Серотонин, мембранный переносчик серотонина, триптофангидроксилаза и TRPC 3 и 6 каналы в патогенезе сосудистых поражений у детей

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 23-15-00417

НазваниеСеротонин, мембранный переносчик серотонина, триптофангидроксилаза и TRPC 3 и 6 каналы в патогенезе сосудистых поражений у детей

Руководитель Нигматуллина Разина Рамазановна, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации , Республика Татарстан (Татарстан)

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 Поражения сосудов, серотонин, серотониновые рецепторы, мембранный переносчик серотонина, легочная гипертензия, гемолитико-уремический синдром, хроническая почечная недостаточность, новая коронавирусная инфекция, гиперхолестеринемия, дети, модели на неполовозрелых крысах, кровь, тромбоциты, сердце, сосуды, легкие, почки.

Код ГРНТИ76.29.47

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на решение актуальной проблемы исследования механизмов влияния серотонина (5-НТ), мембранного переносчика серотонина (SERT), серотониновых рецепторов (5-HTR), блокатора периферической триптофан-гидроксилазы (Th1) и калиевых каналов TRPC 3 и 6 на патогенез поражений сосудов и органов-мишеней (сердце, почки, легкие) у детей. 5-HTR вовлечены в процесс регуляции сократимости гладко-мышечных клеток (ГМК) и кардиомиоцитов [Нигматуллина Р.Р. и др., 2004], активацию тромбоцитов [Houkin K, et al., 2006], в формирование фиброза и гипертрофии. Th1 является скорость лимитирующим ферментом синтеза 5-НТ [Fraer M., Kilic F.,2015] блокада этого фермента способна снижать концентрацию серотонина в крови [Насырова Д.И. и др., 2009]. Эффекты 5-НТ на сократимость ГМК сосудов и кардиомиоцитов реализуются за счет изменения кальциевого гомеостаза клеток. В связи с этим будут исследованы калиевые каналы TRPC 3 и 6, вовлеченные в регуляцию потенциал-зависимых кальциевых каналов, рецептор-управляемых кальциевых каналов и депо-управляемых кальциевых каналов. Каналы TRPC 3 и 6 сверхэкспрессируются в ГМК легочной артерии пациентов с иЛАГ и, возможно, способствуют высокой пролиферации этих ГМК, что указывает на потенциал ингибиторов TRPC в качестве лечения ЛАГ [Zou et al., 2015; Kinoshita et al., 2011]. Установлено, что поражение сосудов, которое наблюдается при новой коронавирусной инфекции (SARS-CoV-2), легочной артериальной гипертензии (ЛАГ), хронической болезни почек (ХБП), гемолитико-уремическом синдроме (ГУС), гиперхолестеринемии (ГХ) сопровождается нарушением клиренса серотонина [Ma Y., et al., 2022; Zaid Y. et al., 2020; Ha S et al., 2021; Soria-Castro et al., 2021; Cooper D.M., et al., 1996; Edefonti A., et al., 1985]. Однако, другие потенциальные мишени, вовлеченные в патогенез повреждений сосудов (SERT, Th, TRPC 3 и 6 каналы) в данное время не исследованы в моделях заболеваний на неполовозрелых животных, и тем более у детей. Проблема заключается также в том, чтобы разработать новые молекулярные технологии ранней диагностики сосудистых заболеваний у детей с оценкой эффективности проводимого лечения. Новизна исследования в том, что впервые в рамках одного проекта с использованием общего методологического подхода будут определены методами ВЭЖХ и ИФА концентрации 5-НТ, его метаболита 5-ГИУК и фермента моноаминоксидаза А (МАО-А) в крови (плазма, сыворотка, тромбоциты) и моче; SERT в тромбоцитах у детей с поражениями сосудов различных областей: системного, легочного и почечного кровотока. В исследование будут включены дети обоего пола в возрасте от 1 года до 17 лет, нелеченые с только что установленным диагнозом, а также прошедшие специфическую терапию и через 5-7 месяцев после выписки из стационара Детской республиканской клинической больницы. Будут проведены общеклинические и лабораторно-инструментальные исследования целевых групп (общий анализ крови, биохимический анализ крови, липидограмма, коагулограмма, креатинин, мочевина, скорость клубочковой фильтрации, СМАД с измерением артериальной ригидности и др.). На проведение исследований на детях с SARS-CoV-2, ЛАГ, ХБП, ГУС, ГХ получено разрешение Локального этического комитета. Уровни экспрессии мРНК 5-HTR, Th1, MAO-A и SERT будут определены с помощью ПЦР-РТ. Роль 5-НТ2вR, 5-НТ2АR, Сигма-1R, Th1, MAO-A, SERT и TRPC в ремоделировании сосудов сердца, легких, почек, а также структуры и функции самих органов-мишеней будет выявлена в моделях на неполовозрелых животных методами иммуногистохимии, морфометрии, ПЦР-РТ, исследования сократимости миокарда, сосудов. Будут применены блокаторы SERT флуоксетин и флувоксамин, которые активируют Сигма1-рецепторы саркоплазматического ретикулума; блокатор Th1 родатристат этил (RVT-1201). Исследование будет проведено на монокроталиновой модели ЛАГ, которая нами модифицирована для неполовозрелых крысят. Для исследования на неполовозрелых крысах будут модифицированы модели ХБП, ГУС и ГХ, разработанные для взрослых животных.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Нигматуллина Р.Р., Садыкова Д.И., Макарова Т.П., Хуснутдинова Л.Р., Сластникова Е.С. Серотонин и 5-гидроксииндолуксусная кислота вовлечены в патогенез COVID-19 у детей КАЗАНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ ЖУРНАЛ, №6., т.104, C. 843-850. (год публикации - 2023)
10.17816/KMJ568720

2. Садыкова Д.И., Сластникова Е.С., Галимова Л.Ф., Шагимарданова Е.И., Нигматуллина Р.Р., Салахова К.Р., Халиуллина Ч.Д. Фено-генотипические особенности детей с семейной гиперхолестеринемией Российский вестник перинатологии и педиатрии, Садыкова Д.И., Сластникова Е.С., Галимова Л.Ф., Шагимарданова Е.И., Нигматуллина Р.Р., Салахова К.Р., Халиуллина Ч.Д. Фено-генотипические особенности детей с семейной гиперхолестеринемией. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2024; 69:(5): 75–81. DOI: 10.21508/1027–4065–2024–69–5–75–81 (год публикации - 2024)
10.21508/1027–4065–2024–69–5–75–81

3. Садыкова Д.И., Нигматуллина Р.Р., Салахова К.Р., Сластникова Е.С., Галимова Л.Ф., Халиуллина Ч.Д., Валеева И.Х. Membrane Transporter of Serotonin and Hypercholesterolemia in Children International Journal of Molecular Sciences , Sadykova, D.; Nigmatullina, R.; Salakhova, K.; Slastnikova, E.; Galimova, L.; Khaliullina, C.; Valeeva, I. Membrane Transporter of Serotonin and Hypercholesterolemia in Children. Int. J. Mol. Sci. 2024, 25, 767. (год публикации - 2024)
10.3390/ijms25020767

4. Нигматуллина Р.Р., Садыкова Д.И., Салахова К.Р., Сластникова Е.С., Хуснутдинова Л.Р. Роль дофамина в регуляции сердечно-сосудистой системы Ульяновский медико-биологический журнал, Роль дофамина в регуляции сердечно-сосудистой системы / Р. Р. Нигматуллина, Д. И. Садыкова, К. Р. Салахова, Е. С. Сластникова, Л. Р. Хуснутдинова // Ульяновский медико-биологический журнал. – 2024. – № 4. – С. 25-38. – DOI 10.34014/2227-1848-2024-4-25-38. (год публикации - 2024)
10.34014/2227-1848-2024-4-25-38

5. Билалова Д.Ф., Нигматуллина Р.Р., Хуснутдинова Л.Р. Серотонин и 5-ГИУК в крови как маркеры нарушения функции эндотелия при моделировании сердечно-легочных заболеваний ВЕСТНИК УРАЛЬСКОЙ МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИЧЕСКОЙ НАУКИ, Билалова Д.Ф., Нигматуллина Р.Р., Хуснутдинова Л.Р. Серотонин и 5-ГИУК в крови как маркеры нарушения функции эндотелия при моделировании сердечно-легочных заболе- ваний. [Электронный ресурс] Вестник уральской медицинской академической науки. 2024, Том 21, No 4, с. 399–408. (год публикации - 2024)
10.22138/2500-0918-2024-21-4-399-408

6. Иванова Е.С., Нигматуллина Р.Р., Безрябов А.В. Механизмы влияния серотонина на физическую работоспособность: описательный обзор Журнал медико-биологических исследований, Иванова Е.С., Нигматуллина Р.Р., Безбрязов А.В. Механизмы влияния серотонина на физическую работоспособность: описательный обзор // Журн. мед.-биол. исследований. 2023. Т. 11, No 4. С. 483–491. (год публикации - 2023)
10.37482/2687-1491-Z168

7. Нигматуллина Р.Р., Садыкова Д.И., Салахова К.Р., Сластникова Е.С., Хуснутдинова Л.Р. ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ КАТЕХОЛАМИНОВ В КРОВИ КАК ФАКТОР РИСКА РАЗВИТИЯ АТЕРОСКЛЕРОТИЧЕСКОГО ПОРАЖЕНИЯ СОСУДОВ У ДЕТЕЙ С СЕМЕЙНОЙ ГИПЕРХОЛЕСТЕРИНЕМИЕЙ Нейрохимия, Изменение концентрации катехоламинов в крови как фактор риска развития атеросклеротического поражения сосудов у детей с семейной гиперхолестеринемией / Р. Р. Нигматуллина, Д. И. Садыкова, К. Р. Салахова [и др.] // Нейрохимия. – 2024. – Т. 41, № 4. – С. 410-420. – DOI 10.31857/S1027813324040124. (год публикации - 2024)
10.31857/S1027813324040124

8. Безбрязов А.В., Нигматуллина Р.Р., Абзалетдинова Г.Ф., Иванова Е.С. Влияние серотонина на сократимость миокарда левого желудочка у неполовозрелых крыс с моделью медикаментозного ринита Ульяновский медико-биологический журнал, Влияние серотонина на сократимость миокарда левого желудочка у неполовозрелых крыс с моделью медикаментозного ринита / А. В. Безбрязов, Р. Р. Нигматуллина, Г. Ф. Абзалетдинова, Е. С. Иванова // Ульяновский медико-биологический журнал. – 2025. – № 1. – С. 104-113. – DOI 10.34014/2227-1848-2025-1-104-113. (год публикации - 2025)
10.34014/2227-1848-2025-1-104-113

9. Нигматуллина Р.Р., Садыкова Д.И., Хуснутдинова Л.Р., Самойлова Н.В., Сластникова Е.С., Афлятумова Г.Н., Салахова К.Р., Галимова Л.Ф. Высокие концентрации норадреналина и серотонина в крови детей, перенесших COVID-19, как один из возможных механизмов формирования постковидного синдрома Медицинская наука и образование Урала, Высокие концентрации норадреналина и серотонина в крови детей, перенесших COVID-19, как один из возможных механизмов формирования постковидного синдрома / Р. Р. Нигматуллина, Д. И. Садыкова, Л. Р. Хуснутдинова [и др.] // Медицинская наука и образование Урала. – 2025. – Т. 26, № 1(121). – С. 80-85. – DOI 10.36361/18148999_2025_26_1_80 (год публикации - 2025)
10.36361/18148999_2025_26_1_80

10. Нигматуллина Р.Р., Садыкова Д.И., Сахипгараева И.Р., Сластникова Е.С., Безбрязов А.В. Систематический обзор функциональных аспектов TRPC-каналов в физиологии и клинической практике Педиатрическая фармакология, Систематический обзор функциональных аспектов TRPC-каналов в физиологии и клинической практике / Р. Р. Нигматуллина, Д. И. Садыкова, И. Р. Сахипгараева [и др.] // Педиатрическая фармакология. – 2025. – Т. 22, № 3. – С. 315-322. – DOI 10.15690/pf.v22i3.2912 (год публикации - 2025)
10.15690/pf.v22i3.2912

11. Садыкова Д.И., Нигматуллина Р.Р., Салахова К.Р., Сластникова Е.С., Галимова Л.Ф., Халиуллина Ч.Д., Гафурова Е.Ф., Цыплаков Д.Э. Role of Serotonin, Membrane Transporter, and 5-HT2 Receptors in Pathogenesis of Atherosclerotic Plaque Formation in Immature Heterozygous Low-Density Lipoprotein-Receptor-Deficient Mice International Journal of Molecular Sciences, Sadykova, D.; Nigmatullina, R.; Salakhova, K.; Slastnikova, E.; Galimova, L.; Khaliullina, C.; Gafurova, E.; Tsyplakov, D. Role of Serotonin, Membrane Transporter, and 5-HT2 Receptors in Pathogenesis of Atherosclerotic Plaque Formation in Immature Heterozygous Low-Density Lipoprotein-Receptor-Deficient Mice. Int. J. Mol. Sci. 2025, 26, 6184. https://doi.org/10.3390/ijms26136184 (год публикации - 2025)
10.3390/ijms26136184

12. Нигматуллина Р.Р., Садыкова Д.И., Салахова К.Р., Сластникова Е.С., Абзалетдинова Г.Ф. Серотонин, 5-ГИУК и мембранный переносчик серотонина в крови как биомаркеры семейной гиперхолестеринемии у неполовозрелых мышей с дефицитом рецептора липопротеина низкой плотности Молекулярная медицина , Серотонин, 5-ГИУК и мембранный переносчик серотонина в крови как биомаркеры семейной гиперхолестеринемии у неполовозрелых мышей с дефицитом рецептора липопротеина низкой плотности / Р. Р. Нигматуллина, Д. И. Садыкова, К. Р. Салахова [и др.] // Молекулярная медицина. – 2025. – Т. 23, № 4. – С. 30-38. – DOI 10.29296/24999490-2025-04-05 (год публикации - 2025)
10.29296/24999490-2025-04-05

13. Нигматуллина Р.Р., Билалова Д.Ф., Абзалетдинова Г.Ф., Хабибуллина Д.Ф., Валеева Е.В. База данных экспрессии мРНК (Cycle Quantification) генов серотониновой сигнализации: SERT, 5-HT2а, 5-HT2в, 5-HT2с, Th1, МАО-А у неполовозрелых крысят в модели легочной артериальной гипертензии ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ. ГОСУДАРСТВЕННАЯ РЕГИСТРАЦИЯ БАЗЫ ДАННЫХ, ОХРАНЯЕМОЙ АВТОРСКИМИ ПРАВАМИ (год публикации - 2025)

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В отчетном году выполнены исследования крови детей с патологией почек, семейной гиперхолестеринемией, а также на неполовозрелых животных в различных моделях. На крысятах разработаны и исследованы модели легочной гипертензии (ЛГ), вызванной введением монокроталина (МКТ) и медикаментозного ринита (МР), который развивается при интраназальном введение адреномиметика називина. Для исследования механизмов семейной гиперхолестеринемии применили модель на мышах с нокаутом Ldlr [Veseli B.E., et al., 2017]. Генетическая делеция Ldlr повышает уровень холестерина до 7-8 ммоль/л при диете с высоким содержанием жиров и примерно до 25 ммоль/л при атерогенной диете. Нами установлено существенное повышение иммунопозитивности к 2НТ2а рецепторам и SERT в кардиомиоцитах и гладкомышечных клетках легочных сосудов у мышей с ЛГ. По сравнению с группой физиологического контроля, в монокроталиновой модели ЛГ выявлено значительное повышение уровня экспрессии SERT в гладкомышечных клетках, эндотелиальных клетках, а также в фиброзно-эластических структурах сосудов. Проведенные исследования показывают, что при введении монокроталина активируется процесс серотонинергической регуляции в развитии ЛГ, что проявляется увеличением плотности SERT. Данный процесс обуславливается воздействием МКТ на сосудистую стенку сосудов легких и активации гемостаза, что в результате приводит к повышению серотонина в кровеносном русле. В результате подобных изменений происходит активация серотонин-зависимого процесса формирования легочной артериальной гипертензии («серотониновая петля»). Экспрессия ключевого фермента деградации серотонина МАО-А в миокарде ПЖ у неполовозрелых крыс в модели ЛГ увеличивается в 2,5- 4,5 раза через одну и две недели после введения монокроталина. В легочной артерии наблюдается рост экспрессии МАО-А через 1 неделю в 1,5 раза, а через две недели в 3 раза. У крысят в модели МР установлено снижение экспрессии МАО-А в 3 раза в группе с введением називина в течение 28 дней. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в патогенез ЛГ и МР у неполовозрелых крыс вовлечена моноаминоксидаза А, ключевой фермент деградации серотонина. У мышей с мутацией гена Ldlr +/- концентрация серотонина в плазме крови в 1,2 раза выше по сравнению с мышами линии C57BL/6. Концентрация 5-ГИУК в плазме крови у мышей Ldlr +/- на 38% превышает значения в группе контроля. У мышей экспериментальной группы уровень 5-ГИУК в тромбоцитах также был выше, чем у мышей C57BL/6. У мышей экспериментальной группы медиана концентрации SERT в крови составила 0,19 нг/мл, тогда как в группе контроля – 0,17 нг/мл, р<0,001. Выявлена отрицательная связь между количеством тромбоцитов и концентрацией серотонина в плазме крови, 5-ГИУК в плазме крови и тромбоцитах, SERT. Положительная корреляция установлена между концентрацией серотонина в плазме крови и уровнем 5-ГИУК, а также между уровнем 5-ГИУК и SERT. У крысят в модели МР в слизистой носа после 7 дней интраназального введения називина установлено уменьшение экспрессии генов бета 2 адренорецепторов в 4 раза. В модели МР после введения називина в течение 28 дней у крысят в слизистой носа происходит увеличение в 4 раза экспрессии гена альфа1-адренорецептора, в 2,8 и 12 раз увеличена экспрессия рецепторов 5-НТ2в и 5-НТ2. Уровень экспрессии генов бета1-АР, бета2-АР, SERT, Th1 и TrpC3 каналов в слизистой носа остался без изменений. Выявлено снижение экспрессии генов 5-НТ2а и Sigma1 рецепторов в 2 и 3 раза соответственно. В миокарде ЛЖ у крысят в модели МР с введением називина 28 дней выявлено увеличение экспрессии бета2-АР в 3,3 раза и в 3 и 5 раз соответственно увеличена экспрессия гена 5-НТ2в и 5-НТ2с рецептора. В миокарде ЛЖ не изменен уровень экспрессии генов бета1-АР, 5-НТ2а, SERT у крысят в модели МР. Полученная модель МР у неполовозрелых крыс позволяет изучать механизмы влияния на миокард интраназального введения альфа-адреномиметиков. Разработанная модель МР у неполовозрелых крысят позволяет моделировать такой приём препаратов, который снизит влияние на сердечно-сосудистую систему. У неполовозрелых крыс в модели ЛГ в легочной артерии увеличена экспрессия мРНК Trpc3 в 6,5 раз 1, Сигма 1 в 9,8 раз, Htr2a рецептора в 17 раз, Slc6a4 в 1,5 раза. В модели ЛГ органом-мишенью является ПЖ. Исследование экспрессии мРНК в ПЖ показало снижение Trpc3 в 2 раза. Выявлено существенное увеличение мРНК Сигма1-рецепторов в 7 раз и Tph1 в три раза. Не отличался от контрольных показателей уровень экспрессии в миокарде ПЖ Htr2c, Adra2b, Slc6a4. Для исследования роли Сигма-1R рецепторов и SERT определили влияние блокатора SERT флуоксетина на инотропную функцию ПЖ и ЛЖ крыс. Флуоксетин увеличивает сократимость миокарда ПЖ и ЛЖ крыс, миокард ПЖ обладает повышенной чувствительностью к флуоксетину. Следовательно, флуоксетин – блокатор мембранного переносчика серотонина, оказывает влияние на инотропную функцию миокарда крыс, что проявляется в увеличении силы сокращения миокарда желудочков у крыс, а также сопровождается уменьшением общего времени сокращения в большей степени за счет более быстрого расслабления, т.е. положительного люзитропного эффекта. В клетке флуоксетин действует как агонист Сигма1 рецепторов [Xia D.S., et.al., 2009], которые, локализуясь на саркоплазматическом ретикулуме, модулируют освобождение Ca2+ через инозитолтрифосфатные рецепторы. У крысят 14-дневного возраста, с дефицит 5-НТ, создаваемым блокадой фермента синтеза серотонина Th, происходит изменение сократимости миокарда, увеличивается сила сокращения ЛП и ПП, увеличивается длительности сокращения ЛЖ и ЛП, длительности расслабления ЛЖ. Показатели сократимости миокарда ЛЖ у крысят в модели ЛГ на следующий день после введения МКТ характеризуются отсутствием межгрупповых различий по силе и длительности сокращения, однако длительность расслабления снижена. Выявлены различия в реагировании на возрастающие концентрации 5-НТ и ключевым является нарушение механизмов расслабления миокарда ЛЖ. По этой причине ожидается нарушение насосной функции сердца в следующие возрастные периоды у крысят в монокроталиновой модели ЛГ. У неполовозрелых крысят в разработанной нами модели медикаментозного ринита (хроническое интраназальное введение альфа-адреномиметика називина 28 дней) выявлено нарушение сократимости миокарда ЛЖ и повышение реакции силы сокращения и времени расслабления на повышающиеся концентрации серотонина.

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В отчетном году выполнены исследования с участием детей с патологией почек и семейной гиперхолестеринемией. Была продолжена работа на неполовозрелых животных в различных моделях: модели легочной гипертензии (ЛГ), вызванной введением монокроталина (МКТ) и медикаментозного ринита (МР), который развивается при интраназальном введение адреномиметика називина. Для изучения патологических механизмов при семейной гиперхолестеринемии использовали неполовозрелых гетерозиготных мышей с дефицитом рецептора липопротеина низкой плотности. Возраст мышей соответствовал возрасту участников клинического исследования, что позволило экстраполировать результаты, полученные на мышиной модели на детей. Для воспроизведения основных звеньев острого почечного повреждения (ОПП) и хронической болезни почек (ХБП) была создана и успешно апробирована смоделирована крысиная модель. Модель индуцированного фолиевой кислотой (ФК) повреждения почек воспроизводилась по методике, разработанной Liang-Jun Yan. Инъекция ФК выполнялась однократно, внутрибрюшинно, стерильным инсулиновым шприцем. Расчет объема инъекции для каждого животного производился индивидуально на основании его массы. В течение 72 часов у животных опытной группы развивалась картина ОПП, а к 28-му дню формировались признаки ХБП. Для контроля состояния животных проводили ежедневный клинический осмотр и взвешивание каждые 3 суток. Эффективность модели подтверждена лабораторными данными (увеличение уровня креатинина и мочевины у крысят основной группы по сравнению с контролем) и гистологическим исследованием (наличие характерных для ОПП и ХБП изменений: тубулярный некроз, интерстициальный фиброз, инфильтрация воспалительными клетками, гломерулосклероз). Проведенное исследование с участием животных моделей показывает, что серотонинергическая система принимает активное участие в регуляции сокращения сердечной мышцы. Нами было выявлено, что у мышей модели семейной гиперхолестеринемии наблюдается нарушение сократимости миокарда левого желудочка (ЛЖ). Исходная величина силы сокращения генно-модифицированных мышей увеличена на 73% относительно здоровых животных. Установлено снижение силы сокращения на увеличивающиеся концентрации серотонина. При этом в аорте мышей увеличена экспрессия мРНК TRPC3, TRPC6 и мембранного переносчика, а в левом желудочке эти показатели, наоборот, снижены. На крысиных моделях ОПП и ХБП нами были выявлены схожие изменения, что позволяет подтвердить общий механизм влияния серотонинергической системы и кальциевых каналов на нарушение сокращения миокарда. У неполовозрелых крысят в моделях ОПП и ХБП выявлено нарушение сократимости миокарда ПЖ и ЛЖ, проявляющееся высокой силой сокращения миокарда. Как и в случае СГХС, сила сокращения уменьшалась по мере роста концентрации серотонина. У неполовозрелых крысят в моделях ОПП в ПЖ была увеличена экспрессия мРНК TRPC3, TRPC6 и Th1 относительно здоровых крысят. В ЛЖ была увеличена экспрессия TRPC6 и снижена TRPC3, Th1. У детей с ХБП по сравнению с их здоровыми сверстниками снижена концентрация ключевого фермента деградации серотонина - МАО-А и мембранного переносчика. Чем выраженнее нарушения почек, тем ниже становится эти показатели. У детей с семейной гиперхолестеринемией в лейкоцитах выявлены все необходимые ферменты для синтеза и деградации серотонина, что подтверждает теорию о наличии микросеротонинергических систем в организме. Установлено увеличение уровня экспрессии мРНК генов SIGMAR, MAO-A, 5-HT2a, 5-HT2c, адренорецепторов у детей с семейной гиперхолестеринемией относительно их здоровых сверстников. У мышей с мутацией гена Ldlr в аорте была увеличена экспрессия генов рецепторов серотонина 5-HT2а и 5-НТ2в, МАО-А и снижена - 5-HT2с. В ЛЖ определялись противоположные результаты - экспрессия мРНК рецепторов серотонина 5-HT2а и 5-НТ2в снижена, а гена 5-HT2с – увеличена. Изменение уровня экспрессии мРНК рецепторов серотонина также было выявлено и на животных моделях ОПП и ХБП в ПЖ и ЛЖ. В аорте было обнаружено снижение экспрессии только генов MAO-A и 5-HT2a. Выявлено существенное увеличение мРНК Htr2a рецептора в легочной артерии. Не отличался от контрольных показателей уровень экспрессии в миокарде ПЖ и аорты Htr2c, Adra2b. На основе проведенного научного исследования был разработан онлайн-калькулятор расчёта оценки риска неблагоприятных сердечно-сосудистых событий в виде сосудистого ремоделирования у детей с СГХС. У неполовозрелых мышей Ldlr+/- уровень общего холестерина в сыворотке крови был выше на 62,5% по сравнению со здоровыми животными. С помощью гистологических методов исследования было выявлено, что у неполовозрелых гетерозиготных мышей определяются атеросклеротические изменения в аорте и миокарде левого желудочка. Липиды выявлялись в гладкомышечных клетках и макрофагах и также отмечалась пролиферация ГМК.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Практическая значимость полученных результатов заключается в разработке алгоритмов выделения групп высокого риска развития сердечно-сосудистых осложнений у детей, с последующим назначением превентивного лечения и определения тактики ведения пациентов. Полученные результаты в последующем могут стать основой для разработки новых лекарственных препаратов для терапии заболеваний. Результаты проекта, несомненно, имеют высокий потенциал практического применения в медицине, конкретно в педиатрии, кардиологии, нефрологии. Тематика проекта органично вписывается в приоритеты сразу нескольких национальных проектов. Во-первых, нацпроект «Здравоохранение» провозглашает переход к предиктивной и профилактической медицине и борьбу с хроническими неинфекционными заболеваниями. Разработка, выявление и количественная характеристика новых молекулярно-генетических маркеров сосудистой патологии (мРНК генов серотониновых рецепторов, мембранного переносчика серотонина, ферментов синтеза и деградации серотонина- триптофангидроксилазы и моноаминоксидазы, каналов TRPC3 и TRPC6) у детей с нарушениями почечного, легочного и системного кровотока служит этой цели. Предлагаемые маркеры позволят проводить раннюю диагностику морфо-функциональных изменений в органах-мишенях и предотвращать прогрессирование хронических поражений в органах-мишенях сердце, почках, легких, и снижать риски осложнений, тем самым содействуя уменьшению смертности. Во-вторых, проект отвечает задачам нацпроекта «Наука и университеты», нацеленному на научно-технологический прорыв и интеграцию науки с образованием. Согласно целям этого нацпроекта, Россия должна войти в первую пятерку стран в приоритетных научных областях. Наш проект направлен на получение прорывного научного результата в комплексных исследованиях клинических вопросов на базе Детской республиканской клинической больницы и фундаментальных механизмов на базе кафедры нормальной физиологии, Центральной научно-исследовательской лаборатории нашего вуза. В исследования вовлечены докторанты, аспиранты, студенты, доценты и профессора кафедр нормальной физиологии и госпитальной педиатрии, отделений нефрологии и кардиологии Детской республиканской клинической больницы МЗ Республики Татарстан, Республиканского центра липидологии, Центральной научно-исследовательской лаборатории, что соответствует приоритетам повышения привлекательности науки и подготовки нового поколения исследователей, владеющих самыми современными технологиями в медицине. Наконец, нацпроект «Фармацевтика и медицинская промышленность» (стратегия «Фарма 2030») предполагает развитие отечественной фарминдустрии, повышение её конкурентоспособности и создание условий для внедрения инновационных лекарственных препаратов. Доказательная база вовлечения различных компонентов серотонинергической системы в патогенез заболеваний у детей, полученная в нашем исследовании, дает основание фармакологам разрабатывать новые классы препаратов с направленным действием на ключевые звенья патогенеза семейной гиперхолестеринемии, острой и хронической болезни почек, легочной артериальной гипертензии. Верификация моделей детских заболеваний на неполовозрелых животных дает возможность проведения испытаний различных групп препаратов с целью определения их эффективности. Полученные в нашем исследовании результаты вносят вклад в эти цели: новые классы препаратов могут стать оригинальным продуктом, усиливающим позиции России в области фармакологии сердечно-сосудистой системы, нефрологии, нарушений липидного обмена. Он соответствует государственной задаче импортозамещения и увеличения доли отечественных лекарств и средств диагностики, мониторинга на рынке, а в перспективе – экспорта фармацевтических разработок. Таким образом, проект прямо способствует реализации национальных проектов «Здравоохранение», «Наука и университеты» и развития фармацевтической промышленности, обеспечивая научно-технологический результат, имеющий практическое значение для системы здравоохранения. Полученные клинические результаты на детях, а также выявленные мишени патогенеза на экспериментальных моделях неполовозрелых крысят и мышей помогают реализовать стратегический приоритет НЗ-3, обеспечивая научно-технологический задел для персонализированной и высокотехнологичной медицины.