Концепция эпигенетических модификаций в метаболическом программировании плода

В представленном обзоре проблема метаболического программирования плода рассматривается в рамках концепции эпигенетической регуляции генома. Обсуждаются основные механизмы метаболического программирования плода при плацентарной недостаточности, нарушенном энергопластическом обеспечении, изменениях становления микробиома, соматической патологии и влиянии других факторов с позиции эпигенетики. Проведены систематизация существующих знаний о роли эпигенетических модификаций генома в метаболическом программировании плода и анализ их значимости в реализации высокого риска сердечно-сосудистых заболеваний в постнатальном периоде. По результатам анализа литературы выявлено, что эпигенетические механизмы, такие как метилирование/деметилирование ДНК, модификации гистонов, микроРНК путем изменения организации хроматина и доступности ДНК, способны программировать метаболизм плода в неблагоприятных внутриутробных условиях под воздействием внешних и внутренних стимулов. Показаны возможности эпигенетической терапии и реализации превентивных мер, направленных на снижение бремени неинфекционных заболеваний, являющихся ведущими причинами смертности. 
Заключение: Эпигенетика должна рассматриваться как ключевой фактор, отражающий показатели индивидуального здоровья в условиях неуклонного роста числа заболеваний, ассоциированных с метаболическим синдромом, и именно фетальный период является основополагающим с позиции возможностей эпигенетической профилактики и терапии, делая данное направление перспективным для дальнейшего изучения.

Вклад авторов: Тезиков Ю.В., Кан Н.Е. – концепция и дизайн исследования; Липатов И.С., Тютюнник В.Л., Курбанова А.М. – поиск и анализ материала; Липатов И.С., Тезиков Ю.В., Курбанова А.М. – написание текста; Тютюнник В.Л., Кан Н.Е. – редактирование.
Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование: Статья подготовлена без спонсорской поддержки.
Для цитирования: Тезиков Ю.В., Липатов И.С., Тютюнник В.Л., Кан Н.Е., 
Курбанова А.М. Концепция эпигенетических модификаций в 
метаболическом программировании плода.
Акушерство и гинекология. 2024; 4: 5-14
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2024.60

Эпигенетика, являясь относительно молодым направлением современной науки, все чаще становится объектом исследований, а эпигенетические модификации, такие как метилирование/деметилирование ДНК, микроРНК, изменение гистонов включают различные механизмы ремоделирования хроматина, способствуя метаболическому программированию плода. Эпигеном на современном этапе развития является важным недостающим звеном, связанным с диагностикой и индивидуальным прогнозом метаболических нарушений. Актуальность данного направления обусловлена тем, что неинфекционные заболевания являются ведущей причиной заболеваемости и смертности во всем мире. Метаболические заболевания составляют наибольшую часть неинфекционных заболеваний, и, согласно атласу Международной диабетической федерации (IDF), к 2045 г. более 693 млн человек будут страдать от диабета, в то время как распространенность ожирения достигнет 1 млрд человек во всем мире к 2030 г. [1, 2].

Эпигенетику в широком смысле можно определить как совокупность механизмов, которые необходимы для реализации генетической программы развития. Определение сущности эпигенетики эволюционирует по мере того, как становится все более ясной информация о вовлеченных в нее молекулярных процессах и улучшается знание о генетических явлениях. Учитывая современное понимание, эпигенетика определяется как научное направление по изучению механизмов, контролирующих активность генома независимо от нуклеотидной последовательности ДНК, которая может наследоваться посредством митоза или мейоза [3, 4].

В контексте беременности эпигенетика также стала многообещающей областью исследований, поскольку она может помочь объяснить более высокую восприимчивость как матери, так и плода к развитию осложнений гестации, в том числе ассоциированных с дефицитом и избытком поступления энергопластических субстанций в период антенатального развития, особую значимость среди которых приобретают гестационный сахарный диабет (ГСД), преэклампсия (ПЭ) и плацентарная недостаточность (ПН) с развитием фетальной патологии. Именно дисметаболические нарушения сегодня занимают лидирующую позицию в структуре акушерской патологии, поскольку беременность путем нарастания инсулинорезистентности (ИР) запускает диабетогенные и атерогенные процессы, подобные таковым при функциональной фазе метаболического синдрома (МС), что позволяет представить беременность как естественную (физиологическую) модель МС [5–7].

Истинные причины фетального метаболического программирования все еще не ясны, однако предполагается, что эпигенетические модификации являются важнейшим адаптационным механизмом, лежащим в основе выживания плода через его перепрограммирование с последующим развитием метаболических нарушений в постнатальном периоде жизни. Метаболическое программирование плода посредством эпигенетических модификаций индуцируется эпигенетическими модифицирующими ферментами, аномальной активацией внутриклеточного воспаления и стресса эндоплазматического ретикулума, адипокинов, а также регуляцией энергетического баланса и микроРНК [8, 9]. Значимый вклад в процесс метаболического программирования также вносит неблагоприятная внутриутробная среда (протромбогенный, провоспалительный статус, оксидативный стресс, токсические и иммунопатологические факторы и др.), выступающая в качестве критического механизма, индуцирующего каскад эпигенетических модификаций [10, 11].

Внутриутробное развитие в настоящее время признано критическим периодом в этиологии заболеваний человека. Концепция программирования плода предполагает, что эпигенетическая регуляция генома осуществляется под влиянием факторов внешней и внутренней среды, максимальное влияние которых отмечено в период фетального развития – результатом является программирование постнатальных болезней человека, проявляющихся в течение жизни с манифестацией в более раннем возрасте [12]. Следовательно, несмотря на то, что роль эпигенетических модификаций в становлении нарушений беременности признана и научно обоснована, знания о влиянии нутрициологического фактора и ряда осложнений гестации, лежащих в основе формирования неблагоприятных внутриутробных условий, позволят прогнозировать долгосрочные метаболические последствия с целью их первичной/вторичной профилактики, включая этап пренатального развития [13].

В основу обзорного исследования легло изучение отечественной и зарубежной литературы по данной проблеме в базах данных PubMed, eLibrary.Ru, Cochrane, MedLine, Hinari, Scopus за период 2015–2024 гг.

Цель: систематизировать существующие знания о роли эпигенетических модификаций генома в метаболическом программировании плода и проанализировать их значимость в реализации высокого риска сердечно-сосудистых заболеваний в постнатальном периоде.

Концепция фетального программирования

Концепция фетального программирования была впервые предложена Д. Баркером и Ч. Хейлсом в 1998 г., а позже расширилась до теории происхождения здоровья и болезней в процессе развития (DOHaD). В рамках данной ...

Тезиков Ю.В., Липатов И.С., Тютюнник В.Л., Кан Н.Е., Курбанова А.М.