Статья
Одной из актуальных задач является поиск ранних и специфических маркеров сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) с целью стратификации риска развития ССЗ, разработки методов профилактики, ранней диагностики и лечения. В последние десятилетия значительное внимание уделяется внеклеточным нуклеиновым кислотам в плазме крови: свободноциркулирующей внеклеточной ДНК (св-ДНК) и циркулирующим некодирующим РНК, в частности микроРНК, которые рассматриваются как перспективные прогностические и диагностические биомаркеры многих патологических состояний, т. к. играют ключевую роль в регуляции физиологических и патофизиологических процессов. В данном обзоре раскрываются современные представления о возможности использования уровней св-ДНК и микроРНК в плазме крови пациентов с ССЗ в качестве специфических биомаркеров для диагностики, стратификации риска, оценки тяжести и мониторинга течения ССЗ, с акцентом на ишемическую болезнь сердца, хроническую сердечную недостаточность и отторжение сердечного аллографта, где эта область исследований является многообещающей.
1. Institute for Health Metrics and Evaluation (IHME). Global Burden of Disease 2021: Findings from the GBD 2021 Study. Seattle, WA: IHME, 2024.
2. Magnussen C, Ojeda FM, Leong DP, et al. Global Effect of Modifiable Risk Factors on Cardiovascular Disease and Mortality. N Engl J Med. 2023;389(14):1273-85. doi:10.1056/NEJMoa2206916.
3. Егоренко С. Н., Афонин М. М., Бобкова Н. А. и др. Российский статистический ежегодник: Статистический сборник. М.: Федеральная служба государственной статистики (Росстат), 2023. 701 с.
4. Roth GA, Mensah GA, Johnson CO, et al. Global Burden of Cardiovascular Diseases and Risk Factors, 1990-2019: Update From the GBD 2019 Study. J Am Coll Cardiol. 2020;76(25):2982-3021. doi:10.1016/j.jacc.2020.11.010. Erratum in: J Am Coll Cardiol. 2021;77(15):1958-9. doi:10.1016/j.jacc.2021.02.039.5.
5. Bays HE, Agarwala A, German C, et al. Ten things to know about ten cardiovascular disease risk factors — 2022. Am J Prev Cardiol. 2022;10:100342. doi:10.1016/j.ajpc.2022.100342.
6. An J, Zhang Y, Muntner P, et al. Recurrent Atherosclerotic Cardiovascular Event Rates Differ Among Patients Meeting the Very High Risk Definition According to Age, Sex, Race/Ethnicity, and Socioeconomic Status. J Am Heart Assoc. 2020;9(23):e017310. doi:10.1161/JAHA.120.017310.
7. Sun J, Qiao Y, Zhao M, et al. Global, regional, and national burden of cardiovascular diseases in youths and young adults aged 15-39 years in 204 countries/territories, 1990-2019: a systematic analysis of Global Burden of Disease Study 2019. BMC Med. 2023;21(1):222. doi:10.1186/s12916-023-02925-4.
8. Joynt Maddox KE, Elkind MSV, Aparicio HJ, et al. Forecasting the Burden of Cardiovascular Disease and Stroke in the United States Through 2050-Prevalence of Risk Factors and Disease: A Presidential Advisory From the American Heart Association. Circulation. 2024;150(4):e65-e88. doi:10.1161/CIR.0000000000001256.
9. de Miranda FS, Barauna VG, dos Santos L, et al. Properties and Application of Cell-Free DNA as a Clinical Biomarker. Int J Mol Sci. 2021;22(17):9110. doi:10.3390/ijms22179110.
10. Jiapaer Z, Li C, Yang X, et al. Extracellular Non-Coding RNAs in Cardiovascular Diseases. Pharmaceutics. 2023;15(1):155. doi:10.3390/pharmaceutics15010155.
11. Oellerich M, Budde K, Osmanodja B, et al. Donor-derived cell-free DNA as a diagnostic tool in transplantation. Front Genet. 2022;13. doi:10.3389/fgene.2022.1031894.
12. Nuzzo PV, Berchuck JE, Korthauer K, et al. Detection of renal cell carcinoma using plasma and urine cell-free DNA methylomes. Nat Med. 2020;26(7):1041-3. doi:10.1038/s41591-020-0933-1.
13. Han DSC, Ni M, Chan RWY, et al. The Biology of Cell-free DNA Fragmentation and the Roles of DNASE1, DNASE1L3, and DFFB. The American Journal of Human Genetics. 2020;106(2):202-14. doi:10.1016/j.ajhg.2020.01.008.
14. Han DSC, Lo YMD. The Nexus of cfDNA and Nuclease Biology. Trends in Genetics. 2021;37(8):758-70. doi:10.1016/j.tig.2021.04.005.
15. Ranucci R. Cell-Free DNA: Applications in Different Diseases. Methods Mol Biol. 2019; 1909:3-12. doi:10.1007/978-1-4939-8973-7_1.
16. Alborelli I, Generali D, Jermann P, et al. Cell-free DNA analysis in healthy individuals by next-generation sequencing: a proof of concept and technical validation study. Cell Death Dis. 2019;10(7):534. doi:10.1038/s41419-019-1770-3.
17. Aliyeva AM, Teplova NV, Kislyakov VA, et al. Cell-free DNA and cardiovascular diseases. RMJ. 2022;5:26-9. (In Russ.) Алиева А. М., Теплова Н. В., Кисляков В. А. и др. Внеклеточная ДНК и сердечно-сосудистые заболевания. РМЖ. 2022;5:26-9.
18. Polina IA, Ilatovskaya DV, DeLeon-Pennell KY. Cell free DNA as a diagnostic and prognostic marker for cardiovascular diseases. Clin Chim Acta. 2020;503:145-50. doi:10.1016/j.cca.2020.01.013.
19. Kananen L, Hurme M, Bürkle A, et al. Circulating cell-free DNA in health and disease — the relationship to health behaviours, ageing phenotypes and metabolomics. Geroscience. 2023;45(1):85-103. doi:10.1007/s11357-022-00590-8.
20. Dutta A, Das M, Ghosh A, Rana S. Molecular and cellular pathophysiology of circulating cardiomyocyte-specific cell free DNA (cfDNA): Biomarkers of heart failure and potential therapeutic targets. Genes Dis. 2023;10(3):948-59. doi:10.1016/j.gendis.2022.08.008.
21. Cui M, Fan M, Jing R, et al. Cell-Free Circulating DNA: A New Biomarker for the Acute Coronary Syndrome. Cardiology. 2013;124(2):76-84. doi:10.1159/000345855.
22. Ren J, Jiang L, Liu X, et al. Heart-specific DNA methylation analysis in plasma for the investigation of myocardial damage. J Transl Med. 2022;20(1):36. doi:10.1186/s12967-022-03234-9.
23. Wang L, Xie L, Zhang Q, et al. Plasma nuclear and mitochondrial DNA levels in acute myocardial infarction patients. Coron Artery Dis. 2015;26(4):296-300. doi:10.1097/MCA.0000000000000231.
24. Cuadrat RRC, Kratzer A, Arnal HG, et al. Cardiovascular disease biomarkers derived from circulating cell-free DNA methylation. NAR Genom Bioinform. 2023;5(2):lqad061. doi:10.1093/nargab/lqad061.
25. Zhang Q, He X, Ling J, Xiang Q, et al. Association Between Circulating Cell-Free DNA Level at Admission and the Risk of Heart Failure Incidence in Acute Myocardial Infarction Patients. DNA Cell Biol. 2022;41(8):742-9. doi:10.1089/dna.2022.0238.
26. Tan E, Liu D, Perry L, et al. Cell-free DNA as a potential biomarker for acute myocardial infarction: A systematic review and meta-analysis. Int J Cardiol Heart Vasc. 2023;47: 101246. doi:10.1016/j.ijcha.2023.101246.
27. Заиграев И. А., Фоменко А. Н., Кротенко Н. П. и др. Ассоциация внеклеточной ДНК с протяженностью изъязвленной атеросклеротической бляшки в инфаркт-зависимой артерии и объемом поражения миокарда среди больных с острым коронарным синдромом с подъемом сегмента ST, подлежащих чрескожному коронарному вмешательству. Российский кардиологический журнал. 2024;29(8):5957. doi:10.15829/1560-4071-2024-5957.
28. Трофимова Е. А., Киреева В. В., Усольцев Ю. К. и др. Свободно циркулирующая ДНК у больных артериальной гипертензией с высоким сердечно-сосудистым риском. Российский кардиологический журнал. 2022;27(4):4709. doi:10.15829/1560-4071-2022-4709.
29. Salzano A, Israr MZ, Garcia DF, et al. Circulating cell-free DNA levels are associated with adverse outcomes in heart failure: testing liquid biopsy in heart failure. Eur J Prev Cardiol. 2021;28(9):e28-e31. doi:10.1177/2047487320912375.
30. Колесникова Е. В., Мячина О. В., Пашков А. Н. Взаимосвязь уровня свободно циркулирующей ДНК с показателем фракции выброса и количеством мозгового натрийуретического пептида у пациентов с хронической сердечной недостаточностью: проспективное наблюдательное исследование. CardioСоматика. 2023;14(3):167-75. doi:10.17816/CS456434.
31. Khush KK, Patel J, Pinney S, et al. Noninvasive detection of graft injury after heart transplant using donor-derived cell-free DNA: A prospective multicenter study. American Journal of Transplantation. 2019;19(10):2889-99. doi:10.1111/ajt.15339.
32. Agbor-Enoh S, Shah P, Tunc I, et al. Cell-Free DNA to Detect Heart Allograft Acute Rejection. Circulation. 2021;143(12):1184-97. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.120.049098.
33. Diener C, Keller A, Meese E. Emerging concepts of miRNA therapeutics: from cells to clinic. Trends Genet. 2022;38(6):613-26. doi:10.1016/j.tig.2022.02.006.
34. Searles CD. MicroRNAs and Cardiovascular Disease Risk. Curr Cardiol Rep. 2024; 26(2):51-60. doi:10.1007/s11886-023-02014-1.
35. Wang B, Li Y, Hao X, et al. Comparison of the Clinical Value of miRNAs and Conventional Biomarkers in AMI: A Systematic Review. Front Genet. 2021;12:668324. doi:10.3389/fgene.2021.668324.
36. Torres-Paz YE, Gamboa R, Fuentevilla-Álvarez G, et al. Overexpression of microRNA-21-5p and microRNA-221-5p in Monocytes Increases the Risk of Developing Coronary Artery Disease. Int J Mol Sci. 2023;24(10). doi:10.3390/ijms24108641.
37. Zhelankin AV, Stonogina DA, Vasiliev SV, et al. Circulating Extracellular miRNA Analysis in Patients with Stable CAD and Acute Coronary Syndromes. Biomolecules. 2021;11(7): 962. doi:10.3390/biom11070962.
38. Iusupova AO, Pakhtusov NN, Slepova OA, et al. MiRNA-21a, miRNA-145, and miRNA-221 Expression and Their Correlations with WNT Proteins in Patients with Obstructive and Non-Obstructive Coronary Artery Disease. Int J Mol Sci. 2023;24(24):17613. doi:10.3390/ijms242417613.
39. Wang X, Dong Y, Fang T, et al. Circulating MicroRNA-423-3p Improves the Prediction of Coronary Artery Disease in a General Population- Six-Year Follow-up Results From the China-Cardiovascular Disease Study. Circ J. 2020;84(7):1155-62. doi:10.1253/circj.CJ-19-1181.
40. Yu H, Tu YF, Liu HM, et al. Diagnostic utility of circulating plasma microRNA-101a in severity of coronary heart disease. Ir J Med Sci. 2021;190:1391-6. doi:10.1007/s11845-021-02512-7.
41. Polyakova EA, Zaraiskii MI, Mikhaylov EN, et al. Association of myocardial and serum miRNA expression patterns with the presence and extent of coronary artery disease: A cross-sectional study. Int J Cardiol. 2021;322:9-15. doi:10.1016/j.ijcard.2020.08.043.
42. Van Aelst LNL, Summer G, Li S, et al. RNA Profiling in Human and Murine Transplanted Hearts: Identification and Validation of Therapeutic Targets for Acute Cardiac and Renal Allograft Rejection. Am J Transplant. 2016;16(1):99-110. doi:10.1111/ajt.13421.
43. Kong G, Chen Y, Liu Z, et al. Adenovirus-IL-10 relieves chronic rejection after mouse heart transplantation by inhibiting miR-155 and activating SOCS5. Int J Med Sci. 2023; 20(2):172-85. doi:10.7150/ijms.77093.
44. Duong Van Huyen JP, Tible M, Gay A, et al. MicroRNAs as non-invasive biomarkers of heart transplant rejection. Eur Heart J. 2014;35(45):3194-202. doi:10.1093/eurheartj/ehu346.
45. Великий Д. А., Гичкун О. Е., Шарапченко С. О. и др. Уровень экспрессии микроРНК в ранние и отдаленные сроки после трансплантации у реципиентов сердца. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2020;22(1):26-34. doi:10.15825/1995-1191-2020-1-26-34.
46. Pérez-Carrillo L, Sánchez-Lázaro I, Triviño JC, et al. Combining Serum miR-144-3p and miR-652-3p as Potential Biomarkers for the Early Diagnosis and Stratification of Acute Cellular Rejection in Heart Transplantation Patients. Transplantation. 2023;107(9):2064-72. doi:10.1097/TP.0000000000004622.
47. Shah P, Agbor-Enoh S, Bagchi P, et al. Circulating microRNAs in cellular and antibody-mediated heart transplant rejection. J Heart Lung Transplant. 2022;41(10):1401-13. doi:10.1016/j.healun.2022.06.019.