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 23-25-00400
НазваниеХарактеристики инфламмасомного типа воспаления при атеротромбозе у больных острым инфарктом миокарда
Руководитель Рябов Вячеслав Валерьевич, Доктор медицинских наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук" , Томская обл
Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-202 - Сердечно-сосудистая система
Ключевые слова воспаление, атеросклероз, тромбоаспирация, инфаркт миокарда, чрескожное коронарное вмешательство, прогноз, иммуногистохимия, гистология, пироптоз
Код ГРНТИ76.00.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Внедрение в рутинную практику реперфузионной стратегии ведения больных инфарктом миокарда (ИМ) и применение медикаментозных методов лечения, основанных на принципах доказательной медицины, привело к улучшению ранних клинических исходов у больных ИМ, однако дальнейшего улучшения не наблюдается. Более того, динамика отдаленных клинических исходов болезни не столь благоприятна. В течение года после ИМ повторные неблагоприятные сердечные события (MACE, major adverse cardiovascular events) переживают до 15% больных, а в течение 4 лет — почти 40%. При этом у 15-35% больных развивается постинфарктная сердечная недостаточность – предиктор внезапной смерти в результате развития жизнеугрожающих аритмий. Таким образом, увеличивается группа больных, благополучно перенесших ИМ, в которой существующие методы лечения и вторичной профилактики достигли своего предела во влиянии на прогноз заболевания.
Для изменения сложившейся ситуации была предложена концепция остаточного воспалительного риска. В ее основе лежит активность иммунно-воспалительных процессов в атеросклеротической бляшке и окружающих тканях. Эта активность является одним из ведущих факторов, определяющих судьбу атеромы. В течение нескольких десятилетий исследовано множество лекарственных молекул, направленных на механизмы воспаления, принимающих участие в каскаде ИМ. Тем не менее, история большинства из этих молекул потерпела неудачу. Это доказывает недостаток понимания клеточно-молекулярных механизмов воспалительной реакции при ИМ.
Продолжение исследований привело к появлению мнения о том, что одним из ведущих триггеров сосудистого воспаления являются инфламмасомы. Наибольший интерес представляет инфламмасома NLRP3. Активация инфламмасомы NLRP3 запускает регулируемый каспазой-1 синтез провоспалительных цитокинов – интерлейкина-1β (ИЛ-1β) и ИЛ-18, с дальнейшим образованием ИЛ-6, интерферона-γ и С-реактивного белка (СРБ). Помимо сосудистого воспаления, инфламмасома NLRP3 принимает участие в процессе пироптоза, вида воспалительной гибели клеток. Пироптоз рассматривается как одно из проявлений воспалительного ответа на реперфузионное повреждение миокарда и как возможная причина неблагоприятного ремоделирования сердца после ИМ.
Изучение характеристик инфламмасомного типа воспаления при атеротромбозе у больных ИМ является актуальной задачей. При этом интерес представляет как системная, так и локальная реакция, которая происходит в сердце после ИМ. Маркеры воспаления периферической крови не всегда могут отражать патологические процессы в конкретном органе. Возможно, это объясняет лишь «скромную» клиническую пользу, полученную в результате исследования CANTOS. В целом, рандомизированные клинические исследования не являются персонализированными направлениями, а СРБ, уровень которого оценивался при рандомизации больных, представляет собой неспецифический маркер воспаления. ИЛ-1β является продуктом активации множества клеток, провоспалительным цитокином и важным участником многих биологических процессов, в том числе иммунного ответа на патоген. Как следствие, применение канакинумаба сопровождалось более высокой частотой смертельных инфекций и сепсиса. Исследование более конкретных типов воспалительной реакции при ИМ предоставит новые данные о возможностях использования препаратов, влияющих не на «продукты» воспалительного каскада, а непосредственно подавляющих определенный тип воспаления. Так одним из механизмов действия колхицина является подавление «сборки» и активности инфламмасомы NLRP3. Инструментом, позволяющим охарактеризовать локальное воспаление при атеротромбозе, предоставить новые данные о механизмах, приводящих к дестабилизации бляшки in vivo, идентифицировать пациентов, которым показано применение противовоспалительной терапии ввиду высокого риска MACE может стать тромбоаспирация с последующим исследованием тромбоаспирата.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Рябов В.В., Самойлова Ю.О., Гомбожапова А.Э., Сиротина М.А., Маслов Л.Н.
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ТРОМБОАСПИРАЦИИ У ПАЦИЕНТОВ С ИНФАРКТОМ МИОКАРДА С ПОДЪЕМОМ СЕГМЕНТА ST: ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Кардиоваскулярная терапия и профилактика., № 7, Т. 22, С. 98-108. (год публикации - 2023)
10.15829/1728-8800-2023-3577
2.
Рябов В.В., Гомбожапова А.Э., Самойлова Ю.О., Сиротина М.А., Малышева Д.А., Маслов Л.Н.
NLRP3 инфламмасома в патогенезе острого инфаркта миокарда: взгляд кардиолога
Российский кардиологический журнал, Российский кардиологический журнал. 2024;29(4):5649. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2024-5649. EDN: RYRTGM (год публикации - 2024)
10.15829/1560-4071-2024-5649
3.
Рябов В.В., Самойлова Ю.О., Гомбожапова А.Э., Несова А.К., Кологривова И.В.
Associations Between Plasma Levels of NLRP3 Protein, Interleukin-1 Beta and Features of Acute ST-Elevation Myocardial Infarction
Journal of Personalized Medicine, J. Pers. Med. 2024, 14, 1103. https://doi.org/10.3390/jpm14111103 (год публикации - 2024)
10.3390/jpm14111103
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Значительная часть пациентов с инфарктом миокарда (ИМ) сталкивается с повторными неблагоприятными сердечно-сосудистыми событиями (MACE, major adverse cardiac events). В течение 2 лет после перенесенного ИМ MACE реализуются у 25% больных, а через 4 года – почти у 40% (Steen D., 2022). Для объяснения развития вторичных MACE была выдвинута концепция «остаточного воспалительного риска» (Liberale L., 2021). Крупные рандомизированные исследования (CANTOS, 2017; COLCOT, 2019 и LoDoCo2, 2020) впервые продемонстрировали эффективность противовоспалительных препаратов в профилактике MACE (Liberale L., 2021) и выделили NOD-, LRR- и pyrin domain-containing protein 3 (NLRP3) инфламмасому как эффективную терапевтическую мишень для снижения риска развития ишемической болезни сердца (ИБС) и ее осложнений. Инфламмасомы представляют собой крупные внутриклеточные многобелковые комплексы, опосредующие активацию каспазы-1, что приводит к секреции ИЛ-1β и ИЛ-18 и дальнейшей стимуляции образования ИЛ-6 и СРБ.
Цель исследования: изучить характеристики локального и системного воспаления при атеротромбозе, ассоциированном с NLRP3 инфламмасомой, а также их взаимосвязи с клинико-анамнестическим портретом больных ИМ с подъемом сегмента ST (ИМспST).
В ходе выполнения работ по настоящему гранту впервые описаны характеристики системного воспаления у пациентов с ИМспST (n=45). Забор плазмы крови для определения содержания белка NLRP3, ИЛ-1β, ИЛ-6 и ИЛ-18 и каспазы-1 осуществлялся из инфаркт-связанной коронарной артерии (ИСКА), периферической артерии и вены в течение первых суток ИМ до проведения чрескожного коронарного вмешательства (ЧКВ), в течение 2-4 часов после проведения ЧКВ, а также на третьи и седьмые сутки ИМ. Образцы крови центрифугировали (2700 об/мин) в течение 10 мин, полученную плазму аликвотировали и замораживали образцы при температуре -80°С.
Определение указанных биомаркеров было возможно как в артериальной, так и в венозной крови. Для белка NLRP3, ИЛ-1β, ИЛ-18 получены схожие изменения плазменных концентраций в виде максимально высоких уровней в венозной крови в первые сутки с последующим снижением к третьему дню госпитализации. Уровни белка NLRP3, ИЛ-1β, ИЛ-6 и ИЛ-18 в плазме венозной крови коррелировали с таковыми в ИСКА и периферической артерии, что позволяет измерять концентрации биомаркеров в венозной плазме в рутинной кардиологической практике. Учитывая минимальные концентрации маркеров на 3-й день, забор крови должен проводиться в ранние сроки ИМ (1-й день). Оценка динамики уровней белка NLRP3 и IL-1β выявила две разнонаправленные тенденции в изменении их концентраций в течение госпитализации. Тенденция в виде исходно более высоких уровней белка NLRP3 и ИЛ-1β с постепенным снижением к седьмым суткам была связана с более интенсивным повреждением миокарда в виде продолжительной ишемии и высоким уровнем тропонина I.
Локальное воспаление оценено путем определения экспрессии NLRP3, ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-18, а также CD14+, CD206+ в тромбоаспирате у пациентов с ИМспST (n=34). Материал представлял собой фрагменты тромбоаспирата из ИСКА, полученные при проведении ЧКВ. Забранный материал хранился в архиве в виде парафиновых блоков.
По результатам иммуногистохимического исследования выявлена экспрессия NLRP3, ИЛ-1β, -6, -18 макрофагами и нейтрофилами, а также экспрессия CD14, CD206 макрофагами. Количество NLRP3+ макрофагов преобладало над количеством NLRP3+ нейтрофилов в 3 раза (p= 0,002). Количество NLRP3+ макрофагов в смешанных тромбах преобладало над таковым в белых тромбах (p=0,012). У пациентов, поступивших в более ранние сроки, в тромбоаспирате отмечалось большее количество NLRP3+ макрофагов и общего числа NLRP3+ клеток (p=0,008 и p=0,01, соответственно). У больных, которым был проведен тромболизис на догоспитальном этапе, отмечалось меньшее содержание общего числа NLRP3+ клеток в тромбоаспирате (p=0,04), чем у больных, подвергнутых первичному ЧКВ. CD14+ макрофаги выявлены у 32 (94,18%) пациентов. CD206+ макрофаги выявлены у 30 (88,26%) пациентов. Количество CD14+ макрофагов преобладало над количеством CD206+ макрофагов в 4 раза (p= 0,0001).
Отмечены сильные отрицательные корреляции между степенью выраженности липидного ядра и эрозии бляшки с уровнем ИЛ-1β в ИСКА, а также с уровнем белка NLRP3 и ИЛ-18 в венозной крови. Степень разрыва бляшки положительно коррелировала с концентрациями ИЛ-6 как в ИСКА, так и в венозной крови.
Уровни белка NLPR3 были значимо выше у больных острым ИМ в сравнении с группой больных хронической ИБС и наличием показаний к реваскуляризации миокарда (n=12): 2,4 нг/мл (2,2; 2,5) против 0,8 нг/мл (0,7; 0,9) в контрольной группе, р = 0,000. Уровни каспазы-1, ИЛ-1β и ИЛ-18 в обеих группах до ЧКВ достоверно не отличались. Вероятно, что NLRP3 инфламмасома достаточно специфично регулирует воспалительные реакции у больных с острыми формами ИБС. При этом уровни каспазы-1, ИЛ-1β и ИЛ-18, изначально повышены в условиях хронической ИБС, что обусловлено разнообразными механизмами, инициирующими синтез данных молекул в организме, и их повышение при ИМ менее специфично.
На основании анализа системных уровней биомаркеров и клинико-лабораторно-инструментальных характеристик пациентов между уровнями ИЛ-1β и ИЛ-6 отмечены умеренные прямые корреляции со значениями индекса нарушения локальной сократимости и обратные – с фракцией выброса левого желудочка, а также ударным объемом (УО). Выявлены сильные прямые корелляции между уровнями каспазы-1 в первые сутки и тропонина I на третьи сутки. Данные результаты свидетельствуют о потенциальном вкладе ИЛ-1β, ИЛ-6 и каспазы-1 в неблагоприятное ремоделирование миокарда после перенесенного острого ИМ. Значимых корреляций между системными уровнями белка NLRP3, ИЛ-18 и характеристиками миокардиального повреждения выявлено не было. При этом обратная корреляция общего количества NLRP3+клеток и NLRP3+макрофагов в тромбоаспирате с УО и конечно-диастолическим размером также является потенциальным свидетельством вклада NLRP3-опосредованного воспаления в неблагоприятное постинфарктное ремоделирование.
Пациенты с неблагоприятными исходами заболевания имели более высокие уровни белка NLRP3, ИЛ-1β, ИЛ-6 и ИЛ-18 на всем протяжении индексной госпитализации. Неблагоприятные события были более характерны для пациентов с изначально более высокими уровнями белка NLRP3 и ИЛ-1β с последующим их снижением к 7-м суткам. У пациентов с благоприятным исходом в тромбоаспирате статистически значимо преобладали CD206+ макрофаги, а также ИЛ-1 и ИЛ-6.
Таким образом, впервые описаны характеристики системного и локального воспаления у пациентов с острым ИМспST и их взаимосвязи с клинико-анамнестическим портретом больных. Описаны различия в уровнях маркеров у пациентов с ИМ и стабильной ИБС. В результате охарактеризован портрет больного с высоким риском наступления неблагоприятных сердечно-сосудистых событий.
Публикации
1.
Рябов В.В., Самойлова Ю.О., Гомбожапова А.Э., Сиротина М.А., Маслов Л.Н.
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ТРОМБОАСПИРАЦИИ У ПАЦИЕНТОВ С ИНФАРКТОМ МИОКАРДА С ПОДЪЕМОМ СЕГМЕНТА ST: ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Кардиоваскулярная терапия и профилактика., № 7, Т. 22, С. 98-108. (год публикации - 2023)
10.15829/1728-8800-2023-3577
2.
Рябов В.В., Гомбожапова А.Э., Самойлова Ю.О., Сиротина М.А., Малышева Д.А., Маслов Л.Н.
NLRP3 инфламмасома в патогенезе острого инфаркта миокарда: взгляд кардиолога
Российский кардиологический журнал, Российский кардиологический журнал. 2024;29(4):5649. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2024-5649. EDN: RYRTGM (год публикации - 2024)
10.15829/1560-4071-2024-5649
3.
Рябов В.В., Самойлова Ю.О., Гомбожапова А.Э., Несова А.К., Кологривова И.В.
Associations Between Plasma Levels of NLRP3 Protein, Interleukin-1 Beta and Features of Acute ST-Elevation Myocardial Infarction
Journal of Personalized Medicine, J. Pers. Med. 2024, 14, 1103. https://doi.org/10.3390/jpm14111103 (год публикации - 2024)
10.3390/jpm14111103
Возможность практического использования результатов
Профилирование воспаления и связанного с ним остаточных рисков у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями является актуальной и нерешенной задачей. Учитывая результаты ранее проведенных исследований, есть основания полагать, что у пациентов, благополучно перенесших острый инфаркт миокарда, таргетное воздействие на молекулы-мишени, опосредующие остаточный воспалительный риск, снизит частоту неблагоприятных сердечно-сосудистых событий в отдаленном периоде и вероятность постинфарктного ремоделирования миокарда.
Полученные в ходе реализации настоящего проекта данные являются шагом на пути перехода к персонализированной медицине (в данном случае - кардиологии) в рамках общемировой и российской тенденций. Применение эффективных реперфузионных стратегий лечения острого инфаркта миокарда в сочетании с коррекцией терапии на основании индивидуальных характеристик пациента позволит снизить вероятность неблагоприятных госпитальных и отдаленных исходов заболевания и увеличить ожидаемую продолжительность жизни населения.