалы IV Балтийского симпозиума по иммунологии, молекулярной и регенеративной медицине с международным участием. Сборник "МЕХАНИЗМЫ ВОСПАЛЕНИЯ И РЕГЕНЕРАЦИИ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ" Калининград, 2024 Издательство: Балтийский федеральный университет им. И. Канта , В сборнике: Механизмы воспаления и регенерации в норме и при патологии. Материалы IV Балтийского симпозиума по иммунологии, молекулярной и регенеративной медицине с международным участием. Калининград, 2024. С. 31-33. (год публикации - 2024)

8. Кириенкова Е.В., Литвинова Л.С., Вульф М.А. Вклад молекул с провоспалительным действием в патогенез ожирения и сахарного диабета 2-го типа Кардиологический вестник., Кардиологический вестник. 2024. Т. 19. № 2-2. С. 21. (год публикации - 2024)

9. Кириенкова Е.В., Вульф М.А., Литвинова Л.С., Турсунов Р.М. Pathophysiology of blood Kaliningrad : Immanuel Kant Baltic Federal University Press, PATHOPHYSIOLOGY OF BLOOD. Kirienkova E.V., Vulf M.A., Litvinova L.S., Tursunov R.M. Калининград, 2023. (год публикации - 2023)

10. Малащенко В.В., Хазиахматова О.Г., Юрова К.А., Тодосенко Н.М., Бограя М.М., Газатова Н.Д., Мелащенко О.Б., Белецкая М.А., Литвинова Л.С. Characteristics of the proinflammatory response of monocytes/macrophages in patients with metabolic syndrome, exemplified by the production of IL-6 and MCP-1 Russian Journal of Immunology, Russian Journal of Immunology, 2024, 27(4), страницы 877–882 (год публикации - 2024)
10.46235/1028-7221-16912-COT

11. Тодосенко Н., Юрова К., Хазиахматова О., Вульф М., Бограйя М., Иванов П., Литвинова Л. (Epi)genetic Aspects of Metabolic Syndrome Pathogenesis in Relation to Brain-derived Neurotrophic Factor Expression: A Review Gene Expression, Gene Expression The Journal of Liver Research, 2024, 23(2), страницы 127–138 (год публикации - 2024)
10.14218/GE.2023.00202

12. Малащенко В.В., Хазиахматова О.Г., Юрова К.А., Тодосенко Н.М., Газатова Н.Д., Бограя М.М., Белецкая М.А., Мелащенко О.Б., Литвинова Л.С. Провоспалительный ответ моноцитов/макрофагов у больных метаболическим синдромом с ИМТ 30-40 кг/м2 Сборник "Механизмы воспаления и регенерации в норме и при патологии" по материалам IV Балтийского симпозиума по иммунологии, молекулярной и регенеративной медицине с международным участием. Издательство: Балтийский федеральный университет им. И. Канта, Калининград, Сборник "Механизмы воспаления и регенерации в норме и при патологии" по материалам IV Балтийского симпозиума по иммунологии, молекулярной и регенеративной медицине с международным участием. Калининград, 2024. С. 94-96. (год публикации - 2024)

13. Тодосенко Н., Юрова К., Вульф, М., Хазиахматова, О., Литвинова Л. Prohibitions in the meta-inflammatory response: a review Frontiers in Molecular Biosciences, Frontiers in Molecular Biosciences, 2024, 11, 1322687 (год публикации - 2024)
doi.org/10.3389/fmolb.2024.1322687

14. Литвинова Л., Вульф М., Юрова К., Хазиахматова О., Малащенко В., Бограя М., Козлов И., Тодосенко Н. Mitochondria and lipid droplets: focus on the molecular structure of contact sites in the pathogenesis of metabolic syndrome Current Medicinal Chemistry, Current Medicinal Chemistry. 2024. Т. 31. (год публикации - 2024)
10.2174/0109298673309247240610050423

15. Воронова С.С., Горбачева А.М., Бограя М.М., Вульф М.А., Минченко А.Н., Литвинова Л.С. Экспрессия генов системы митохондриального разобщения в печени пациентов с метаболическим синдромом и их вклад в системное воспаление Сборник "Механизмы воспаления и регенерации в норме и при патологии" по материалам IV Балтийского симпозиума по иммунологии, молекулярной и регенеративной медицине с международным участием. Издательство: Балтийский федеральный университет им. И. Канта, Калининград, Сборник "Механизмы воспаления и регенерации в норме и при патологии" по материалам IV Балтийского симпозиума по иммунологии, молекулярной и регенеративной медицине с международным участием. Калининград, 2024. С. 140-142 (год публикации - 2024)

16. Воронова С.С., Бограя М.М., Минченко А.Н., Вульф М.А., Литвинова Л.С. Возможные ингибиторы de novo липогенеза в печени пациентов с метаболическим синдромом ХИМБИОSEASONS 2024 Сборник тезисов докладов X юбилейного всероссийского форума молодых исследователей. Калининград, 2024 Издательство: Балтийский федеральный университет им. И. Канта, Калининград, Сборник тезисов докладов X юбилейного всероссийского форума молодых исследователей "ХИМБИОSEASONS 2024", Калининград, 2024, С. 175. (год публикации - 2024)

17. Кириенкова Е.В., Вульф М.А., Турсунов Р.М., Литвинова Л.С. TYPICAL PATHOLOGICAL PROCESSES Издательство Балтийского федерального университета, г. Калининград, Kaliningrad: Immanuel Kant Baltic Federal University Press, 2025. — 71 p. (год публикации - 2025)

18. Воронова С.С., Бограя М.М., Малащенко В.В., Хазиахматова О.Г., Шнар В.А., Белецкая М.А., Литвинова Л.С. Исследование ассоциаций между уровнем экспрессии генов митохондриального разобщения (ANT2 и UCP2) и секрецией цитокинов CD14+ клетками у больных метаболическим синдромом JOURNAL of THEORETICAL and CLINICAL MEDICINE, №4, С. 70-73 (год публикации - 2025)

19. Кириенкова Е.В., Вульф М.А., Турсунов Р.М., Литвинова Л.С. PATHOPHYSIOLOGY OF THE DIGESTIVE AND EXCRETORY SUSTEMS Издательство: Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта, г. Калининград, Kaliningrad, 2025. (год публикации - 2025)

20. МАЛАЩЕНКО В.В., ХАЗИАХМАТОВА О.Г., ЮРОВА К.А., БОГРАЯ М.М., ГАЗАТОВА Н.Д., ВУЛЬФ М.А., ТОДОСЕНКО Н.М., МЕЛАЩЕНКО О.Б., БЕЛЕЦКАЯ М.А., ЛИТВИНОВА Л.С. ПРОЯВЛЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ ХРОНИЧЕСКОГО ВОСПАЛЕНИЯ ПРИ МЕТАБОЛИЧЕСКОМ СИНДРОМЕ НА ПРИМЕРЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРОВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ МОНОЦИТ/МАКРОФАГОВ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ КЛЕТОЧНОЙ МОДЕЛИ ВЕСТНИК УРАЛЬСКОЙ МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИЧЕСКОЙ НАУКИ, Т. 22. № 3. С. 233-246. (год публикации - 2025)
10.22138/2500-0918-2025-22-3-233-246

21. Вульф М.А., Бограя М.М., Воронова С.С., Малащенко В.В., Белецкая М.М., Литвинова Л.С. Анализ уровня гомо- / гетероплазмии мтДНК и экспрессии гена MT-CYB в моноцитах больных ожирением Патологическая физиология и экспериментальная терапия (год публикации - 2026)

22. Тодосенко Н., Юрова К., Вульф М., Хазиахматова О., Малащенко В., Хлусов И., Комар А., Козлов И., Литвинова Л. THE ROLE OF MICRORNAS IN MITOCHONDRIAL HOMEOSTASIS AND THEIR INVOLVEMENT IN THE PATHOGENESIS OF OBESITY AND METABOLIC SYNDROME: A FOCUS ON MITOMICRORNAS CURRENT MEDICINAL CHEMISTRY, 2025. Т. 32. (год публикации - 2025)
10.2174/0109298673361354250224060829

23. Воронова С., Бограя М., Кошель А., Малащенко В., Вульф М., Белецкая М., Литвинова Л. Mitochondrial Heteroplasmy in Blood Monocytes of Patients with Metabolic Syndrome: A Pilot Study of Associations with the Cardiometabolic Environment and Cell Secretory and Expression Profiles Gene Expression (год публикации - 2026)

24. Тодосенко Н., Юрова К., Хазиахматова О., Вульф М., Малащенко В., Комар А., Козлов И., Хлусов И., Литвинова Л. The Role of (Nuclear) Lipid Droplets in the Pathogenesis of Metabolic Syndrome Frontiers in Bioscience-Landmark, Т.30, №6, 26742. (год публикации - 2025)
10.31083/FBL26742

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Сформирована группа пациентов с МС – 100 человек (ИМТ 35,60 (32,80-40,28) кг/м2; средний возраст 44 (36,75-53,25) лет; окружность талии 108 (97,75-118) см; 71 женщина, 29 мужчин), прошедшие обследование и верификацию диагноза в клинико-диагностическом центре БФУ им. И. Канта. Сформирована группа условно-здоровых доноров (далее, УЗД) – 80 человек (ИМТ 24,05 (22,68-26,03) кг/м2; cредний возраст 41 (37-49) лет; окружность талии 80 (72,75-89) см; 56 женщин, 24 мужчин). На основании утвержденного протокола исследования и полученных результатов, дополнена база данных клинико-лабораторных характеристик групп участников исследования. Выполнение культурального блока исследований было проведено в соответствии с разработанным на первом году выполнения проекта дизайном. Были проведены следующие работы: - выделение и культивирование моноцитов (CD14), полученных из образцов крови больных МС, вошедших в исследование (20 человек) и УЗД (80 человек); - создана коллекция супернатантов культуральной жидкости больных МС и условно здоровых доноров, для анализа уровней провоспалительных цитокинов, по следующим точкам: Образец 1: базальная секреция через 24 ч инкубации; Образец 2: ЛПС-стимулированная секреция через 24 ч инкубации; Образец 3: базальная секреция на 7-е сутки культивирования; Образец 4: повторно стимулированная секреция на 7-е сутки культивирования. Образец 5: первично стимулированная секреция на 7-е сутки культивирования. Дополнительно, нами были получены предварительные данные о продукции провоспалительтных факторов - IL-6 и MCP-1 культурами моноцит/макрофагов, в рамках описанной выше модели. В целом, соотношение показателей продукции IL-6 и MCP-1 культурами моноцит/макрофагов может указывать на чувствительность этих клеток у больных МС к провоспалительным стимулам, и, как следствие, способность поддерживать хроническое воспаление. Таким образом, на фоне МС наблюдается формирование провоспалительного микроокружения, что приводит к снижению функциональной активности моноцит/макрофагов. В этих условиях, повторная стимуляция клеток ЛПС приводит к менее выраженному ответу, посредством продукции провоспалительных цитокинов (IL-6, и MCP-1), чем первичная. Следует отметить, что чувствительность к провоспалительным стимулам при длительном культивировании сохраняется только у клеток, полученных от больных МС с ИМТ > 40 кг/м2, что может свидетельствовать о наличии фенотипа у этой категории лиц, ассоциированного с хроническим воспалением и как следствие, о снижении пластичности моноцит/макрофаг-опосредованного иммунного ответа. Далее, согласно дизайну исследования, были получены препараты ДНК из моноцитов (CD14), выделенных из крови больных МС (20 человек) и УЗД (80 человек), для последующего определения гетероплазмии митохондриальных мутаций. Сформирована коллекция образцов ДНК больных МС (в целом, 100 пациентов) и условно здоровых доноров (80 человек), для последующего определения гетероплазмии митохондриальных мутаций. В отчетном периоде (2024 год) нами было принято решение провести секвенирование не только образцов ДНК пациентов с МС, а также взять в работу образцы ДНК здоровых доноров – для увеличения публикационной активности в отношении интересующих нас 10 позиций (652 delG, 1555 A>G, 3256 C>T, 3336T>C, 5178C>A , 12315 G>A, 13513 G>A, 14459 G>A, 14846 G>A, 15059 G>A) митохондриального генома. В целом, в отчетный период было проведено определение полной нуклеотидной последовательности митохондриальной ДНК в 93 образцах ДНК участников исследования (1. группа условно здоровых доноров - 35 чел.; 2. больные МС (ожирение с СД2Т или ИР) - 38 чел.; 3. больные МС, но без выраженных нарушений углеводного обмена - 20 чел.). Секвенирование ДНК-библиотеки осуществляли на секвенаторе GenoLаb M (GeneMind, Китай). Для интересующих нас 10 позиций (652 delG, 1555 A>G, 3256 C>T, 3336T>C, 5178C>A , 12315 G>A, 13513 G>A, 14459 G>A, 14846 G>A, 15059 G>A) митохондриального генома был проведен точный подсчет числа прочтения с соответствующим нуклеотидом, и оценен уровень гетероплазмии в этих позициях в среднем по выборке. На основе подсчета точного числа прочтений, дана характеристика уровня гетероплазмии в 10 сайтах мтДНК, для которых ранее была показана гетероплазмия, ассоциированная с развитием патологии. Нами был проведен поиск корреляций между уровнями гетероплазмий в 10 таргетных позициях мтДНК и клинико-лабораторными показателями у обследованных пациентов. Выявлено, что гетероплазмия в позиции 5178 мтДНК имеет значимые корреляции со стажем диабета; 14459G>A со степенью стеноза в сосудах в группе больных МС; 5178С>A с уровнем холестерина и ЛПНП; 3256C>T с уровнем БЕЛобщ и ТГ; 15059G>A с вчCРБ. Среди “одиночных” корреляций следует отметить взаимосвязь 14846A с ЛПВП. Сравнение уровней встречаемости 10 гетероплазмий интереса было проведено между тремя указанными выше группами. Выявлена повышенная встречаемость гетероплазмии мтДНК 15059А у пациентов с НТГ по сравнению с УЗД. Кроме этого, встречаемость гетероплазмии 15059А положительно коррелирует с уровнем вчСРБ и КА в крови у пациентов. Таким образом, среди анализируемых гетероплазмий в мтДНК моноцитов было выявлено несколько перспективных, в контексте метаболического синдрома. Наиболее интересными, на наш взгляд, представляются гетероплазмии, коррелирующие с биохмическими параметрами липидного обмена: в частности, с фракциями холестерина в крови. В рамках работы по проекту были подготовлены и опубликованы 4 статьи в российских и международных высокорейтинговых журналах (белый список), входящих в 1-2-й и 4-й (Russian Journal of Immunology) квартили. Опубликовано 2 учебно-методических пособия, освещающие фундаментальные аспекты и ситуационные задачи выполнения проекта. Результаты, полученные в рамках проекта, были доложены и обсуждены на 8-ми научных мероприятиях.

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
При матеболическом синдроме (МС) выявлено изменение секреторной активности моноцитов периферической крови, in vitro они демонстрируют сниженную базальную секрецию цитокинов: MCP-1, TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8 и IL-10. Данный факт может быть результатом обратной связи: подавление их базальной продукции в моноцитах под влиянием высокого уровня провоспалительных цитокинов на фоне хронического воспаления. Для IL-6 и IL-10, но не для других исследуемых цитокинов, показано дополнительное усиление их ЛПС-стимулированной секреции моноцитами больных МС, относительно условно здоровых доноров. Это может быть следствием как «обогащения» субпопуляционного состава моноцитов периферической крови «промежуточными» и «неклассическими» моноцитами, так и потенциальной супрессорной активностью IL-6. У больных МС в долгосрочной перспективе возможно формирование частичной иммунологической толерантности к провоспалительным стимулам. Важную роль в in vitro исследовании активности моноцит/макрофагов играет корректное формирование групп исследования. В частности, деление групп исследования по ИМТ в ряде случаев, может быть более информативным, чем вариант, основанный на группировке данных по компонентам МС. Мы предполагаем, что это может быть обусловлено вкладом висцеральной жировой ткани в развитие патологического ожирения. Установлено, что мтДНК моноцитов периферической крови больных МС и условно здоровых доноров имеет от 0 до 9 низко-уровневых (уровень замен 5-10% в этих точках) гетероплазмий и 0-8 средне-уровневых (уровень замен 10-95% в этих точках) гетероплазмий. Альтернативные гомоплазмии (свыше 95% нуклеотидов в этой позиции – замены) представлены значительно чаще: от 8 до 42 альтернативных гомоплазмий на мтДНК у человека. Группы исследования не различались по количеству и распределению вариантов мтДНК. Однако было показано, что гетероплазмичные мутации в мтДНК ассоциированы с кардио-метаболическими параметрами (уровнем стеноза сосудов, показателями липидного, углеводного обменов). Альтернативные гомоплазмии были ассоциированы с ключевыми биохимическими показателями (щелочная фосфатаза, креатинин, билирубин), характеризующими функциональное состояние метаболически-активных органов и тканей. Наконец, гетероплазмичные мутации среднего уровня в моноцитах регулируют их цитокин-продуцирующую активность: согласно результатам мультифакторного анализа, около 15% цитокиновой секреции моноцитов определяется особенностями их мтДНК. Таким образом, несмотря на небольшое число обнаруженных вариантов мтДНК, они вносят статистически-значимый вклад в формирование кардио-метаболического профиля пациентов с МС. В рамках этого проекта впервые была освещена ассоциация вариабельности мтДНК моноцитов человека с выраженностью кардио-метаболических показателей и фенотипическими признаками (цитокиновая секреция, экспрессия генов митохондриального биогенеза и разобщения, система окислительного стресса и NF-kB сигналинг) у больных МС. Митохондриальная дисфункция является одним из важнейших молекулярных звеньев, связывающих иммунологические и метаболические процессы при МС. Митохондриальная дисфункция в иммунных клетках опосредует метавоспаление, так как состояние митохондрий может определять переход от противовоспалительного в провоспалительный фенотип, участвовать в регуляции секреции различных факторов. Таким образом, нарушение митохондриального гомеостаза в иммуноцитах – значимый патогенетический фактор МС. В связи с вышесказанным, крайне перспективным представляется дальнейшее, прицельное изучение влияния феномена вариабельности мтДНК на функциональный потенциал/активность митохондрий в иммунных клетках. Выявленные нами перспективные для детекции прогрессии компонентов МС биомаркеры, а именно, мутантные варианты мтДНК, ассоциированные с провоспалительной активностью моноцитов/макрофагов и толерантностью их иммунного ответа, а также с кардио-метаболическим профилем больных МС, могут быть использованы для разработки уникальных подходов персонализированной медицины к прогностике, диагностике и терапии компонентов МС, что позволит значительно снизить количество осложнений и смертность пациентов данной категории. Все запланированные задачи 3-го этапа выполнены полностью на высоком уровне.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Реализуемый проект был направлен на решение проблемы, касающейся поиска новых факторов риска развития компонентов МС, таких как абдоминальное ожирение, атерогенная дислипидемия, повышенное артериальное давление, протромботическое и провоспалительное состояние, инсулинорезистентность и гипергликемия. В совокупности, они связаны с повышенным риском развития хронических заболеваний и их осложнений: сахарного диабета и сердечно-сосудистых заболеваний, занимающих лидирующие позиции в структуре смертности в развитых странах. Поиск новых диагностических маркеров и терапевтических стратегий МС имеет высокую экономическую и социальную значимость. В рамках данного проекта было показано, что вариабельность митохондриального генома действительно связана с провоспалительной активностью моноцитов – основных игроков, опосредующих хроническое вялотякущее воспаление при МС. Результаты настоящего проекта не имеют прямых аналогов в мире: практически все исследования в этой области ориентированы на изучение мтДНК цельной крови и описывают ассоциации исключительно между неоднородностью митохондриального генома и осложнениями при МС (в частности, атеросклерозе). На сегодняшний день данные по взаимосвязи вариабельности мтДНК и метаболического воспаления носят фрагментарный характер. Дизайн нашего исследования позволил оценить взаимосвязь между этими параметрами напрямую: была проведена сепарация, секвенирование полной последовательности мтДНК моноцитов и in vitro культивирование их чистых (CD14) популяций, полученных от пациентов. Результаты проекта могут претендовать на формирование мощного научного задела, поскольку исследование позволило выявить новые фундаментальные аспекты патогенеза МС и более четко определить ключевые факторы заболевания: так, вариабельность мтДНК иммунных клеток определяет системный кардио-метаболический профиль при МС - через модуляцию секреторной активности этих клеток. Полученные геномные данные о состоянии мтДНК иммуноцитов пациентов с МС могут лечь в основу разработки биомедицинских алгоритмов, моделей и решений, предназначенных для применения в здравоохранении для прогностики и диагностики осложнений при МС. Мутантные варианты мтДНК, ассоциированные с провоспалительной активностью моноцитов/макрофагов и толерантностью их иммунного ответа, могут быть использованы как биомаркеры прогрессии компонентов МС в персонализированной медицине, что позволит снизить количество осложнений и смертность пациентов данной категории.