Исследователи из Школы ветеринарной медицины Каммингса Университета Тафтса обнаружили важные биомаркеры во внеклеточных везикулах у собак с миксоматозным заболеванием митрального клапана и застойной сердечной недостаточностью. Это первое открытие биомаркера, основанное на внеклеточных везикулах при ветеринарном заболевании. Геномный материал (микроРНК или микроРНК) выделяли в небольшие внеклеточные везикулы, называемые экзосомами, которые циркулируют в крови. Эти результаты могут дать важную информацию о молекулярной основе, диагностике и лечении миксоматозного заболевания митрального клапана у собак, а также пролапса митрального клапана, аналогичного заболевания у людей. Результаты появятся онлайн на этой неделе в Журнале внеклеточных везикул..
В своем анализе циркулирующей экзосомной миРНК (Ex-миРНК) исследователи обнаружили, что экспрессия не только меняется по мере прогрессирования заболевания и развития сердечной недостаточности у собак с миксоматозным поражением митрального клапана, но также демонстрирует изменения исключительно на основе старение у собак. Кроме того, они обнаружили, что изменения уровня экспрессии Ex-miRNA, по-видимому, более специфичны для болезненных состояний, чем измерение уровня miRNA из плазмы без внимания к выделению Ex-miRNA. Это говорит о том, что Ex-miRNA может предложить новый подход, который улучшает существующие методы наблюдения за пациентами с заболеваниями сердца и другими заболеваниями, но опирается на легкодоступные образцы, такие как кровь и моча.
Миксоматозная болезнь митрального клапана (MMVD) у собак очень похожа на пролапс митрального клапана (ПМК) у людей, который вызывает разрушение и фрагментацию коллагеновых и эластических волокон внутри клапанов. У собак MMVD является наиболее распространенным приобретенным сердечным заболеванием и причиной застойной сердечной недостаточности, составляя две трети всех сердечных заболеваний. Заболевание связано с возрастом, и его распространенность у пожилых собак мелких пород достигает 100 процентов. Предыдущие исследования показали, что при застойной сердечной недостаточности медиана продолжительности жизни собак составляет от одного до девяти месяцев.
ПМК - распространенное заболевание клапанов сердца, встречающееся у 3 процентов взрослого населения. Разрыв хорды или плохая коаптация створок клапана могут привести к митральной регургитации с последующей застойной сердечной недостаточностью. Медикаментозное лечение митральной регургитации ограничено, и восстановление или замена митрального клапана наиболее эффективны, если они проводятся до развития застойной сердечной недостаточности. Смертность при хирургическом вмешательстве колеблется от 2 до 6 процентов и в два раза выше у пожилых людей.
«В настоящее время нет доступных медицинских методов лечения, чтобы отсрочить прогрессирование этих пороков сердца», - сказала Вики Янг, доктор медицинских наук, доктор философии, доцент кафедры кардиологии и регенеративной медицины в Школе Каммингса и первый автор исследования. исследование. «Хотя эти новые молекулярные сигнатуры в экзосомах требуют дальнейшего изучения, результаты могут открыть двери для новых молекулярных мишеней, чтобы замедлить или остановить прогрессирование болезни митрального клапана до сердечной недостаточности».
Изучение внеклеточных везикул, известных как экзосомы и Ex-миРНК, является относительно новой областью. Внеклеточные везикулы секретируются клетками, передают сигналы от клетки к клетке и циркулируют в крови, откуда их можно собирать для геномного анализа. Экзосомы имеют наноразмеры, а циркулирующие экзосомы содержат малые РНК, включая микроРНК, с уникальными сигнатурами, отражающими физиологию и патологию клеток.
Первой целью этого исследования было выделение и выявление изменений в уровнях экспрессии циркулирующей Ex-микроРНК у собак с MMVD или MMVD с застойной сердечной недостаточностью (MMVD-CHF) по сравнению с нормальными здоровыми собаками без сердечных заболеваний. Учитывая, что MMVD сильно зависит от возраста, исследователи также изучили влияние возраста у контрольных собак. Вторая цель состояла в том, чтобы понять диапазон miRNA, выделенных из Ex-miRNA, по сравнению с miRNA плазмы, чтобы увидеть, являются ли Ex-miRNA более релевантными для заболевания.
В этом исследовании приняли участие 47 собак, принадлежащих клиентам. Каждая собака прошла медицинский осмотр и эхокардиографическую оценку. Собаки с наблюдаемыми респираторными симптомами или в анамнезе также получили рентгенограммы грудной клетки. Затем собак разделили на три группы на основании рентгенограмм и эхокардиограммы: нормальные здоровые собаки, собаки с бессимптомной митральной сердечной недостаточностью и собаки с сердечной недостаточностью в анамнезе. Собаки с другими системными заболеваниями были исключены из исследования. Образцы цельной крови были взяты у каждой собаки для двух типов анализа.
Плазменная микроРНК была выделена из образцов крови 27 включенных в исследование собак, разделенных на три группы: нормальные собаки без возрастных ограничений, собаки с бессимптомным MMVD и собаки с MMVD-CHF.
Плазменная Ex-миРНК была выделена из образцов крови 27 включенных в исследование собак, разделенных на четыре группы: молодые нормальные собаки в возрасте до семи лет, старые нормальные собаки в возрасте семи лет и старше, собаки с бессимптомным MMVD и собаки с MMVD. -CHF.
Результаты показали, что количество экзосомальных миР-181c и миР-495 значительно увеличилось у собак с MMVD-CHF по сравнению с тремя другими группами. Экзосомальная миР-9 увеличилась у собак с MMVD и MMVD-CHF по сравнению с более старыми нормальными собаками. Экзосомальная миР-599 уменьшилась у собак с MMVD по сравнению с более старыми нормальными собаками. В общей плазме 58 микроРНК были сочтены значительно различающимися между нормальными собаками, собаками с MMVD и собаками с MMVD-CHF. В отличие от Ex-миРНК, ни одна из микроРНК в общей плазме не оставалась статистически значимой, если частота ложных открытий была ниже 15 процентов.
«Эти результаты показывают, что изменения экспрессии Ex-миРНК могут быть более специфичными для болезненных состояний, чем общее количество микроРНК в плазме», - сказал Энди Хоффман, доктор медицинских наук. В. М., доктор медицинских наук, профессор и директор Лаборатории регенеративной медицины в Школе Каммингса и соответствующий автор исследования. «Эти Ex-микроРНК плазмы демонстрируют большие перспективы в качестве биомаркеров для мониторинга заболевания MMVD, а также могут помочь нам понять патофизиологию заболевания и впоследствии разработать более специфические молекулярные методы лечения, которые могут остановить прогрессирование заболевания».
Из-за некоторых ограничений в их исследовании исследователи рекомендуют дальнейшую оценку кандидата, циркулирующего Ex-miRNA, включая экспрессию мишени в тканях; приобретение и потеря функции в клеточных линиях собак; биологическая активность экзосом и Ex-миРНК на клеточных линиях in vitro; и проверка этого кандидата Ex-миРНК у пациентов на разных стадиях заболевания.