Биомаркеры в кардиологии: микроРНК и сердечная недостаточность


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/therapy.2022.1.60-70

А.М. Алиева, Н.В. Теплова, В.А. Кисляков, К.В. Воронкова, Л.М. Шнахова, Р.К. Валиев, А.М. Рахаев, Д.А. Эльмурзаева, Д.С. Малкарова, И.Г. Никитин

1) ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, г. Москва; 2) ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет); 3) ГБУЗ «Московский клинический научно-практический центр им. А.С. Логинова» Департамента здравоохранения города Москвы; 4) ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» Министерства науки и высшего образования России, г. Нальчик
Аннотация. МикроРНК (miRNA) представляют собой небольшие некодирующие молекулы рибонуклеиновой кислоты. Они регулируют экспрессию генов на посттранскрипционном уровне с помощью связывания с 3’-нетранслируемыми участками miRNA-мишени. MiRNA были идентифицированы как ключевые регуляторы сложных биологических процессов, связанные с множественными сердечно-сосудистыми патологиями. MiRNA в кровотоке были исследованы в качестве новых биологических маркеров, особенно в контексте острого инфаркта миокарда и СН. Цель предлагаемого обзора – представить подробные данные о роли miRNA как биомаркера СН.
Ключевые слова: рибонуклеиновая кислота, микроРНК, полимеразная цепная реакция, фракция выброса левого желудочка, ген, сердечная недостаточность, биологический маркер, инфаркт миокарда
Полный текст статьи доступен
в "Библиотеке Врача"

Литература


  1. Xue R., Tan W., Wu Y. et al. Role of exosomal miRNAs in Heart Failure. Front Cardiovasc Med. 2020; 7: 592412. doi: 10.3389/fcvm.2020.592412.

  2. Shaker F., Nikravesh A., Arezumand R. et al. Web-based tools for miRNA studies analysis. Comput Biol Med. 2020; 127: 104060. doi: 10.1016/j.compbiomed.2020.104060.

  3. Reinhart B.J., Slack F.J., Basson M. et al. The 21-nucleotide let-7 RNA regulates developmental timing in Caenorhabditis elegans. Nature. 2000; 403(6772): 901–06. doi: 10.1038/35002607.

  4. Mitchell P.S., Parkin R.K., Kroh E.M. et al. Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008; 105(30): 10513–18. doi: 10.1073/pnas.0804549105.

  5. Zhou S.S., Jin J.P., Wang J.Q. et al. MiRNAs in cardiovascular diseases: potential biomarkers, therapeutic targets and challenges. Acta Pharmacol Sin. 2018; 39(7): 1073–84. doi: 10.1038/aps.2018.30.

  6. Nonn L. МикроРНК: от биологии к клиническому применению. Остеопороз и остеопатии. 2016; 1: 7–8.

  7. Wojciechowska A., Braniewska A., Kozar-Kaminska K. MicroRNA in cardiovascular biology and disease. Adv Clin Exp Med. 2017; 26(5): 865–74. doi: 10.17219/acem/62915.

  8. Луценко А.С., Белая Ж.Е., Пржиялковская Е.Г., Мельниченко Г.А. МикроРНК и их значение в патогенезе СТГ-продуцирующих аденом гипофиза. Вестник Российской академии медицинских наук. 2017; 4: 290–298.

  9. Гареев И.Ф., Бейлерли О.А. Циркулирующие микроРНК как биомаркеры: какие перспективы? Профилактическая медицина. 2018; 6: 142–150.

  10. Жанин И.С. Профиль экспрессии микроРНК и генов-мишеней при нарушениях мозгового кровообращения в эксперименте и клинике. Дис. ... канд. мед. наук. Москва. 2020; 116 с.

  11. Forero D.A., Gonzalez-Giraldo Y., Castro-Vega L.J., Barreto GE. qPCR-based methods for expression analysis of miRNAs. Biotechniques. 2019; 67(4): 192–99. doi: 10.2144/btn-2019-0065.

  12. Гудкова А.Я., Давыдова В.Г., Бежанишвили Т.Г. с соавт. Содержание циркулирующей микроРНК-21 у пациентов с гипертрофической кардиомиопатией. Терапевтический архив. 2020; 4: 51–56.

  13. Thum T., Galuppo P., Wolf C. et al. MicroRNAs in the human heart: a clue to fetal gene reprogramming in heart failure. Circulation. 2007; 116(3): 258–67. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.107.687947.

  14. Da Costa Martins P.A., Bourajjaj M., Gladka M. et al. Conditional dicer gene deletion in the postnatal myocardium provokes spontaneous cardiac remodeling. Circulation. 2008; 118(15): 1567–76. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.108.769984.

  15. Romaine S.P., Tomaszewski M., Condorelli G., Samani N.J. MicroRNAs in cardiovascular disease: An introduction for clinicians. Heart. 2015; 101(12): 921–28. doi: 10.1136/heartjnl-2013-305402.

  16. Cakmak H.A., Coskunpinar E., Ikitimur B. et al. The prognostic value of circulating microRNAs in heart failure: preliminary results from a genome-wide expression study. J Cardiovasc Med (Hagerstown). 2015; 16(6): 431–37. doi: 10.2459/JCM.0000000000000233.

  17. Sucharov C., Bristow M.R., Port J.D. MiRNA expression in the failing human heart: functional correlates. J Mol Cell Cardiol. 2008; 45(2): 185–92. doi: 10.1016/j.yjmcc.2008.04.014.

  18. Van Rooij E., Sutherland L.B., Liu N. et al. A signature pattern of stress-responsive microRNAs that can evoke cardiac hypertrophy and heart failure. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006; 103(48): 18255–60. doi: 10.1073/pnas.0608791103.

  19. Ovchinnikova E.S., Schmitter D., Vegter E.L. et al. Signature of circulating microRNAs in patients with acute heart failure. Eur J Heart Fail. 2016; 18(4): 414–23. doi: 10.1002/ejhf.332.

  20. Sygitowicz G., Tomaniak M., Błaszczyk O. et al. Circulating microribonucleic acids miR-1, miR-21 and miR-208a in patients with symptomatic heart failure: Preliminary results. Arch Cardiovasc Dis. 2015; 108(12): 634–42. doi: 10.1016/j.acvd.2015.07.003.

  21. Endo K., Naito Y., Ji X. et al. MicroRNA 210 as a biomarker for congestive heart failure. Biol Pharm Bull. 2013; 36(1): 48–54. doi: 10.1248/bpb.b12-00578.

  22. Seronde M.F., Vausort M., Gayat E. et al. Circulating microRNAs and outcome in patients with acute heart failure. PLoS One. 201518; 10(11): e0142237. doi: 10.1371/journal.pone.0142237.

  23. Goren Y., Kushnir M., Zafrir B. et al. Serum levels of microRNAs in patients with heart failure. Eur J Heart Fail. 2012; 14(2): 147–54. doi: 10.1093/eurjhf/hfr155.

  24. Bayes-Genis A., Lanfear D.E., de Ronde M.W.J. et al. Prognostic value of circulating microRNAs on heart failure-related morbidity and mortality in two large diverse cohorts of general heart failure patients. 2018; 20(1): 67–75. doi: 10.1002/ejhf.984.

  25. Van Boven N., Kardys I., Van Vark L.C. et al. Serially measured circulating microRNAs and adverse clinical outcomes in patients with acute heart failure. Eur J Heart Fail. 2018; 20(1): 89–96. doi: 10.1002/ejhf.950.

  26. Watson C.J., Gupta S.K., O’Connell E. et al. MicroRNA signatures differentiate preserved from reduced ejection fraction heart failure. Eur J Heart Fail. 2015; 17(4): 405–15. doi: 10.1002/ejhf.244.

  27. Akat K.M., Moore-McGriff D., Morozov P. et al. Comparative RNA-sequencing analysis of myocardial and circulating small RNAs in human heart failure and their utility as biomarkers. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014; 111(30): 11151–56. doi: 10.1073/pnas.1401724111.

  28. Gidlof O., Smith J.G., Miyazu K. et al. Circulating cardio-enriched microRNAs are associated with long-term prognosis following myocardial infarction. BMC Cardiovasc Disord. 2013; 13: 12. doi: 10.1186/1471-2261-13-12.

  29. Marfella R., Di Filippo C., Potenza N. et al. Circulating microRNA changes in heart failure patients treated with cardiac resynchronization therapy: responders vs. non-responders. Eur J Heart Fail. 2013; 15(11): 1277–88. doi: 10.1093/eurjhf/hft088.

  30. Xiao J., Gao R., Bei Y. et al. Circulating miR-30d predicts survival in patients with acute heart failure. Cell Physiol Biochem. 2017; 41(3): 865–74. doi: 10.1159/000459899.

  31. Melman Y.F., Shah R., Danielson K. et al. Circulating microRNA-30d is associated with response to cardiac resynchronization therapy in heart failure and regulates cardiomyocyte apoptosis: A translational pilot study. Circulation. 2015; 131(25): 2202–16. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.013220.

  32. Wang T., Cai Z., Hong G. et al. MicroRNA-21 increases cell viability and suppresses cellular apoptosis in non-small cell lung cancer by regulating the PI3K/Akt signaling pathway

  33. Zhang M., Cheng Y.J., Sara J.D. et al. Circulating microRNA-145 is associated with acute myocardial infarction and heart failure. Chin Med J (Engl). 2017; 130(1): 51–56. doi: 10.4103/0366-6999.196573.

  34. Scrutinio D., Conserva F., Passantino A. et al. Circulating microRNA-150-5p as a novel biomarker for advanced heart failure: A genome-wide prospective study. J Heart Lung Transplant. 2017; 36(6): 616–24. doi: 10.1016/j.healun.2017.02.008.

  35. Liu X., Tong Z., Chen K. et al. The Role of miRNA-132 against apoptosis and oxidative stress in heart failure. Biomed Res Int. 2018; 2018: 3452748. doi: 10.1155/2018/3452748.

  36. Masson S., Batkai S., Beermann J. et al. Circulating microRNA-132 levels improve risk prediction for heart failure hospitalization in patients with chronic heart failure. Eur J Heart Fail. 2018; 20(1): 78–85. doi: 10.1002/ejhf.961.

  37. Chen F., Yang J., Li Y., Wang H. Circulating microRNAs as novel biomarkers for heart failure. Hellenic J Cardiol. 2018; 59(4): 209–14. doi: 10.1016/j.hjc.2017.10.002.

  38. Zhang B., Li B., Qin F. et al. Expression of serum microRNA-155 and its clinical importance in patients with heart failure after myocardial infarction. J Int Med Res. 2019; 47(12): 6294–302. doi: 10.1177/0300060519882583.

  39. Zhang L., Xu R.L., Liu S.X. et al. Diagnostic value of circulating microRNA-19b in heart failure. Eur J Clin Invest. 2020; 50(11): e13308. doi: 10.1111/eci.13308.

  40. D’Alessandra Y., Chiesa M., Carena M.C. et al. Differential role of circulating microRNAs to track progression and pre-symptomatic stage of chronic heart failure: A pilot study. Biomedicines. 2020; 8(12): 597. doi: 10.3390/biomedicines8120597.

  41. Liu J., Zhang H., Li X. et al. Diagnostic and prognostic significance of aberrant miR-652-3p levels in patients with acute decompensated heart failure and acute kidney injury. J Int Med Res. 2020; 48(11): 300060520967829. doi: 10.1177/0300060520967829.

  42. Li J., Salvador A.M., Li G. et al. Mir-30d Regulates Cardiac Remodeling by Intracellular and Paracrine Signaling. Circ Res. 2021; 128(1): e1–e23. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.120.317244.

  43. Li D.M., Li B.X., Yang LJ. et al. Diagnostic value of circulating microRNA-208a in differentiation of preserved from reduced ejection fraction heart failure. Heart Lung. 2021; 50(1): 71–74. doi: 10.1016/j.hrtlng.2020.07.010.

  44. Spinka G., Bartko P.E., Pavo N. et al. Secondary mitral regurgitation-Insights from microRNA assessment. Eur J Clin Invest. 2021; 51(2): e13381. doi: 10.1111/eci.13381.

  45. Brundin M., Wagsater D., Alehagen U., Carlhall C.J. Circulating microRNA-29-5p can add to the discrimination between dilated cardiomyopathy and ischaemic heart disease. ESC Heart Fail. 2021; 8(5): 3865–74. doi: 10.1002/ehf2.13458.

  46. Nemcekova V., Kmecova Z., Bies Pivackova L. et al. Hematocrit-related alterations of circulating microRNA-21 levels in heart failure patients with reduced ejection fraction: A preliminary study. Genet Test Mol Biomarkers. 2021; 25(4): 302–06. doi: 10.1089/gtmb.2020.0277.

  47. Jin Y., Wei S., Yao L. Diagnostic performance of miR-214, BNP, NT-proBNP and soluble ST2 in acute heart failure. Int J Clin Pract. 2021; 75(10): e14643. doi: 10.1111/ijcp.14643.

  48. Aleshcheva G., Pietsch H., Escher F., Schultheiss H.P. MicroRNA profiling as a novel diagnostic tool for identification of patients with inflammatory and/or virally induced cardiomyopathies. ESC Heart Fail. 2021; 8(1): 408–22. doi: 10.1002/ehf2.13090.

  49. Galluzzo A., Gallo S., Pardini B. et al. Identification of novel circulating microRNAs in advanced heart failure by next-generation sequencing. ESC Heart Fail. 2021; 4: 2907–19. doi: 10.1002/ehf2.13371.

  50. Gevaert A.B., Witvrouwen I., Van Craenenbroeck A.H. et al.; OptimEx-Clin Study Group. MiR-181c level predicts response to exercise training in patients with heart failure and preserved ejection fraction: an analysis of the OptimEx-Clin trial. Eur J Prev Cardiol. 2021: zwab151. doi: 10.1093/eurjpc/zwab151. Epub ahead of print.

  51. 51. Witvrouwen I., Gevaert A.B., Possemiers N. et al. Circulating microRNA as predictors for exercise response in heart failure with reduced ejection fraction. Eur J Prev Cardiol. 2021: zwaa142. doi: 10.1093/eurjpc/zwaa142. Epub ahead of print.

  52. Taubel J., Hauke W., Rump S. et al. Novel antisense therapy targeting microRNA-132 in patients with heart failure: Results of a first-in-human Phase 1b randomized, double-blind, placebo-controlled study. Eur Heart J. 2021; 42(2): 178–88. doi: 10.1093/eurheartj/ehaa898.

  53. Алиева А.М., Резник Е.В., Гасанова Э.Т. с соавт. Клиническое значение определения биомаркеров крови у больных с хронической сердечной недостаточностью. Архивъ внутренней медицины. 2018; 5: 333–345.

  54. Алиева А.М., Пинчук Т.В., Алмазова И.И. с соавт. Клиническое значение определения биомаркера крови ST2 у больных с хронической сердечной недостаточностью. Consilium Medicum. 2021; 6: 522–526.

  55. Алиева А.М., Алмазова И.И., Пинчук Т.В. с соавт. Фракталкин и сердечно-сосудистые заболевания. Consilium Medicum. 2020; 5: 83–86.

  56. Jones K.J., Searles C.D. Development of MicroRNA-Based Therapeutics for Vascular Disease. Circ Res. 2020; 127(9): 1179–81. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.120.317999.

  57. Shaker F., Nikravesh A., Arezumand R., Aghaee-Bakhtiari S.H. Web-based tools for miRNA studies analysis. Comput Biol Med. 2020; 127:104060. doi: 10.1016/j.compbiomed.2020.104060.


Об авторах / Для корреспонденции

Амина Магомедовна Алиева, к.м.н., доцент кафедры госпитальной терапии № 2 лечебного факультета ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России. Адрес: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1. E-mail: amisha_alieva@mail.ru. ORCID: 0000-0001-5416-8579. SPIN-код: 2749-6427
Наталья Вадимовна Теплова, д.м.н., профессор, зав. кафедрой клинической фармакологии лечебного факультета ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздрава России. Адрес: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7181-4680
Владимир Аркадьевич Кисляков, к.м.н., доцент кафедры госпитальной терапии № 2 лечебного факультета ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России. Адрес: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1. E-mail: kvadoctor@mail.ru
Кира Владимировна Воронкова, д.м.н., профессор кафедры неврологии факультета дополнительного профессионального образования ФГАОУ «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздрава России; ФГБНУ «Центральная клиническая больница РАН»; НП «Объединение врачей-эпилептологов и пациентов», АНО «Центр изучения падений проблем падающего пациента в медицине». Адрес: 115280, г. Москва, Велозаводская ул., д. 1/1, стр. 15. E-mail: kiravoronkova@yandex.ru. SPIN-код: 1636-7627.
AuthorID: 668237. Индекс Хирша 9
Лидия Мухамедовна Шнахова, врач ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет). Адрес: 119435, г. Москва, Большая Пироговская ул., д. 4, стр. 1. E-mail: shnakhova_l_m@staff.sechenov.ru
Рамиз Камраддинович Валиев, к.м.н., зав. онкохирургическим отделением № 2 ГБУЗ «Московский клинический научно-практический центр им. А.С. Логинова» Департамента здравоохранения города Москвы. Адрес: 111123,
г. Москва, шоссе Энтузиастов, д. 86. E-mail: Radiosurgery@bk.ru. ORCID: 0000-0003-1613-3716. SPIN-код: 2855-2867
Алик Магомедович Рахаев, д.м.н., профессор кафедры детских болезней, акушерства и гинекологии медицинского факультета ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» Министерства науки и высшего образования России. Адрес: 360004, г. Нальчик, улица Чернышевского, д. 173. Е-mail: alikrahaev@yandex.ru
Джаннет Ануаровна Эльмурзаева, к.м.н., доцент кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии медицинского факультета ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» Министерства науки и высшего образования России. Адрес: 360004, г. Нальчик, улица Чернышевского, д. 173.
E-mail: jannet.elmurzaeva@yandex.ru. ORCID: 0000-0002-5640-6638. SPIN-код: 7284-3749
Дарина Солтановна Малкарова, студентка 6 курса медицинского факультета ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» Министерства науки и высшего образования России. Адрес: 360004, г. Нальчик, улица Чернышевского, д. 173
Игорь Геннадиевич Никитин, д.м.н., профессор, зав. кафедры госпитальной терапии № 2 лечебного факультета ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России. Адрес: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1. E-mail: igor.nikitin.64@mail.ru. ORCID: 0000-0003-1699-0881


Похожие статьи

К содержанию номера

Бионика Медиа