Wnt-5a as a potential novel biomarker in myocardial infarction

Full Text

Введение

Сердечно-сосудистые заболевания, в первую очередь инфаркт миокарда, продолжают оставаться ведущей причиной заболеваемости и смертности во всем мире [10, 12]. Несмотря на значительные достижения в области технологий здравоохранения и терапевтических стратегий, число пациентов с ишемической болезнью сердца продолжает расти, что подчеркивает необходимость инновационных подходов к диагностике, профилактике и лечению [1].

Одним из перспективных направлений является изучение роли фундаментального и высококонсервативного сигнального пути Wnt, участвующего в многочисленных биологических процессах, начиная с эмбрионального развития и заканчивая гомеостазом тканей взрослого организма [9, 11]. В настоящее время у людей известно 19 белков Wnt, которые действуют как лиганды для нескольких мембраносвязанных рецепторов [6].

Wnt-5a является членом семейства Wnt – сигнальных протеинов, секретируемых различными клетками (моноциты, лимфоциты, кардиомициты и др.) и важных для эмбриогенеза, гомеостаза, поддержания стволовых клеток, регенерации и др. Wnt-5а, активируя β-катенин-независимые неканонические пути: планарной клеточной полярности, Ca²⁺-зависимые пути, NF-κB и др. [2], участвует в различных патологических процессах, включая атеросклероз, ишемическую болезнь сердца, метаболические нарушения [8]. Wnt-5а опосредует продукцию провоспалительных цитокинов и хемокинов, регулирует миграцию и привлечение в зону репаративной регенерации тканей различных иммунных эффекторных клеток, которые, в свою очередь, являясь источником продукции воспалительных медиаторов (IL-1, IL-6, TNFα и др.), могут регулировать экспрессию Wnt-5а и способствовать продукции Wnt-лигандов [2, 8].

В ряде экспериментальных и клинических исследований продемонстрирована выраженная экспрессия Wnt-5а в кровеносных сосудах и сыворотке крови при атеросклеротических поражениях, а также в висцеральной жировой ткани пациентов с ожирением [8].

Однако при сердечно-сосудистой патологии роль Wnt-5а не всегда однозначна, и в ряде случаев, он может проявлять аутокринно/паракринное противовоспалительное действие, как в отношении иммунорегуляторных клеток, так и синтеза супрессорных медиаторов [2, 3, 5].

Учитывая многофункциональный характер Wnt-5а с потенциально противоречивыми эффектами, требуется проведение дополнительных исследований для более глубокого понимания молекулярных механизмов его участия в патогенезе ИБС и разработке новых подходов к диагностике с использованием Wnt-5а в качестве перспективного биомаркера. В связи с этим наше исследование было сосредоточено на изучении клинической значимости уровня сывороточного Wnt-5а при остром инфаркте миокарда (ОИМ).

Материалы и методы

В проводимое исследование вошли 70 пациентов молодого и среднего возраста (от 18 до 59 лет, в соответствии с классификацией ВОЗ) с ОИМ (I группа), госпитализированных в региональный сосудистый центр БУЗ Орловской области «Орловская областная клиническая больница», и 20 условно здоровых лиц (II контрольная группа), сопоставимых с ними по возрасту и полу. Ввиду отсутствия общепринятых референсных значений исследуемых показателей, данные, полученные у лиц контрольной группы, принимались нами за физиологическую норму.

Распределение по полу и возрасту в группах пациентов было представлено следующим образом: I группа включала в себя 25 женщин и 45 мужчин (средний возраст – 43,8±5,3 года), II группа – 10 женщин и 10 мужчин (средний возраст – 40,9±6,2 года). Статистических различий по возрасту и полу в исследуемых группах выявлено не было (p > 0,05).

Диагностика ОИМ проводилась в соответствии с клиническими рекомендациями Министерства здравоохранения РФ в актуальной на момент исследования редакции.

Исследования были одобрены этическим комитетом Орловского государственного университета имени И.С. Тургенева (Протокол № 1 от 14.10.2024) и выполнены в соответствии с руководящими принципами Хельсинкской декларации и стандартами GCP. Перед включением в исследование у всех больных получено письменное информированное согласие об использовании результатов их обследования в научных целях.

В зависимости от изменений на ЭКГ пациенты I группы распределились следующим образом: переднебоковая локализация инфаркта миокарда регистрировалась у 47,14%; переднеперегородочная – у 14,3%; нижнедиафрагмальная – у 24,3%; нижнебоковая – у 14,3% больных.

Инфаркт миокарда с подъемом сегмента ST встречался у 20 пациентов с ОИМ. Трансмуральный (Q-инфаркт миокарда) превалировал у пациентов I группы и регистрировался в 37 случаях (52,9%).

Общеклинические лабораторные исследования выполнялись с использованием анализаторов Maxm Analyzer (Великобритания) и Monarch chemistry system (Италия).

Забор венозной крови осуществлялся у пациентов утром натощак в первые 24 часа и на 7-е сутки с момента госпитализации, в дальнейшем кровь центрифугировали в течение 15 минут со скоростью 1500 оборотов/мин, сыворотку аликвотировали, замораживали при температуре – 24 °С и хранили от 1 до 2 месяцев без повторных циклов размораживания до использования.

Уровень Wnt-5а и IL-6 в сыворотке крови определяли в двух повторах методом иммуноферментного анализа (ИФА). Проведение измерений оптической плотности производилось на фотометре STAT FAX 2100 (Awareness Technology, США) с использованием коммерческих наборов реагентов Sunlong Вiotech Co. (Китай, чувствительность набора 0,6 пг/мл, диапазон определяемых значений 30-2000 пг/мл) для Wnt-5а и АО «Вектор-Бест» (Россия, чувствительность набора 0,5 пг/мл, диапазон измерений 0-300 пг/мл) для IL-6, согласно протоколам производителей.

Статистические расчеты выполнялись в онлайн версии программы StatTech 4.5.0 (ООО «Статтех», Россия, 2024).

Результаты и обсуждение

Одной из актуальных областей исследования Wnt-сигналинга является его участие в развитии и гомеостазе сердца, что обеспечивает ключевое понимание молекулярных механизмов, управляющих формированием и функционированием сердечной мышцы [6, 9, 11]. В контексте инфаркта миокарда, когда наблюдается обширная потеря кардиомиоцитов, приводящая к нарушению функции сердца, изучение Wnt-сигнализации может стать ключом к инновационным диагностическим и терапевтическим стратегиям. После инфаркта миокарда сердечная ткань подвергается значительному ремоделированию, которое сопровождается структурными и функциональными изменениями миокарда и ассоциировано с аномальной активацией Wnt-сигнального пути [4, 7, 13].

Имеющиеся в настоящее время работы, посвященные Wnt-5а, свидетельствуют о возможности его использования как маркера сердечно-сосудистой патологии, особенно с учетом данных о выраженной экспрессии Wnt-5а сердечными миоцитами [2, 8]. Вместе с тем, в клинических и экспериментальных исследованиях в отношении дисрегуляции Wnt-5а-сигнального пути имеются противоречивые данные [2, 3, 5, 8], что обосновывает актуальность оценки вовлеченности в патофизиологический процесс при ОИМ Wnt-5а и динамики его продукции в рамках проведения биомониторинга в течение госпитального периода.

Результаты проведенных нами исследований показали, что медианные значения Wnt-5а были значительно ниже в образцах сыворотки пациентов с инфарктом миокарда по сравнению с условно здоровыми лицами (p < 0,05). Однако при этом можно выделить две популяции пациентов с инфарктом миокарда в отношении продукции Wnt-5а. Так, примерно у 33% больных с ОИМ в первые 24 часа с момента госпитализации уровень белка Wnt-5а был аналогичен уровню здоровых лиц, а у оставшейся популяции сывороточная концентрация Wnt-5а оказалась ниже, чем в контрольной группе (рис. 1), что в целом может быть связано как с физиологической гетерогенностью экспрессии Wnt-5а, так и изменением его секреции на фоне дисфункции кардиомиоцитов.

 

Рисунок 1. Сывороточный уровень Wnt-5а (пг/мл) у пациентов с острым инфарктом миокарда на 1-е и 7-е сутки госпитализации и здоровых лиц

Figure 1. Serum Wnt-5a level (pg/ml) in patients with acute myocardial infarction on days 1 and 7 of hospitalization and in healthy individuals

 

Следует отметить, что при анализе индивидуальных сывороточных показателей Wnt-5а у пациентов с ранее перенесенным инфарктом миокарда и развившимся постинфарктным кардиосклерозом, отмечались максимально низкие значения Wnt-5а (80±10 пг/мл) в 1-е сутки с момента развития инфаркта миокарда, с тенденцией к нарастанию концентрации Wnt-5а в сыворотке крови до 130-160 пг/мл к 7-му дню госпитализации. Эта динамика сочеталась с более тяжелым течением инфаркта миокарда, что может косвенно свидетельствовать о нарушении процессов регенерации и ремоделирования тканей, в котором Wnt-5а принимает непосредственное участие. Наряду с этим, при типичном течении ОИМ отмечалось иная тенденция выработки Wnt-5а со снижением значений данных показателей к 7-м суткам патологического процесса. Однако в обоих случаях не был достигнут целевой уровень концентраций Wnt-5а, характерный для лиц контрольной группы.

Кроме того, нами не было установлено статистически значимых различий в сывороточных концентрация Wnt-5а в зависимости от локализации инфаркта миокарда (p > 0,05).

Отдельного внимания заслуживают данные о максимально высоких значениях Wnt-5а (≥ 290 пг/мл), полученных у пациентов с кальцификацией клапанов сердца и коронарных сосудов по данным Эхо-КГ, что подтверждает участие неканонических лигандов Wnt-5а в сосудистой кальцификации.

Как известно, сразу после инфаркта миокарда развивается воспалительная реакция, направленная на удаление некротизированных тканей и инициацию процессов заживления, включая продукцию и высвобождение медиаторов воспаления, одним из ключевых элементов которых является IL-6. Как показали результаты нашего исследования, сывороточный уровень IL-6 резко возрастает в первые часы ОИМ (рис. 2), что согласуется с данными литературы [14]. В настоящем исследовании мы дополнительно подтвердили не только повышение IL-6 в 1-е сутки, но и отметили снижение в динамике его концентрации к 7-му дню ОИМ (рис. 2), что соответствует результатам работ о динамике сывороточной продукции IL-6 по мере смены фазы и активности воспалительного процесса [14] и дополнительно подтверждается установленными прочными отрицательными корреляционными связями Wnt- 5a с показателями лейкоцитов и СОЭ общего анализа крови (r = -0,61; r = -0,45, p < 0,05).

 

Рисунок 2. Сывороточный уровень IL-6 (пг/мл) у пациентов с острым инфарктом миокарда на 1-е и 7-е сутки госпитализации и здоровых лиц

Figure 2. Serum IL-6 level (pg/mL) in patients with acute myocardial infarction on days 1 and 7 of hospitalization and in healthy individuals

 

Проведенный корреляционный анализ взаимосвязи Wnt-5а и IL-6 позволил установить заметной тесноты обратную связь по шкале Чеддока (ρ = -0,554; p < 0,05), что подтверждает тот факт, что высокие концентрации IL-6 могут оказывать ингибирующее воздействие на Wnt-5а-сигнальный путь. Подавление активности Wnt-5а может временно ограничивать процессы ремоделирования, препятствуя нормальному восстановлению тканей миокарда, до наступления фазы снижения интенсивности воспаления.

При сопоставлении уровней Wnt-5a у пациентов с Q- и не-Q-инфарктом миокарда, а также с элевацией и без элевации сегмента ST электрокардиограммы, не удалось выявить статистически значимых различий (p = 0,554; p = 0,591 соответственно; используемый метод t-критерий Стьюдента).

Отдельно стоит отметить, что у пациентов с наличием патологического зубца Q – на ЭКГ концентрация Wnt-5a была на 15-20% ниже, чем у больных с не Q – ОИМ, на фоне максимально высокого сывороточного уровня IL-6 в 1-е сутки течения Q – инфаркта миокарда.

Заключение

Таким образом, проведенные нами исследования показали вовлеченность Wnt-5а в патогенез ОИМ. Хотя это многообещающая область исследований и взаимодействия сигнального пути Wnt в рамках сложной биологии сердечно-сосудистой системы полностью не изучены, полученные нами предварительные данные позволяют открыть новые потенциальные диагностические возможности этого биомаркера.

About the authors

I. A. Snimshchikova

I. Turgenev Orel State University

Author for correspondence.
Email: snimshikova@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Head of the Department of Immunology and specialized clinical disciplines, Director of Medical Institute, Leading Researcher at the Laboratory of New Medical Technologies

Russian Federation, Orel

A. V. Konshina

N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: snimshikova@mail.ru

PhD (Biology), Associate Professor of the Department of Traumatology, Orthopedics and Related Disciplines, Head of the Department of Educational Activities

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files