Статья
Белки теплового шока — потенциальные биомаркеры сердечной недостаточности
Количество пациентов с сердечной недостаточностью (СН) за последние десятилетия заметно выросло и продолжает увеличиваться. Во время патологического ремоделирования сердца при СН срабатывают порочные циклы клеточного стресса. Настоящий обзор посвящен группе белков теплого шока (БТШ), стимулируемых клеточным стрессом, что позволяет рассматривать их как потенциальные биомаркеры сердечно-сосудистых заболеваний, в т.ч. СН. В обзоре приведены особенности наиболее изученных низкомолекулярных и высокомолекулярных БТШ, которые могут дополнить спектр неинвазивной лабораторной диагностики и клинические данные, необходимые при постановке диагноза, а также помочь в оценке прогноза и выборе терапевтической тактики, направленной на улучшение качества жизни пациента и снижение сердечно сосудистых событий при СН.Цель обзора — анализ публикаций, посвященных биохимическим исследованиям БТШ у больных с СН в качестве диагностических маркеров.
1. 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.
2. Драпкина О. М., Бойцов С. А., Омельяновский В. В. и др. Социальноэкономический ущерб, обусловленный хронической СН, в Российской Федерации. Российский кардиологический журнал. 2021;26(6):4490. doi:10.15829/1560-4071-2021-4490.
3. McDonagh T, Metra M. 2021 Рекомендации ESC по диагностике и лечению острой и хронической сердечной недостаточности. Российский кардиологический журнал. 2023;28(1):5168. doi:10.15829/1560-4071-2023-5168.
4. Гуманова Н.Г., Климушина М. В., Богданова Н. Л. и др. Валидные кар-диоспецифические биохимические маркеры. Часть II. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2020;19(5): 2588. doi:10.15829/1728-8800-2020-2588.
5. Кожевникова М. В., Беленков Ю. Н. Биомаркеры СН: настоящее и будущее. Кардиология. 2021;61(5):4-16. doi:10.18087/cardio.2021.5.n1530.
6. Иванова А. А., Джиоева О. Н., Лавренова Е.А. и др. Сложные вопросы диагностики сердечной недостаточности с сохраненной фракцией выброса: фокус на эхокардиографические исследования. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2023;22(5):3565. doi:10.15829/1728-8800-2023-3565.
7. Rodríguez-Iturbe B, Johnson RJ. Heat shock proteins and cardiovascular disease. Physiol Int. 2018;105(1):19-37. doi:10.1556/2060.105.2018.1.4.
8. Котова Ю. А., Зуйкова А. А. Изучение маркеров повреждения эндотелия, окислительного и клеточного стресса у больных ИБС и сопутствующим ожирением. Вестник новых медицинских технологий. 2021;28(2):25-8. doi:10.24412/1609-2163-2021-2-25-28.
9. Zhou B, Tian R. Mitochondrial dysfunction in pathophysiology of heart failure. J Clin Invest. 2018;128(9):3716-26. doi:10.1172/JCI120849.
10. Liu S, Yi L, Ling M, et al. HSP70L1-mediated intracellular priming of dendritic cell vaccination induces more potent CTL response against cancer. Cell Mol Immunol. 2018;15(2):135-45. doi:10.1038/cmi.2016.33.
11. Traxler D, Lainscak M, Simader E, et al. Heat shock protein 27 acts as a predictor of prognosis in chronic heart failure patients. Clin Chim Acta. 2017;473:127-32. doi:10.1016/j.cca.2017.08.028.
12. Pan C, Zhang H, Ma Q, et al. Role of ethylene biosynthesis and signaling in elevated CO2-induced heat stress response in tomato. Planta. 2019;250(2):563-72. doi:10.1007/s00425-019-03192-5.
13. Ганковская Л.В., Понасенко О. А., Свитич О. А. Роль белка теплового шока 70 в патогенезе сердечно-сосудистой патологии. Медицинская иммунология. 2019;21(2):201-8. doi:10.15789/1563-0625-2019-2-201-208.
14. Duan Y, Tang H, Mitchell-Silbaugh K, et al. Heat Shock Protein 60 in Cardiovascular Physiology and Diseases. Front Mol Biosci. 2020;7:73. doi:10.3389/fmolb.2020.00073.
15. Хроническая сердечная недостаточность. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2020;25(11):4083. doi:10.15829/1560-4071-2020-4083.
16. Драпкина О. М. Особенности синтеза белков теплового шока у больных постинфарктным кардиосклерозом. Клиническая медицина. 2004; 82(9):25-8. EDN OJRIHJ.
17. Shan Q, Ma F, Wei J, et al. Physiological Functions of Heat Shock Proteins. Curr Protein Pept Sci. 2020;21(8):751-60. doi:10.2174/1389203720666191111113726.
18. Dubrez L, Causse S, Borges Bonan N, et al. Heat-shock proteins: chaperoning DNA repair. Oncogene. 2020;39(3):516-29. doi:10.1038/s41388-019-1016-y.
19. Kovács D, Kovács M, Ahmed S, et al. Functional diversification of heat shock factors. Biol Futur. 2022;73(4):427-39. doi:10.1007/s42977-022-00138-z.
20. Mymrikov EV, Seit-Nebi AS, Gusev NB. Large potentials of small heat shock proteins. Physiol Rev. 2011;91(4):1123-59. doi:10.1152/physrev.00023.2010.
21. Balogi Z, Multhoff G, Jensen TK, et al. Hsp70 interactions with membrane lipids regulate cellular functions in health and disease. Prog Lipid Res. 2019;74:18-30. doi:10.1016/j.plipres.2019.01.004.
22. Hu C, Yang J, Qi Z, et al. Heat shock proteins: Biological functions, pathological roles, and therapeutic opportunities. MedComm (2020). 2022;3(3):e161. doi:10.1002/mco2.161.
23. Bascos NAD, Landry SJ. A History of Molecular Chaperone Structures in the Protein Data Bank. Int J Mol Sci. 2019; 20(24):6195. doi:10.3390/ijms20246195.
24. Farhan Y Almalki A, Arabdin M, Khan A. The Role of Heat Shock Proteins in Cellular Homeostasis and Cell Survival. Cureus. 2021;13(9):e18316. doi:10.7759/cureus.18316.
25. De Maio A, Hightower LE. Heat shock proteins and the biogenesis of cellular membranes. Cell Stress Chaperones. 2021;26(1):15-8. doi:10.1007/s12192-020-01173-2.
26. Jee H.Size dependent classification of heat shock proteins: a mini-review. J Exerc Rehabil. 2016;12(4):255-9. doi:10.12965/jer.1632642.321.
27. Haslbeck M, Weinkauf S, Buchner J. Small heat shock proteins: Simplicity meets complexity. J Biol Chem. 2019;294(6):2121-32. doi:10.1074/jbc.REV118.002809.
28. Kurop MK, Huyen CM, Kelly JH, et al. The heat shock response and small molecule regulators. Eur J Med Chem. 2021;226:113846. doi:10.1016/j.ejmech.2021.113846.
29. Хохлова А.В., Бойченко П.К., Востриков А.А. и др. Роль белков теплового шока в патогенезе ряда компонентов метаболического синдрома. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2022; 66(2):102-7. doi:10.25557/0031-2991.2022.02.102-107.
30. Muranova LK, Shatov VM, Gusev NB. Role of Small Heat Shock Proteins in the Remodeling of Actin Microfilaments. Biochemistry (Mosc). 2022;87(8):800-11. doi:10.1134/S0006297922080119.
31. Liu S, Iskandar R, Chen W, et al. Soluble Glycoprotein 130 and Heat Shock Protein 27 as Novel Candidate Biomarkers of Chronic Heart Failure with Preserved Ejection Fraction. Heart Lung Circ. 2016;25(10):1000-6. doi:10.1016/j.hlc.2016.02.011.
32. Jaroszynski A, Jaroszynska A, Zaborowski T, at al. Serum heat shock protein 27 levels predict cardiac mortality in hemodialysis patients. BMC Nephrol. 2018;19(1):359. doi:10.1186/s12882-018-1157-1.
33. Li Z, Song Y, Xing R, at al. Heat shock protein 70 acts as a potential biomarker for early diagnosis of heart failure. PLoS One. 2013;8(7):e67964. doi:10.1371/journal.pone.0067964.
34. Wu T, Mu Y, Bogomolovas J, et al. HSPB7 is indispensable for heart development by modulating actin filament assembly. Proc Natl Acad Sci USA. 2017;114(45):11956-61. doi:10.1073/pnas.1713763114.
35. Chiu TF, Li CH, Chen CC, et al. Association of plasma concentration of small heat shock protein B7 with acute coronary syndrome. Circ J. 2012;76(9):2226-33. doi:10.1253/circj.cj-12-0238.
36. Rüdebusch J, Benkner A, Poesch A, et al. Dynamic adaptation of myocardial proteome during heart failure development. PLoS One. 2017;12(10):e0185915. doi:10.1371/journal.pone.0185915.
37. Bavisotto CC, Alberti G, Vitale AM, at al. Hsp60 Post-translational Modifications: Functional and Pathological Consequences. Front Mol Biosci. 2020;7:95. doi:10.3389/fmolb.2020.00095.
38. Grundtman C, Kreutmayer SB, Almanzar G, et al. Heat shock protein 60 and immune inflammatory responses in atherosclerosis. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2011;31(5):960-8. doi:10.1161/ATVBAHA.110.217877.
39. Bonanad C, Núñez J, Sanchis J, et al. Serum heat shock protein 60 in acute heart failure: a new biomarker? Congest Heart Fail. 2013;19(1):6-10. doi:10.1111/j.1751-7133.2012.00299.x.
40. Niizeki T, Takeishi Y, Watanabe T, et al. Relation of serum heat shock protein 60 level to severity and prognosis in chronic heart failure secondary to ischemic or idiopathic dilated cardiomyopathy. Am J Cardiol. 2008;102: 606-10. doi:10.1016/j.amjcard.2008.04.030.
41. Costa-Beber LC, Heck TG, Fiorin PBG, et al. HSP70 as a biomarker of the thin threshold between benefit and injury due to physical exercise when exposed to air pollution. Cell Stress Chaperones. 2021;26(6):889-915. doi:10.1007/s12192-021-01241-1.
42. Драпкина О. М., Ашихмин Я. И., Ивашкин В. Т. Роль шаперонов в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний и кардиопротекции. Российские медицинские вести; 2008;13(1):56-69.
43. Gombos T, Förhécz Z, Pozsonyi Z, et al. Interaction of serum 70-kDa heat shock protein levels and HspA1B (+1267) gene polymorphism with disease severity in patients with chronic heart failure. Cell Stress Chaperones. 2008;13(2):199-206. doi:10.1007/s12192-007-0001-5.