МИКРОРНК И ХРОНИЧЕСКАЯ СЕРДЕЧНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ: ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ В КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ

Основные положения

Представлен обзор современных исследований, посвященных изучению возможности применения микроРНК в качестве диагностических биомаркеров, предикторов неблагоприятного исхода и потенциальной терапии хронической сердечной недостаточности.

Резюме

Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) является одной из ведущих причин инвалидизации и смертности больных кардиологического профиля. Несмотря на существенные достижения современной медицины, во всем мире наблюдается неуклонный рост заболеваемости ХСН и увеличение числа госпитализаций вследствие ее декомпенсации, в связи с чем представляется актуальным поиск высокочувствительных, специфичных, надежных и стандартизированных биомаркеров для наиболее ранней диагностики и профилактики прогрессирования ХСН. Особый интерес представляет роль микроРНК как одного из важных генетических маркеров развития и прогноза ХСН. В данной статье представлен обзор данных экспериментальных и клинических исследований, включающих обсуждение возможности применения микроРНК для ранней диагностики и определения прогноза ХСН, рассмотрены основные функции и перспективы использования микроРНК в качестве терапевтического агента.

1. McDonagh T.A., Metra M., Adamo M., Gardner R.S., Baumbach A., Böhm M., Burri H., Butler J., Čelutkienė J., Chioncel O., et al; ESC Scientific Document Group. 2021 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: Developed by the Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC). With the special contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. Eur J Heart Fail. 2022;24(1):4-131. doi: 10.1002/ejhf.2333.

2. Российское кардиологическое общество (РКО). Хроническая сердечная недостаточность. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2020;25(11):4083. doi:1015829/1560-4071-2020-4083.

3. Мареев В.Ю., Фомин И.В., Агеев Ф.Т. и др. Клинические рекомендации ОССН - РКО - РНМОТ. Сердечная недостаточность: хроническая (ХСН) и острая декомпенсированная (ОДСН). Диагностика, профилактика и лечение. Кардиология. 2018;58(6S):8-158. doi:10.18087/cardio.2475

4. Поляков Д.С., Фомин И.В., Беленков Ю.Н., и др. Хроническая сердечная недостаточность в Российской Федерации: что изменилось за 20 лет наблюдения? Результаты исследования ЭПОХА–ХСН. Кардиология. 2021;61(4):4–14. doi:10.18087/cardio.2021.4.n1628

5. Wong L.L., Wang J., Liew O.W., Richards A.M., Chen Y.T. MicroRNA and Heart Failure. Int J Mol Sci. 2016;17(4):502. doi: 10.3390/ijms1704050.

6. Pozniak T., Shcharbin D., Bryszewska M. Circulating microRNAs in Medicine. Int J Mol Sci. 2022;23(7):3996. doi: 10.3390/ijms23073996.

7. Komatsu S., Kitai H., Suzuki H.I. Network Regulation of microRNA Biogenesis and Target Interaction. Cells. 2023;12(2):306. doi: 10.3390/cells12020306.

8. Çakmak H.A., Demir M. MicroRNA and Cardiovascular Diseases. Balkan Med J. 2020;37(2):60-71. doi: 10.4274/balkanmedj.galenos.2020.2020.1.94.

9. Siasos G., Bletsa E., Stampouloglou P.K., Oikonomou E., Tsigkou V., Paschou S.A., Vlasis K., Marinos G., Vavuranakis M., Stefanadis C., Tousoulis D. MicroRNAs in cardiovascular disease. Hellenic J Cardiol. 2020;61(3):165-173. doi: 10.1016/j.hjc.2020.03.003.

10. Leitão A.L., Enguita F.J. A Structural View of miRNA Biogenesis and Function. Noncoding RNA. 2022;8(1):10. doi: 10.3390/ncrna8010010.

11. Жиров И.В., Кочетов А.Г., Засеева А.В., Лянг О.В., Скворцов А.А., Абрамов А.А., Гимадиев Р.Р., Масенко В.П., Терещенко С.Н. МикроРНК в диагностике хронической сердечной недостаточности: состояние проблемы и результаты пилотного исследования. Системные гипертензии. 2016; 13 (1): 39-46.

12. Kalayinia S., Arjmand F., Maleki M., Malakootian M., Singh C.P. MicroRNAs: roles in cardiovascular development and disease. Cardiovasc Pathol. 2021;50:107296. doi: 10.1016/j.carpath.2020.107296.

13. Севрукевич Д.В. МикроРНК в клинической практике: маленькие молекулы глобального значения. Инновационные технологии в медицине. 2016;3-4(10):129-141.

14. Shen N.N., Wang J.L., Fu Y.P. The microRNA Expression Profiling in Heart Failure: A Systematic Review and Meta-Analysis. Front Cardiovasc Med. 2022;9:856358. doi: 10.3389/fcvm.2022.856358.

15. Peters L.J.F., Biessen E.A.L., Hohl M., Weber C., van der Vorst E.P.C., Santovito D. Small Things Matter: Relevance of MicroRNAs in Cardiovascular Disease. Front Physiol. 2020;11:793. doi: 10.3389/fphys.2020.00793.

16. Kura B., Kalocayova B., Devaux Y., Bartekova M. Potential Clinical Implications of miR-1 and miR-21 in Heart Disease and Cardioprotection. Int J Mol Sci. 2020;21(3):700. doi: 10.3390/ijms21030700.

17. Song Z., Gao R., Yan B. Potential roles of microRNA-1 and microRNA-133 in cardiovascular disease. Rev Cardiovasc Med. 2020;21(1):57-64. doi: 10.31083/j.rcm.2020.01.577.

18. Кукава Н.Г., Шахнович Р.М., Осьмак Г.Ж., Баулина Н.М., Матвеева Н.А., Фаворова О.О. Участие микроРНК в развитии ишемической болезни сердца. Кардиология. 2019;59(10):78-87. doi:10.18087/cardio.2019.10.n558

19. Zhao X., Wang Y., Sun X. The functions of microRNA-208 in the heart. Diabetes Res Clin Pract. 2020;160:108004. doi: 10.1016/j.diabres.2020.108004.

20. Nemecz M., Alexandru N., Tanko G., Georgescu A. Role of MicroRNA in Endothelial Dysfunction and Hypertension. Curr Hypertens Rep. 2016;18(12):87. doi: 10.1007/s11906-016-0696-8.

21. Silva D.C.P.D., Carneiro F.D., Almeida K.C., Fernandes-Santos C. Role of miRNAs on the Pathophysiology of Cardiovascular Diseases. Arq Bras Cardiol. 2018;111(5):738-746. doi: 10.5935/abc.20180215.

22. Badacz R., Przewłocki T., Legutko J., Żmudka K., Kabłak-Ziembicka A. microRNAs Associated with Carotid Plaque Development and Vulnerability: The Clinician's Perspective. Int J Mol Sci. 2022;23(24):15645. doi: 10.3390/ijms232415645.

23. Knoka E., Trusinskis K., Mazule M., Briede I., Crawford W., Jegere S., Kumsars I., Narbute I., Sondore D., Lejnieks A., Erglis A. Circulating plasma microRNA-126, microRNA-145, and microRNA-155 and their association with atherosclerotic plaque characteristics. J Clin Transl Res. 2020;5(2):60-67. PMID: 32377580; PMCID: PMC7197049.

24. Hao L., Wang X.G., Cheng J.D., You S.Z., Ma S.H., Zhong X., Quan L., Luo B. The up-regulation of endothelin-1 and down-regulation of miRNA-125a-5p, -155, and -199a/b-3p in human atherosclerotic coronary artery. Cardiovasc Pathol. 2014;23(4):217-23. doi: 10.1016/j.carpath.2014.03.009.

25. Жиров И.В., Баулина Н.М., Насонова С.Н., Осьмак Г.Ж., Матвеева Н.А., Миндзаев Д.Р., Фаворова О.О., Терещенко С.Н. Полнотранскриптомный анализ экспрессии микроРНК в мононуклеарных клетках у пациентов с острой декомпенсацией хронической сердечной недостаточности различной этиологии. Терапевтический архив. 2019; 91(9): 62-67. doi: 10.26442/00403660.2019.09.000294

26. Goren Y., Kushnir M., Zafrir B., Tabak S., Lewis B.S., Amir O. Serum levels of microRNAs in patients with heart failure. Eur J Heart Fail. 2012;14(2):147-54. doi: 10.1093/eurjhf/hfr155.

27. Gholaminejad A., Zare N., Dana N., Shafie D., Mani A., Javanmard S.H. A meta-analysis of microRNA expression profiling studies in heart failure. Heart Fail Rev. 2021;26(4):997-1021. doi: 10.1007/s10741-020-10071-9.

28. Figueiredo R., Adão R., Leite-Moreira A.F., Mâncio J., Brás-Silva C. Candidate microRNAs as prognostic biomarkers in heart failure: A systematic review. Rev Port Cardiol. 2022;41(10):865-885. English, Portuguese. doi: 10.1016/j.repc.2021.03.020.

29. Cakmak H.A., Coskunpinar E., Ikitimur B., Barman H.A., Karadag B., Tiryakioglu N.O., Kahraman K., Vural V.A. The prognostic value of circulating microRNAs in heart failure: preliminary results from a genome-wide expression study. J Cardiovasc Med (Hagerstown). 2015;16(6):431-7. doi: 10.2459/JCM.0000000000000233.

30. Fang F., Zhang X., Li B., Gan S. miR-182-5p combined with brain-derived neurotrophic factor assists the diagnosis of chronic heart failure and predicts a poor prognosis. J Cardiothorac Surg. 2022;17(1):88. doi: 10.1186/s13019-022-01802-0.

31. Bayés-Genis A., Lanfear D.E., de Ronde M.W.J., Lupón J., Leenders J.J., Liu Z., Zuithoff N.P.A., Eijkemans M.J.C., Zamora E., De Antonio M., Zwinderman A.H., Pinto-Sietsma S.J., Pinto Y.M. Prognostic value of circulating microRNAs on heart failure-related morbidity and mortality in two large diverse cohorts of general heart failure patients. Eur J Heart Fail. 2018;20(1):67-75. doi: 10.1002/ejhf.984.

32. Wong L.L., Armugam A., Sepramaniam S., Karolina D.S., Lim K.Y., Lim J.Y., Chong J.P., Ng J.Y., Chen Y.T., Chan M.M., et al. Circulating microRNAs in heart failure with reduced and preserved left ventricular ejection fraction. Eur J Heart Fail. 2015;17(4):393-404. doi: 10.1002/ejhf.223.

33. Vegter E.L., Ovchinnikova E.S., van Veldhuisen D.J., Jaarsma T., Berezikov E., van der Meer P., Voors A.A. Low circulating microRNA levels in heart failure patients are associated with atherosclerotic disease and cardiovascular-related rehospitalizations. Clin Res Cardiol. 2017;106(8):598-609. doi: 10.1007/s00392-017-1096-z.

34. Blum A., Meerson A., Rohana H., Jabaly H., Nahul N., Celesh D., Romanenko O., Tamir S. MicroRNA-423 may regulate diabetic vasculopathy. Clin Exp Med. 2019;19(4):469-477. doi: 10.1007/s10238-019-00573-8.

35. Galluzzo A., Gallo S., Pardini B., Birolo G., Fariselli P., Boretto P., Vitacolonna A., Peraldo-Neia C., Spilinga M., Volpe A., Celentani D., Pidello S., Bonzano A., Matullo G., Giustetto C., Bergerone S., Crepaldi T. Identification of novel circulating microRNAs in advanced heart failure by next-generation sequencing. ESC Heart Fail. 2021;8(4):2907-2919. doi: 10.1002/ehf2.13371.

36. D'Alessandra Y., Chiesa M., Carena M.C., Beltrami A.P., Rizzo P., Buzzetti M., Ricci V., Ferrari R., Fucili A., Livi U., Aleksova A., Pompilio G., Colombo G.I. 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.

37. Greco S., Fasanaro P., Castelvecchio S., D'Alessandra Y., Arcelli D., Di Donato M., Malavazos A., Capogrossi M.C., Menicanti L., Martelli F. MicroRNA Dysregulation in Diabetic Ischemic Heart Failure Patients. Diabetes.2012;61 (6): 1633–1641 doi: 10.2337/db11-0952.

38. Tian C., Hu G., Gao L., Hackfort B.T., Zucker I.H. Extracellular vesicular MicroRNA-27a* contributes to cardiac hypertrophy in chronic heart failure. J Mol Cell Cardiol. 2020;143:120-131. doi: 10.1016/j.yjmcc.2020.04.032.

39. Pei G., Chen L., Wang Y., He C., Fu C., Wei Q. Role of miR-182 in cardiovascular and cerebrovascular diseases. Front Cell Dev Biol. 2023;11:1181515. doi: 10.3389/fcell.2023.1181515.

40. Han R., Li K., Li L., Zhang L., Zheng H. Expression of microRNA-214 and galectin-3 in peripheral blood of patients with chronic heart failure and its clinical significance. Exp Ther Med. 2020;19(2):1322-1328. doi: 10.3892/etm.2019.8318.

41. de Gonzalo-Calvo D., Cediel G., Bär C., Núñez J., Revuelta-Lopez E., Gavara J., Ríos-Navarro C., Llorente-Cortes V., Bodí V., Thum T., Bayes-Genis A. Circulating miR-1254 predicts ventricular remodeling in patients with ST-Segment-Elevation Myocardial Infarction: A cardiovascular magnetic resonance study. Sci Rep. 2018;8(1):15115. doi: 10.1038/s41598-018-33491-y.

42. Gao L., Qiu F., Cao H., Li H., Dai G., Ma T., Gong Y., Luo W., Zhu D., Qiu Z., Zhu P., Chu S., Yang H., Liu Z. Therapeutic delivery of microRNA-125a-5p oligonucleotides improves recovery from myocardial ischemia/reperfusion injury in mice and swine. Theranostics. 2023;13(2):685-703. doi: 10.7150/thno.73568.

43. Yan F., Cui W., Chen Z. Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosome-Loaded microRNA-129-5p Inhibits TRAF3 Expression to Alleviate Apoptosis and Oxidative Stress in Heart Failure. Cardiovasc Toxicol. 2022;22(7):631-645. doi: 10.1007/s12012-022-09743-9.

44. Endo K., Naito Y., Ji X., Nakanishi M., Noguchi T., Goto Y., Nonogi H., Ma X., Weng H., Hirokawa G., Asada T., Kakinoki S., Yamaoka T., Fukushima Y., Iwai N. MicroRNA 210 as a biomarker for congestive heart failure. Biol Pharm Bull. 2013;36(1):48-54. doi: 10.1248/bpb.b12-00578.

45. Sygitowicz G., Tomaniak M., Błaszczyk O., Kołtowski Ł., Filipiak K.J., Sitkiewicz D. 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.

46. Zhang X., Dong S., Jia Q., Zhang A., Li Y., Zhu Y., Lv S., Zhang J. The microRNA in ventricular remodeling: the miR-30 family. Biosci Rep. 2019;39(8):BSR20190788. doi: 10.1042/BSR20190788.

47. Zhou H., Tang W., Yang J., Peng J., Guo J., Fan C. MicroRNA-Related Strategies to Improve Cardiac Function in Heart Failure. Front Cardiovasc Med. 2021;8:773083. doi: 10.3389/fcvm.2021.773083.

48. Комина А.В., Лаврентьев С.Н., Рукша Т.Г. МикроРНК и малые интерферирующие РНК как инструменты направленной регуляции клеточных процессов для терапии онкологических заболеваний. Бюллетень сибирской медицины. 2020; 19 (1): 160-171. doi:10.20538/16820363-2020-1-160-171.

49. Viteri S., Rosell R. An innovative mesothelioma treatment based on miR-16 mimic loaded EGFR targeted minicells (TargomiRs). Transl Lung Cancer Res. 2018 Feb;7(Suppl 1):S1-S4. doi: 10.21037/tlcr.2017.12.01.

50. Janssen H.L., Reesink H.W., Lawitz E.J., Zeuzem S., Rodriguez-Torres M., Patel K., van der Meer A.J., Patick A.K., Chen A., Zhou Y., Persson R., King B.D., Kauppinen S., Levin A.A., Hodges M.R. Treatment of HCV infection by targeting microRNA. N Engl J Med. 2013;368(18):1685-94. doi: 10.1056/NEJMoa1209026.

51. Karakikes I., Chaanine A.H., Kang S., Zeuzem S., Rodriguez-Torres M., Patel K., van der Meer A.J., Patick A.K., Chen A., Zhou Y., Persson R., King B.D., Kauppinen S., Levin A.A., Hodges M.R. Therapeutic cardiac-targeted delivery of miR-1 reverses pressure overload-induced cardiac hypertrophy and attenuates pathological remodeling. J Am Heart Assoc. 2013;2(2):e000078. doi: 10.1161/JAHA.113.000078.

52. Sang H.Q., Jiang Z.M., Zhao Q.P., Xin F. MicroRNA-133a improves the cardiac function and fibrosis through inhibiting Akt in heart failure rats. Biomed Pharmacother. 2015;71:185-9. doi: 10.1016/j.biopha.2015.02.030.

53. Foinquinos A., Batkai S., Genschel C., Viereck J., Rump S., Gyöngyösi M., Traxler D., Riesenhuber M., Spannbauer A., Lukovic D. Preclinical development of a miR-132 inhibitor for heart failure treatment. Nat Commun. 2020;11(1):633. doi: 10.1038/s41467-020-14349-2.

54. Täubel J., Hauke W., Rump S., Viereck J., Batkai S., Poetzsch J., Rode L., Weigt H., Genschel C., Lorch U., Theek C., Levin A.A., Bauersachs J., Solomon S.D., Thum T. 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):178-188. doi: 10.1093/eurheartj/ehaa898