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 23-75-10020
НазваниеМолекулярно-генетические основы патогенеза инфекционного эндокардита нативных клапанов сердца и их биопротезов
Руководитель Синицкая (Цепокина) Анна Викторовна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний" , Кемеровская обл (Кузбасс)
Конкурс №85 - Конкурс 2023 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-102 - Патологическая анатомия, патологическая физиология
Ключевые слова инфекционный эндокардит, приобретенные пороки сердца, дифференциальная экспрессия генов, протеомный профиль, патофизиология,16S рРНК секвенирование
Код ГРНТИ76.29.30
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Инфекционный эндокардит представляет собой тяжелое воспалительное заболевание эндокарда инфекционного генеза, нарушающее функции и структуру как нативных, так и протезированных клапанов сердца (при этом доля последних в последние годы увеличивается и составляет до 20% от всех случаев инфекционного эндокардита) и приводящее к летальному исходу при отсутствии лечения. Заболеваемость инфекционным эндокардитом в мире составляет около 7 случаев на 100 тысяч человек, причём в последние годы наблюдается тенденция к увеличению заболеваемости и смертности от данной патологии (особенно в группах повышенного риска), доли пациентов, нуждающихся в оперативном лечении. Данная ситуация усугубляется растущей резистентностью возбудителей к антибактериальным препаратам, что негативно сказывается на эффективности консервативного лечения инфекционного эндокардита. Среди основных возбудителей данной патологии можно выделить таких патогенных микроорганизмов, как Streptococcus viridans (около 45% от общего числа возбудителей), Streptococcus bovis (10%), Staphylococcus aureus (около 15%) и Enterococcus spp. (от 6 до 10%), при этом отмечается тенденция к увеличению доли инфекционного эндокардита, вызванного Staphylococcus aureus, смертность от которого в 4 раза превышает смертность от инфекционного эндокардита, вызванного стрептококками. Выявление возбудителя данного заболевания играет важное значение для своевременной и оптимальной антибиотикотерапии, а также для снижения риска рецидивирующей инфекции. Известно, что адекватное лечение данной патологии зачастую не приводит к положительному результату, что обуславливает высокую госпитальную летальность от 17,1 до 31,3 %. Несмотря на это, на сегодняшний день количество исследований, которые посвящены изучению диагностической ценности молекулярно-биологических методов (ПЦР, гистологический анализ, бактериологическое исследование), ограничивается единичными публикациями, как в России, так и во всем мире, что обуславливает необходимость изучения патогенеза инфекционного эндокардита с привлечением современных геномных и протеомных технологий. В связи с неоднозначностью результатов различных исследований, вопрос широкого использования ПЦР для этиологической верификации возбудителя инфекционного эндокардита требует своего углубленного изучения. Широкомасштабное секвенирование бактериальной 16S-рибосомной РНК представляет собой альтернативный подход для установления этиологии данной патологии, что может быть актуально для выявления труднокультивируемых патогенов. В ходе реализации данного проекта будут получены фундаментальные данные о генетической предрасположенности индивидуумов к развитию инфекционного эндокардита, данные о спектре микроорганизмов, колонизирующих клапанные структуры сердца и их соотношение с выявляемыми группами патогенов в крови, а также полученные данные будут сопоставлены с результатами классических методов диагностики, что в дальнейшем поможет в разработке пациент-ориентированного подхода при выборе тактики ведения пациентов с инфекционным эндокардитом. Кроме этого, будут идентифицировать молекулы и сигнальные пути, вовлеченные в развитие данного заболевания, что позволит расширить понимание фундаментальных аспектов патогенеза данного заболевания.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Синицкая А.В., Костюнин А.Е., Асанов М.А., Хуторная М.В., Поддубняк А.О., Понасенко А.В.
Гистопатологические параллели при инфекционном эндокардите и дегенеративных пороках нативных клапанов сердца, а также их биопротезов
Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины, Т. 39, № 2, С. 166-174. (год публикации - 2024)
10.29001/2073-8552-2024-39-2-166-174
2.
Синицкая А.В., Костюнин А.Е., Асанов М.А., Хуторная М.В., Клюева А.А., Поддубняк А.О., Тупикин А.Е., Кабилов М.Р., Синицкий М.Ю.
Bacterial Diversity in Native Heart Valves in Infective Endocarditis
Biomedicines, Vol.13, no 1, pp. 245. (год публикации - 2025)
10.3390/biomedicines13010245
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Во втором отчетном году была поставлена цель идентифицировать ключевые гены и сигнальные пути, вовлеченные в патогенез инфекционного эндокардита (ИЭ) методом полнотранскриптомного секвенирования (RNA-seq) с последующей биоинформатической обработкой данных и мануальным аннотированием дифференциально экспрессированных генов. Кроме того, в ходе второго года выполнения проекта появилась возможность провести определение этиологической принадлежности ИЭ методом 16S рРНК секвенирования фрагментов нативных створок клапанов сердца.
Установлено, что в тканях нативных клапанов сердца, пораженных ИЭ идентифицировано 156 дифференциально экспрессируемых генов (ДЭГов), удовлетворяющих следующим критериям: log2-кратное изменение экспрессии > 1 и значение р<0,05, скорректированное с помощью поправки FDR, из которых 124 были гиперэкспресированны в нативных клапанах сердца с ИЭ по отношению к клапанным структурам с КАС, а 32 – гипоэкспрессированны. Идентифицированные ДЭГи задействованы в следующих биологических процессах: хемотаксис нейтрофилов, моноцитов, лимфоцитов, миграцию лейкоцитов, воспалительный ответ, распознавание липополисахаридов, гуморальный иммунный ответ, деградацию коллагена и распознавание бактерий. Протеомное профилирование продемонстрировало снижение экспрессии некоторых протеаз и их ингибиторов в клапанах сердца с ИЭ по сравнению с клапанными структурами, пораженными КАС, а также БП. Стоит отметить, что MMP2 был гиперэкспрессирован в створках с ИЭ по сравнению с КАС, а в БП данный белок не экспрессировался. Иммуногистохимическое окрашивание позволило идентифицировать положительное окрашивание на MMP1-/2-/3-/8-/9-/12 во всех исследуемых створках нативных клапанов сердца, а также БП. Стоит отметить, что все исследуемые ферменты, кроме MMP9, были преимущественно солокализованы вблизи клеточных инфильтратов, в то время как локализация MMP9 не зависела от клеточных инфильтратов – данная молекула экспрессировалась даже при отсутствии последних.
Исследование 20 фрагментов створок нативных клапанов сердца с ИЭ методом 16S рРНК секвенирования показало, что в большинстве образцов были выявлены мажорные микроорганизмы (доля которых в анализируемом образце составила более 5% от всех идентифицированных бактериальных агентов), относящиеся к родам Streptococcus (40% от всех проанализированных клапанов), Sphingomonas (35%), Pseudomonas (35%), Roseateles (25%), Phyllobacterium (25%) и Enterococcus (15%). Стоит отметить, что в основной массе митральных и небольшой доле аортальных клапанов практически полностью отсутствует разнообразие бактерий и присутствует только один мажорный род, либо Streptococcus, либо Klebsiella или Enterococcus.
По результатам выполнения проекта во втором отчетном году опубликована статья в журнале Biomedicines, входящем в первый квартиль (Q1) по версии Web of Science. Также результаты исследования доложены на ключевых профильных конференциях: Российском национальном конгрессе кардиологов, г. Санкт-Петербург, 26-28 сентября 2024 года, на 14-й Международной мультиконференции «Биоинформатика регуляции и структуры геномов / системная биология» (BGRS/SB-2024). Г. Новосибирск, 5-8 августа 2024 года, на XI Съезде Российского общества медицинских генетиков с международным участием, г. Санкт-Петербург, 12-15 мая 2025 года (устный доклад).
Публикации
1.
Синицкая А.В., Костюнин А.Е., Асанов М.А., Хуторная М.В., Поддубняк А.О., Понасенко А.В.
Гистопатологические параллели при инфекционном эндокардите и дегенеративных пороках нативных клапанов сердца, а также их биопротезов
Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины, Т. 39, № 2, С. 166-174. (год публикации - 2024)
10.29001/2073-8552-2024-39-2-166-174
2.
Синицкая А.В., Костюнин А.Е., Асанов М.А., Хуторная М.В., Клюева А.А., Поддубняк А.О., Тупикин А.Е., Кабилов М.Р., Синицкий М.Ю.
Bacterial Diversity in Native Heart Valves in Infective Endocarditis
Biomedicines, Vol.13, no 1, pp. 245. (год публикации - 2025)
10.3390/biomedicines13010245