Современные представления о роли микроРНК при диабетической нефропатии: потенциальные биомаркеры и мишени таргетной терапии

Сахарный диабет (СД) – одна из серьезных медико-социальных и экономических проблем современного здравоохранения. Наиболее опасные последствия глобальной эпидемии СД связаны с его сосудистыми осложнениями, в частности с диабетической нефропатией (ДН), которая является причиной хронической почечной недостаточности (ХПН), высокого сердечно-сосудистого риска, инвалидизации и смертности больных [1]. В этой связи раннее выявление больных СД, предрасположенных к развитию ДН, может служить важным шагом к более эффективным профилактическим и лечебным мероприятиям с целью предотвращения наступления неблагоприятных исходов.

Единственным используемым до настоящего времени в рутинной практике методом ранней диагностики ДН является определение микроальбуминурии (МАУ). В современных экспериментальных и клинических исследованиях доказана взаимосвязь между альбуминурией и выраженностью морфологических изменений в почках, однако начальные структурные признаки ДН появляются при еще нормальной экскреции альбумина с мочой, а повышение экскреции альбумина выше нормы отражает уже более серьезные изменения [2]. Кроме того, МАУ не является специфичным тестом и выявляется при ряде других состояний, в том числе при сердечно-сосудистой патологии, часто сопутствующей и осложняющей течение СД. Ограничена и прогностическая ценность показателя МАУ: не у всех больных СД МАУ прогрессирует до явной протеинурии (ПУ), у некоторых она персистирует либо снижается до нормоальбуминурии. Биопсия почки, бесспорно, представляет собой «золотой стандарт» диагностики заболевания почек, но является инвазивной процедурой, при которой возможно развитие серьезных осложнений. В этой связи поиск более совершенных маркеров, позволяющих диагностировать ДН на самых ранних стадиях, прогнозировать ее течение и исходы, а также эффективность проводимой терапии, остается одной из приоритетных задач нефрологии.

МикроРНК

В последнем десятилетии внимание исследователей привлекла возможность использовать в качестве таких маркеров микроРНК – эндогенные короткие (21–25 нуклеотидов) некодирующие молекулы РНК, которые действуют как регуляторы посттранскрипционной экспрессии генов, блокируя трансляцию белков и/или индуцируя деградацию матричной РНК (мРНК).

Биогенез микроРНК

Биогенез микроРНК хорошо изучен и подробно описан [3, 4]. Он представляет собой многоступенчатый процесс, регулируемый рядом ферментов (рис. 1).

Рис. 1. Биогенез микроРНК (адаптировано из [3, 4]).

Гены, кодирующие микроРНК, расположены по всему геному, включая интроны генов, кодирующих белки, экзоны и межгенные области [5]. Они транскрибируются в ядре РНК-полимеразой II с образованием первичной микроРНК (pri-miRNA) (см. рис. 1). Первичная микроРНК распознается микропроцессорным комплексом, состоящим из ядерной РНКазы III (Drosha) и DGCR8 (Di George syndrome critical region gene 8 – область 8, критическая для синдрома Ди Джорджи), и расщепляется с образованием предшественника микроРНК (pre-miRNA). После этого предшественник микроРНК транспортируется в цитоплазму, где с помощью фермента рибонуклеазы III (Dicer) превращается в зрелую двухцепочечную форму микроРНК [5, 6], одна из цепей которой участвует в формировании рибонуклеинового комплекса RISC (RNA-induced silencing complex – РНК-индуцируемый комплекс выключения гена). В связывании микроРНК в составе комплекса RISC с мРНК участвует специфический участок микроРНК – «seed region» (затравочный регион), степенью комплементарности которого с мРНК определяется механизм регуляции экспрессии генов. При полной комплементарности микроРНК с мРНК происходит разрезание и деградация последней, при неполной – трансляция мРНК подавляется, мРНК дестабилизируется и направляется в Р-тельца (processing bodies) [7]. Считается, что микроРНК осуществляют в основном отрицательную посттрансляционную регуляцию экспрессии генов-мишеней [7], однако недавно появились данные, что связывание микроРНК со специфическими белковыми комплексами может индуцировать экспрессию генов-мишеней [8].

Одна микроРНК способна связываться с несколькими мРНК, в то же время экспрессия отдельной мРНК регулируется несколькими микроРНК. Таким образом формируется сложная регуляторная сеть, в которой изменение экспрессии одной микроРНК приводит к изменению профиля экспрессии многих мРНК, однако для каждой отдельной мРНК этот эффект будет определяться также эффектами других микроРНК [4].

На сегодняшний день в организме человека обнаружено более 2200 микроРНК, и это число продолжает увеличиваться [9]. Показано, что микроРНК экспрессируются в тканях, а также присутствуют в различных жидкостях организма (например, в крови, моче, слюне и др.) в виде так называемой циркулирующей формы [10]. Циркулирующие микроРНК характеризуются высокой стабильностью в плазме крови и высокой устойчивостью к рибонуклеазам [11]. Кроме того, микроРНК может секретироваться в кровь и мочу в составе микровезикул/экзосом, а также высвобождаться из клеток при апоптозе [12].

В последние годы достигнут значительный прогресс в идентификации и количественном определении микроРНК, что позволило получить более полное представление о механизмах их действия в норме и при патологии, в том числе при заболеваниях почек. «Золотым стандартом» количественного определения микроРНК в настоящее время стала полимеразная цепная реакция (ПЦР) в режиме реального времени, которая благодаря высокой чувствительности позволяет выявить микроРНК в малом количестве материала (в том числе пробах крови и мочи, клетках и биоптатах почек, как замороженных, так и фиксированных в парафине).

Роль микроРНК в физиологии и патофизиологии почек

О важной роли микроРНК в регуляции структуры и функции клубочков и канальцев свидетельствуют результаты ряда исследований на моделях мышей, нокаутных по гену Dicer [13–15], который кодирует фермент, отвечающий за превращение предшественника микроРНК в зрелую микроРНК. В частности, инактивация этого белка в подоцитах приводила к слиянию их ножковых отростков с развитием массивной протеинурии, тубулоинтерстициального фиброза и гломерулосклероза уже через несколько недель после рождения [14, 15], что свидетельствует об участии микроРНК и системы ее регуляторов в поддержании функции подоцитов и селективной проницаемости гломерулярного фильтра.

У мышей с отсутствием белка Dicer в клетках почечных канальцев и собирательных трубок наблюдались характерные изменения в виде гидронефроза, гидроуретера и кист [16], связанные с нарушением экспрессии микроРНК-200, мишенью которой является полицистин-1, и микроРНК-17 (мишень – полицистин-2).

Sequeira-Lopez М. и соавт. [17] показали, что у мышей делеция гена Dicer в клетках, секретирующих ренин, приводит к снижению его экспрессии в почках и уменьшению концентрации в плазме крови. Кроме того, у этих мышей наблюдалось снижение артериального давления, а также развитие сосудистых и выраженных фиброзных изменений в почках.

Вышеназванные работы убедительно демонстрируют, что в результате «нокаута» гена Dicer, продукт которого необходим для нормального созревания микроРНК, происходят структурно-функциональные нарушения в почках и дисфункция ряда важных медиаторных систем почек. Поскольку при таком воздействии ингибируется целый ряд микроРНК, роль отдельных из них в физиологии и патофизиологии почек еще требует дальнейшего изучения.

К настоящему времени получены данные, свидетельствующие об органо- и тканеспецифической экспрессии микроРНК, и, в частности, о кластерах микроРНК, которые экспрессируются преимущественно в почках [18]. Так, более 10 лет назад Sun Y. и соавт. [18] выделили 5 микроРНК (miR-192, miR-194, miR-204, miR-215 и miR-216а), экспрессия которых в почках была значительно повышена по сравнению с другими органами. В исследовании Tian Z. и соавт. [19] сообщалось о различиях в экспрессии микроРНК в корковом и мозговом веществе почки, в частности, экспрессия микроРНК-192 в корковом веществе была в 20 раз выше, чем в мозговом.

Таким образом, накопленные в последние годы данные о важной роли микроРНК в физиологии и патофизиологии почек, различие профилей экспрессии микроРНК в разных тканях и органах позволяют обсуждать возможность их использования в качестве биомаркеров для диагностики поражения почек, в частности при СД, а также в качестве новых мишеней таргетного воздействия.

Роль микроРНК в патогенезе диабетической нефропатии

Диабетическая нефропатия развивается у 30–35% больных СД 1 и 2 типа (CД1 и СД2), что в первую очередь зависит от длительности заболевания. Характерными гистологическими изменениями при ДН являются гипертрофия/гиперплазия мезангиоцитов, расширение мезангия и накопление белков внеклеточного матрикса (в том числе коллагена и фибронектина), структурно-функциональные нарушения подоцитов и тубулоцитов, приводящие к развитию нодулярного, а в последующем – глобального гломерулосклероза, тубулоинтерстициального фиброза, лежащих в основе прогрессирующего снижения функции почек [20, 21]. Молекулярные основы развития ДН сложны и включают целый комплекс нарушений, среди которых центральное место занимают ассоциированные с гипергликемией образование конечных продуктов гликирования, активация ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, протеинкиназы С, увеличение продукции цитокинов и факторов роста (в первую очередь трансформирующего фактора роста-β1 [TGF-β1] и эндотелиального сосудистого фактора роста [VEGF]) [22, 23].

TGF-β1 в настоящее время рассматривают в качестве одного из ведущих медиаторов развития изменений в почке при СД, поскольку он индуцирует синтез и накопление белков экстрацеллюлярного матрикса (ЭЦМ) [23], процессы эпителиально-мезенхимальной трансдифференциации (ЭМТ) подоцитов и тубулоцитов [24,25], приводящие в конечном итоге к формированию гломеруло- и тубулоинтерстициального фиброза. Основными эффекторами, опосредующими действие TGF-β1 и регулирующими экспрессию профиброгенных генов-мишеней TGF-β1, являются факторы транскрипции Smad2/Smad3, действие которых модифицируется TGF-β1-опосредованной активацией ключевых сигнальных киназ, таких как митоген-активируемые протеинкиназы (MAPK) [26] и Akt-киназа [27].

В ряде исследований in vitro и in vivo получены четкие доказательства участия микроРНК в модулировании опосредуемых TGF-β1 процессов гипертрофии клубочков и накопления белков ЭЦМ (табл. 1) [28].

Таблица 1. Мишени микроРНК и эффекты изменения их экспрессии при ДН

Примечания: EGLN2 – Egl nine (9) homolog 2; НО-1 – гемоксигеназа-1; NOX4 – NADPH-оксидаза 4; РАК – р21-активируемая киназа; PTEN – гомолог фосфатазы и тензина; SIPI – взаимодействующий со Smad протеин 1; SOD1/SOD2 – марганецзависимая супероксиддисмутаза; TGF-β1R1 – рецептор ТФР-β1 типа 1; TRPC1– катионный канал с транзиторным рецепторным потенциалом, подсемейство С, представитель 1; VEGF-A – сосудистый эндотелиальный фактор роста А; Zeb1/Zeb2 – репрессоры E-box.

Впервые ассоциацию микроРНК с ДН продемонстрировали Kato M. и соавт. [29], обнаружив в мезангиоцитах мышей со стрептозоцин-индуцированным СД и у мышей с генотипом db/db (линия мышей с «нуль» мутацией по рецептору лептина – LEPR) повышение экспрессии miR-192 в ответ на введение TGF-β1. Авторы показали, что мишенью miR-192 в мезангиальных клетках мышей является взаимодействующий со Smad протеин 1 – SIPI (Smad-interacting protein 1), представляющий собой репрессор Е-box – ДНК-последовательности в промоторной области, которая действует в качестве сайта, связывающего белок и регулирующего экспрессию ряда генов, в частности, коллагена Col1α2. SIPI принадлежит к тому же семейству, что и ключевой ингибитор Е-кадгерина – δEF1. Авторы описали один из механизмов опосредованного TGF-β1 увеличения экспрессии гена коллагена Col1α2, заключающийся во взаимодействии между репрессорами Е-box в гене коллагена (SIPI и δEF1) и miR-192 [29]. miR-192, взаимодействуя с репрессорами E-box (Zeb1/Zeb2), в свою очередь, индуцирует экспрессию ряда других микроРНК (miR-216a, miR-217, miR-200b, miR-200с), участвующих в формировании петли амплификации, способствуя таким образом дальнейшей экспрессии профиброгенных факторов при ДН [30]. Кроме того, было показано, что miR-216a и miR-217, подавляя экспрессию гена PTEN (рhosphatase and tensin homolog – гомолог фосфатазы и тензина) – основного отрицательного регулятора сигнального пути Akt, активируют у мышей процессы гипертрофии и расширения мезангия [31] – важное патогенетическое звено развития ДН.

Wang Q. и соавт. [32] продемонстрировали, что в культуре человеческих и мышиных мезангиоцитов под влиянием высокой концентрации глюкозы и TGF-β1 значительно увеличивалась экспрессия miR-377 и ключевого белка ЭЦМ – фибронектина. Были идентифицированы гены-мишени miR-377 – ген р21-активируемой киназы (РАК) и ген марганец-зависимой супероксиддисмутазы (SOD1/2). Показано, что их активность под влиянием miR-377 снижалась, способствуя накоплению фибронектина в ЭЦМ и индукции механизмов оксидативного стресса [32].

В сыворотке крови и ткани почек пациентов с ДН и мышей линии db/db было обнаружено увеличение уровней miR-135, которое коррелировало с МАУ и почечным фиброзом [33]. Оказалось, что miR-135 может индуцировать пролиферацию мезангиальных клеток и синтез белков ЭЦМ, воздействуя на TRPC1 (transient receptor potential cation channel subfamily C member 1 – катионный канал с транзиторным рецепторным потенциалом, подсемейство С, представитель 1).

Индуцируемые TGF-β1 механизмы фиброгенеза модулируют также представители семейства miR-29 (miR-29a, miR-29b, miR-29c), оказывая непосредственное влияние на гены, кодирующие белки ЭЦМ, в том числе коллагены I и IV [34,35]. Показано, что утрата miR-29b ускоряет, а избыток – предупреждает опосредованные TGF-β1 процессы формирования почечного фиброза [34]. Lin C.L. и соавт. [36] продемонстрировали, что гипергликемия нарушает экспрессию miR-29b в подоцитах, приводя к снижению экспрессии в них нефрина, в то время как гиперэкспрессия miR-29а в модели СД у мышей позволяла эффективно поддерживать уровни нефрина и жизнеспособность подоцитов, сохранять функцию почек. Недавно Kanasaki K. и соавт. [37] на модели ДН у мышей продемонстрировали, что ингибитор дипептидилпептидазы-4 (DPP-4) линаглиптин уменьшает выраженность фиброзных изменений в почках за счет ингибирования механизмов ЭМТ и восстановления уровня miR-29 – мишени действия DPP-4.

В последние годы интенсивно изучается miR-21, уровень экспрессии которой также регулируется сигнальными путями, опосредуемыми TGF-β/Smad. Показано, что у трансгенных мышей линии OVE26 (модель СД1) miR-21в большом количестве экспрессируется в корковом веществе почек и, воздействуя на ген PTEN, запускает активацию Akt и mTOR – факторов, ассоциированных с развитием ДН [38]. Zhong Х. и соавт. [39] продемонстрировали, что у мышей линии db/db (модель СД2) к возрасту 20 дней уровень экспрессии miR-21 в почках был в два раза выше по сравнению с db/m+ мышами того же возраста, и это увеличение было ассоциировано с развитием МАУ, почечного фиброза и воспаления. Выключение гена miR-21 у мышей db/db приводило к снижению уровня miR-21, улучшению функции почек и ингибированию почечного фиброза и воспаления, вызванных СД2. В качестве возможного механизма обсуждается влияние miR-21 на сигнальный путь Smad7, поскольку «выключение» гена miR-21 в почках приводит к восстановлению уровня Smad7 и подавлению активации сигнальных путей TGF-β1 и ядерного фактора транскрипции NF-κB.

В модели ДН у мышей линии KK-Ay увеличение экспрессии miR-21 способствовало развитию почечного фиброза за счет влияния на экспрессию белков, регулирующих интенсивность расщепления компонентов ЭЦМ, – матриксной металлопротеиназы-9 и ингибитора матриксных металлопротеиназ 1 типа (TIMP-1) [40]. Chau B.N. и соавт. [41] показали, что у мышей с делецией гена miR-21 (фенотип, воспроизводимый у мышей «дикого типа», получавших анти-miR-21-олигонуклеотиды) в ответ на почечное повреждение наблюдалось уменьшение выраженности интерстициального фиброза, что также указывает на вовлечение данной микроРНК в механизмы развития фиброза в почке. Авторы идентифицировали ряд модифицируемых miR-21 метаболических путей, в частности, через PPARα сигнальный путь метаболизма липидов.

Продолжается изучение роли и других микроРНК в развитии гипертрофии мезангиоцитов и синтезе ЭЦМ. Так, с помощью микрочипов обнаружено значительное увеличение экспрессии miR-214 в корковом веществе почек у мышей линии db/db. Исследование in vitro показало, что ингибирование miR-214 статистически значимо снижало экспрессию α-гладкомышечного актина и коллагена IV типа и частично восстанавливало уровень PTEN в мезангиоцитах человека в условиях гипергликемии [42]. С помощью двойного люциферазного анализа в эксперименте была идентифицирована основная мишень miR-214 – ген PTEN. Гиперэкспрессия PTEN способствовала уменьшению опосредованной miR-214 гипертрофии мезангиальных клеток, тогда как выключение гена PTEN приводило к гипертрофии мезангиальных клеток. В дальнейшем ингибирование miR-214 в условиях in vivo на животных моделях подтвердило полученные ранее in vitro данные о снижении экспрессии α-SMA, коллагена IV типа и частичном восстановлении уровня PTEN, при этом у мышей db/db наблюдалось уменьшение альбуминурии и степени расширения мезангия. Таким образом, взаимодействие PTEN и miR-214 приводит к снижению выраженности гипертрофии клубочков при СД в условиях как in vitro, так и in vivo [42].

Zhang Z. и соавт. [43] исследовали потенциальную роль miR-451 в развитии гипертрофии мезангиоцитов в условиях in vitro и у мышей db/db. Оказалось, что на ранней стадии ДН экспрессия этой микроРНК снижается, что может индуцировать гипертрофию мезангия и пролиферацию мезангиальных клеток за счет активации мишени miR-451 – гена Ywhaz, продукт которого необходим для ингибирования сигнального пути МАРК р38.

В настоящее время получены доказательства участия микроРНК в ангиогенезе. Так, было показано, что под воздействием гипергликемии снижалась экспрессия miR-93 в подоцитах и эндотелиальных клетках почечных сосудов в клубочках мышей db/db [44]. Это приводило к стимуляции мишени miR-93 – сосудистого эндотелиального фактора роста А (VEGF-A) – основного регулятора ангиогенеза и фактора выживаемости подоцитов, которому придается большое значение в развитии сосудистых осложнений и МАУ/ПУ при СД [45].

Идентифицировано несколько микроРНК, участвующих еще в одном важном патогенетическом звене формирования ДН – активации оксидативного стресса. Установлено, что мишенью miR-25 и miR-146а, экспрессия которых в условиях гипергликемии снижается, является NADPH-оксидаза 4 (NOX4) — клеточная мембранная оксидоредуктаза, образующая супероксидный радикал при переносе электрона с NADPH на кислород [46, 47]. Снижение miR-205 ассоциировано с увеличением продукции реактивных форм кислорода за счет воздействия на гемоксигеназу и супероксиддисмутазу (SOD) в клетках почечных канальцев [48]. Вышеупомянутый каскад микроРНК (miR-192, miR-216а, miR-217 и семейство miR-200) ингибирует пути антиоксидантной защиты (FOXO3, SOD2) в мезангиальных клетках почки [27, 31]. В эксперименте у мышей с СД было убедительно показано, что альдозоредуктаза (фермент сорбитолового пути утилизации глюкозы, содержание которого увеличено при СД) снижает экспрессию miR-200а-3р и miR-141-3р и регулирует оксидативный стресс, воздействуя на ряд сигнальных путей (TGF-β1/TGF-β2 и Zeb1/Zeb2 и др.) в мезангиальных клетках [49]. Таким образом, предотвращение развития оксидативного стресса в почках при ДН может заключаться в ингибировании прооксидантных микроРНК и активации микроРНК с антиоксидантным действием.

МикроРНК как маркеры ДН

Благодаря разработке более чувствительных и точных методов количественного определения микроРНК в различных биологических жидкостях (в моче, крови, в том числе в составе экзосом), возрос интерес к использованию микроРНК в качестве возможного неинвазивного биомаркера ДН. Поскольку преобладающие молекулярные механизмы, лежащие в основе развития ДН, у разных больных могут быть различными, определение индивидуального профиля микроРНК может быть основой персонифицированного подхода к диагностике и лечению ДН. Безусловно, из всех биологических жидкостей наибольшее внимание исследователей привлекает возможность определения профиля микроРНК в моче, поскольку этот биологический материал легко собрать, и для этого не требуется инвазивных вмешательств [50]. Кроме того, микроРНК в моче относительно стабильны при разных условиях хранения и устойчивы к повторному замораживанию и оттаиванию [51]. В частности, ценным источником определения профиля микроРНК при заболеваниях почек служат экзосомы в моче, поскольку их субстратом являются в основном клетки почек. Так, Barutta F. и соавт. [52] показали, что miR-145 в большом количестве присутствует в экзосомах мочи, полученной у больных СД1 с МАУ, а также в мезангиальных клетках в условиях гипергликемии.

Argyropoulos С. и соавт. [53], проанализировав профили микроРНК в моче больных СД1 при нормоальбуминурии, МАУ и у пациентов с явной ДН с ПУ, обнаружили ассоциацию между уровнями miR-323b-5p, miR-429 и miR-17-5p и персистированием МАУ у больных с длительно существующей ДН. В другом исследовании было продемонстрировано, что у больных СД1 с МАУ уровни экзосомальной miR-155 и miR-424 в моче ниже, а miR-145 – выше по сравнению с группой нормоальбуминурии и здоровым контролем [52]. Исследования in vitro и in vivo свидетельствуют, что гиперэкспрессия miR-145 в клубочках (вероятно, индуцированная гипергликемией) потенциально может вызывать гипертрофию мезангиальных клеток и ремоделирование цитоскелета – ранние признаки ДН, в то время как miR-424 участвует в регуляции ангиогенеза, а miR-155 – модулирует эффекты ангиотензина II и SMAD белка, связанные с фиброзом [54].

Недавно были опубликованы результаты пилотного исследования изменения профиля экзосомальных микроРНК в моче у больных СД2 [55]. Авторы обнаружили, что у пациентов с ДН по сравнению со здоровыми донорами и больными СД2 без ДН экспрессия 14 микроРНК (miR-320c, miR-6068, miR-1234-5p, miR-6133, miR-4270, miR-4739, miR-371b-5p, miR-638, miR-572, miR-1227-5p, miR-6126, miR-1915-5p, miR-4778-5p и miR-2861) была повышена (более чем в 2 раза), а 2 микроРНК (miR-30d-5p и miR-30e-5p) – снижена. Кроме того, оказалось, что экспрессия miR-320с была повышена у пациентов с МАУ и не изменялась у лиц с нормоальбуминурией. Авторы пришли к заключению, что данная микроРНК, которая может оказывать влияние на сигнальный путь TGF-β1 за счет связывания с тромбоспондином-1, возможно, является новым биомаркером прогрессирования ДН при СД2.

В более поздней работе был изучен профиль других экзосомальных микроРНК в моче при СД2 [56]. По сравнению со здоровым контролем у пациентов с СД2 и ДН уровни miR-133b, miR-342 и miR-30a были статистически значимо повышены. Более того, повышение экспрессии этих трех микроРНК было ассоциировано с уровнями в крови HbA1c, систолического АД, холестерина липопротеинов низкой плотности, креатинина, а также величиной соотношения альбумин/креатинин в моче и расчетной скоростью клубочковой фильтрации. Обращало на себя внимание изменение экспрессии уровней данных микроРНК в экзосомах мочи не только при микро- и макроальбуминурии, но и у некоторых пациентов с нормоальбуминурией, что, по мнению авторов, свидетельствовало о возможных изменениях на молекулярном уровне, предшествующих появлению альбуминурии.

Liu Y. и соавт. [57] при изучении сосудистых осложнений обнаружили, что у больных СД2 с ДН экспрессия miR-126 в моче была выше, чем у больных СД2 без ДН и здоровых добровольцев. Поскольку miR-126 в большом количестве экспрессируется в эндотелиальных клетках и является ключевым фактором поддержания эндотелиального гомеостаза и сосудистой целостности, авторы предположили, что источником miR-126 в моче являются экзосомы, образующиеся из эндотелиальных клеток, и что уровень miR-126 в моче может служить биомаркером для идентификации среди больных СД2 пациентов с ДН и для мониторирования прогрессирования заболевания.

Микро-РНК как возможные терапевтические мишени

В настоящее время активно обсуждается значение микроРНК не только как диагностических маркеров, но и как потенциальных объектов таргетной терапии.

Было предложено несколько подходов к контролю экспрессии микроРНК in vivo в животных моделях ДН [28, 58, 59], в частности разработаны химически модифицированные стабильные устойчивые к нуклеазам олигонуклеотиды. В нескольких исследованиях ДН у мышей таргетное воздействие антисмысловых олигонуклеотидов, модифицированных LNA (Locked nucleic acid – замкнутые нуклеиновые кислоты) или 2’-О-метилированных, на отдельные микроРНК оказалось эффективно в отношении снижения их экспрессии, предупреждения экспансии мезангия и торможения фиброза в почке [30, 31, 33, 39, 60].

Потенциальный терапевтический эффект воздействия на микроРНК (в том числе блокировка экспрессии микроРНК или введение потенциально полезных микроРНК) может зависеть от ряда важных факторов, в том числе от эффективности систем доставки в органы/ткани-мишени [59]. Высказываются предположения, что эффективность доставки микроРНК в клетку определяется взаимодействием с липопротеиновыми частицами, липопротеиновыми рецепторами и трансмембранными белками. Небольшой размер этих молекул, которые фильтруются и экскретируются почками, также снижает эффективность доставки этих терапевтических молекул из кровотока в ткани-мишени. Для решения этой проблемы используют пегилированные липосомальные формы, липидоиды и биоразлагаемые полимеры. Кроме того, во избежание фильтрации почками эти молекулы заключают в липосомы, которые благодаря большому размеру (> 50 Да) не проходят через гломерулярный барьер [59]. Несмотря на успехи, достигнутые в трансляционных исследованиях, необходимо дальнейшее уточнение специфичности влияния терапии, направленной на модулирование эффектов микроРНК в конкретных тканях/органах, на другие системы и органы, а также изучение в клинических условиях их безопасности и токсичности.

Заключение

Таким образом, в настоящее время накоплены данные, указывающие на нарушения регуляции ряда микроРНК, развивающиеся под воздействием ассоциированных с СД факторов и выявляющиеся уже на ранней стадии ДН. Результаты исследований в этой области пока неоднозначны, что может быть обусловлено различием специфических эффектов микроРНК в зависимости от типа изучаемых клеток, моделей, а также стадии течения ДН. В этой связи требуется дальнейшая расшифровка механизмов реализации действия отдельных микроРНК, проведение сравнительного анализа их эффектов в стандартизованных условиях эксперимента, оценка характера нарушений на разных этапах развития ДН, сравнение репрезентативности экспериментальных и клинических данных. Тем не менее, существуют все предпосылки для использования ряда микроРНК в качестве потенциальных биомаркеров поражения почек при СД, в том числе ранних, а также в качестве перспективных терапевтических стратегий таргетного воздействия с целью профилактики прогрессирования ДН. Эти направления использования отдельных микро-РНК уже апробированы в эксперименте, однако требуются дальнейшие исследования по валидации полученных результатов и их внедрения в клиническую практику.

Дополнительная информация

Конфликт интересов

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Участие авторов

Камышова Е.С. – анализ литературы, написание текста; Бобкова И.Н. – анализ литературы, редакционная правка; Кутырина И.М. – анализ литературы, редакционная правка.