Preview

Complex Issues of Cardiovascular Diseases

Advanced search

Регуляция длины теломер у крыс линии wistar в условиях субхронического низкодозового воздействия доксорубицина

Abstract

Основные положения. Доксорубицин – антрациклиновый химиотерапевтический препарат, который останавливает пролиферацию, активирует апоптоз и обладает кумулятивной и дозозависимой кардиотоксичностью. В основе кардиотоксичности антрациклинов лежит повреждение клеток миокарда, сопровождающееся дисфункцией левого желудочка. Дисфункция теломер играет важную роль в процессах клеточного старения, которые ассоциированы с повреждением миокарда.

Цель — оценить экспрессию генов, кодирующих белки, вовлеченные в процесс регуляции длины теломерных участков ДНК кардиомиоцитов крыс линии Wistar в условиях субхронического низкодозового воздействия доксорубицина.

Методы. В исследование были включены две группы самцов крыс линии Wistar: экспериментальная группа (10 крыс, еженедельная инъекция доксорубицина в хвостовую вену в дозировке 2 мг/кг в течение 4 недель) и контрольная группа (10 крыс, еженедельная инъекция 0,9% NaCl в хвостовую вену в течение 4 недель). С помощью ПЦР был определен уровень экспрессии гена Tert и генов шелтеринов Trf1, Trf2, Rap1, Tin2, Tpp1 и Pot1.

Результаты. В экспериментальной группе наблюдалось повышение экспрессии генов шелтеринов Trf1, Trf2, Tpp1 и Tin2 по сравнению с контролем. Уровень мРНК генов Pot1 и Rap1 был снижен в экспериментальной группе относительно контрольных животных. Ген Tert в изученных группах экспрессировался на крайне низком уровне.

Заключение. В результате проведенного исследования установлено, что удлинение теломерных участков ДНК кардиомиоцитов крыс линии Wistar в ответ на субхроническое низкодозовое воздействие доксорубицина обусловлено изменениями в профиле экспрессии генов, кодирующих белки, ответственные за поддержание гомеостаза теломер, и, вероятно, происходит за счет запуска механизма альтернативного удлинения теломер.

About the Authors

Максим Асанов
НИИ КПССЗ
Russian Federation


Алена Поддубняк
НИИ КПССЗ
Russian Federation


Анна Синицкая
НИИ КПССЗ
Russian Federation


Мария Хуторная
НИИ КПССЗ
Russian Federation


Оксана Хрячкова
НИИ КПССЗ
Russian Federation


Анастасия Клюева
НИИ КПССЗ
Russian Federation


Максим Синицкий
НИИ КПССЗ
Russian Federation


References

1. Li Y, Yan J, Yang P. The mechanism and therapeutic strategies in doxorubicin-induced cardiotoxicity: Role of programmed cell death. Cell Stress and Chaperones. 2024;29(5):666-680. doi: 10.1016/j.cstres.2024.09.001

2. Teplyakov AT, Shilov SN, Popova AA, et al. The role of polymorphic variants of NO-synthase, receptor endothelin-1 and NADPH-oxidase in the development of heart failure resulted from chemotherapy-induced cardiotoxicity. Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2018;7(3):33-43. (In Russ). doi: 10.17802/2306-1278-2018-7-3-33-43

3. Zhang J, Jiang H, Zhang J, et al. Effectiveness and safety of pegylated liposomal doxorubicin versus epirubicin as neoadjuvant or adjuvant chemotherapy for breast cancer: a real-world study. BMC Cancer. 2021;21(1):1301. doi: 10.1186/s12885-021-09050-6

4. Sheibani M, Azizi Y, Shayan M, et al. Doxorubicin-Induced Cardiotoxicity: An Overview on Pre-clinical Therapeutic Approaches. Cardiovascular Toxicology. 2022;22(4):292-310. doi: 10.1007/s12012-022-09721-1

5. Rossiello F, Jurk D, Passos JF, et al. Telomere dysfunction in ageing and age-related diseases. Nature Cell Biology. 2022;24(2):135-147. doi: 10.1038/s41556-022-00842-x

6. Tsatsakis A, Oikonomopoulou T, Nikolouzakis TK, et al. Role of telomere length in human carcinogenesis (Review). International Journal of Oncology. 2023;63(1):78. doi: 10.3892/ijo.2023.5526

7. Lim CJ, Cech TR. Shaping human telomeres: From shelterin and CST complexes to telomeric chromatin organization. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2021;22(4):283-298. doi: 10.1038/s41580-021-00328-y

8. Rubtsova MP, Nikishin DA, Vyssokikh MY, et al. Telomere reprogramming and cellular metabolism: is there a link? International Journal of Molecular Sciences. 2024;25(19):10500. doi: 10.3390/ijms251910500

9. Asanov MA, Poddubnyak AO, Sinitskaya AV, et al. Telomere length of Wistar rat cardiomyocytes exposed to doxorubicin: in vivo experimental study. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2024;178(11):554-557. (In Russ). doi: 10.47056/0365-9615-2024-178-11-554-557

10. Nair A, Morsy MA, Jacob S. Dose translation between laboratory animals and human in preclinical and clinical phases of drug development. Drug Development Research. 2018;79(8):373-382. doi: 10.1002/ddr.21461

11. Asanov MA, Poddubnyak AO, Muhamadiyarov RA, et al. Comprehensive assessment of subchronic low-dose exposure to doxorubicin in the Wistar rat model. Siberian Journal of Clinical and Experimental Medicine. 2024;39(4):171-179. (In Russ). doi: 10.29001/2073-8552-2024-39-4-171-179

12. Al Khafaji AT, Barakat AM, Shayyal AJ, et al. Managing Doxorubicin Cardiotoxicity: Insights Into Molecular Mechanisms and Protective Strategies. Journal of Biochemical and Molecular Toxicology. 202539(2):e70155. doi: 10.1002/jbt.70155

13. Lyon AR, López-Fernández T, Couch LS, et al. 2022 ESC Guidelines on cardio-oncology developed in collaboration with the European Hematology Association (EHA), the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology (ESTRO) and the International Cardio-Oncology Society (IC-OS). European Heart Journal. 2022;43(41):4229-4361. doi: 10.1093/eurheartj/ehac244

14. Dempke WCM, Zielinski R, Winkler C, et al. Anthracycline-induced cardiotoxicity - are we about to clear this hurdle? European Journal of Cancer. 2023;185:94-104. doi: 10.1016/j.ejca.2023.02.019

15. Gao F, Xu T, Zang F, et al. Cardiotoxicity of Anticancer Drugs: Molecular Mechanisms, Clinical Management and Innovative Treatment. Drug Design, Development and Therapy. 2024;18:4089-4116. doi: 10.2147/DDDT.S469331

16. Wang TH, Ma Y, Gao S, et al. Recent Advances in the Mechanisms of Cell Death and Dysfunction in Doxorubicin Cardiotoxicity. Reviews in Cardiovascular Medicine. 2023;24(11):336. doi: 10.31083/j.rcm2411336

17. Lin J, Epel E. Stress and telomere shortening: Insights from cellular mechanisms. Ageing Research Reviews. 2022;73:101507. doi: 10.1016/j.arr.2021.101507

18. Rossiello F, Jurk D, Passos JF, et al. Telomere dysfunction in ageing and age-related diseases. Nature Cell Biology. 2022;24(2):135-147. doi: 10.1038/s41556-022-00842-x

19. Vaiserman A, Krasnienkov D. Telomere Length as a Marker of Biological Age: State-of-the-Art, Open Issues, and Future Perspectives. Frontiers in Genetics. 202121;11:630186. doi: 10.3389/fgene.2020.630186

20. Liu M, Zhang Y, Jian Y, et al. The regulations of telomerase reverse transcriptase (TERT) in cancer. Cell Death & Disease. 2024;15(1):90. doi: 10.1038/s41419-024-06454-7

21. Chatterjee S, Leach-Mehrwald M, Huang CK, et al. Telomerase is essential for cardiac differentiation and sustained metabolism of human cardiomyocytes. Cellular and Molecular Life Sciences. 2024;81(1):196. doi: 10.1007/s00018-024-05239-7

22. Wu Y, Zhou L, Liu H, et al. LRP6 downregulation promotes cardiomyocyte proliferation and heart regeneration. Cell Research. 2021;31(4):450-462. doi: 10.1038/s41422-020-00411-7

23. Mir SM, Samavarchi Tehrani S, Goodarzi G, et al. Shelterin Complex at Telomeres: Implications in Ageing. Clinical Interventions in Aging. 2020;15:827-839. doi: 10.2147/CIA.S256425

24. Kallingal A, Krzemieniecki R, Maciejewska N, et al. TRF1 and TRF2: pioneering targets in telomere-based cancer therapy. Journal of Cancer Research and Clinical Oncology. 2024;150(7):353. doi: 10.1007/s00432-024-05867-3

25. Deregowska A, Lewinska A, Warzybok A, et al. Telomere loss is accompanied by decreased pool of shelterin proteins TRF2 and RAP1, elevated levels of TERRA and enhanced glycolysis in imatinib-resistant CML cells. Toxicology in Vitro. 2023;90:105608. doi: 10.1016/j.tiv.2023.105608

26. Deregowska A, Wnuk M. RAP1/TERF2IP-A Multifunctional Player in Cancer Development. Cancers. 2021;13(23):5970. doi: 10.3390/cancers13235970

27. Ueno M. Exploring Genetic Interactions with Telomere Protection Gene POT1 in Fission Yeast. Biomolecules. 2023;13(2):370. doi: 10.3390/biom13020370

28. Sohn EJ, Goralsky JA, Shay JW, et al. The Molecular Mechanisms and Therapeutic Prospects of Alternative Lengthening of Telomeres (ALT). Cancers (Basel). 2023;15(7):1945. doi: 10.3390/cancers15071945

29. Cesare AJ, Kaul Z, Cohen SB, et al. Spontaneous occurrence of telomeric DNA damage response in the absence of chromosome fusions. Nature Structural & Molecular Biology. 2009;16(12):1244-1251. doi: 10.1038/nsmb.1725


Supplementary files

Review

For citations:


 ,  ,  ,  ,  ,  ,   . Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2025;14(6). (In Russ.)

Views: 14


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2306-1278 (Print)
ISSN 2587-9537 (Online)