Потенциальная роль микрорнк в патогенезе геморрагической лихорадки с почечным синдромом

Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС) – острое природно-очаговое вирусное заболевание, которое вызывается вирусами рода хантавирус, характеризуется поражением мелких кровеносных сосудов, почек, легких и других органов человека. МикроРНК (miRNAs) представляют собой эндогенно экспрессируемые молекулы РНК длиной 18–22 нуклеотида, которые подавляют экспрессию гена на посттранскрипционном уровне путем связывания с 3′-нетранслируемой областью мРНК-мишеней. Доказано, что микроРНК играют существенную роль в различных биологических процессах, включая клеточный цикл, апоптоз, пролиферацию и дифференцировку клеток. Установлено, что микроРНК могут быть вовлечены в патогенез инфекционных заболеваний, в том числе ГЛПС. Хантавирусная инфекция поражает преимущественно эндотелиальные клетки и вызывает дисфункцию эндотелия капилляров и мелких сосудов. Известно, что индуцированный хантавирусной инфекцией иммунный ответ играет важную роль в нарушении эндотелиального барьера. В немногочисленных исследованиях, как in vitro, так и in vivo, доказано, что эндотелиальная дисфункция и иммунный ответ после инфицирования хантавирусом могут частично регулироваться микроРНК путем воздействия на определенные гены. Большая часть микроРНК экспрессирована внутри самих клеток. Однако в некоторых биологических жидкостях организма человека, например в плазме или сыворотке крови, были обнаружены многочисленные микроРНК, называемые циркулирующими микроРНК. Циркулирующие микроРНК могут секретироваться клетками в биологические жидкости человека в составе внеклеточных везикул как экзосомы или находиться в составе РНК-связанного белкового комплекса как микроРНК -Argonaute 2(Ago2). Такие микроРНК устойчивы к воздействию нуклеаз, что делает их привлекательными в качестве потенциальных биомаркеров при различных заболеваниях человека. Специфической противовирусной терапии ГЛПС не существует, а определение лабораторных показателей, используемое для диагностики, оценки степени тяжести и прогнозирования течения заболевания, остается сложной задачей из-за особенностей патофизиологии и клинического течения заболевания. Изучение роли микро-РНК при ГЛПС представляется целесообразным для разработки специфической и эффективной терапии, а также дляиспользования в качестве диагностических и прогностических биомаркеров (применительно к циркулирующим микроРНК).

Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС) – острое природно-очаговое вирусное заболевание, которое вызывается вирусами рода хантавирус, характеризующееся поражением мелких кровеносных сосудов, почек, легких и других органов человека [1]. Широкое распространение ГЛПС в мире, отсутствие специфической профилактики и эффективной лабораторной диагностики на ранних стадиях развития заболевания определяют актуальность изучения новых высокоспецифичных и чувствительных биомаркеров для диагностики, прогнозирования осложнений и своевременного назначения терапии на ранних стадиях заболевания [1]. Кроме того, для оценки степени повреждения тканей-мишеней вирусом (эндотелия сосудов), а также для разработки и совершенствования методов защиты тканей-мишеней от воздействия вируса необходим специальный биомаркер, который позволяет обнаруживать изменения уже на самых ранних этапах развития патологического процесса. Микро-РНК (miRNAs) – короткие, в среднем 18–22 нуклеотида, одноцепочечные некодирующие РНК, которые регулируют экспрессию генов на посттранскрипционном уровне путем типичного связывания с 3’-нетранслируемой областью (3′-НТО) специфических мРНК-мишеней, что приводит к уменьшению экспрессии белка посредством блокады трансляции и/или способствует деградации мРНК (см. рисунок). По оценкам, более 60% всех белок-кодирующих генов человека непосредственно регулируются микроРНК [2]. Доказано, что микроРНК принимают участие в различных биологических процессах, включая клеточный цикл, апоптоз, пролиферацию и дифференцировку клеток [2]. К тому же микроРНК играют роль в патофизиологии многих заболеваний человека, включая вирусные инфекции (табл. 1) [3–7]. Это обусловлено, с одной стороны, дисрегуляцией клеточной экспрессии микроРНК, наблюдаемой при инфекционном процессе, характеризующейся увеличением или уменьшением экспрессии определенных микроРНК, с другой – способностью клетки секретировать или высвобождать некоторые из этих микроРНК во внеклеточную среду, что объясняет их присутствие в биологических жидкостях [8, 9]. Такие циркулирующие микроРНК устойчивы к воздействию нуклеаз, что делает их привлекательными в качестве потенциальных биомаркеров [8]. В данной работе будут описаны 6 микроРНК (miR-126, -146a, -410, -218, -503 и -155) с учетом их потенциальной роли в патогенезе ГЛПС. Также будут рассмотрены циркулирующие микро-РНК как возможные биомаркеры при ГЛПС.

Первичный транскрипт микроРНК (при-микроРНК, pri-miRNA) сначала транскрибируется в ядре с помощью РНК-полимеразы II, которая впоследствии расщепляется белками Drosha/Pasha в предшественник микроРНК (пре-микроРНК , pre-miRNA). Пре-микроРНК экспортируется из ядра в цитоплазму клетки с помощью белка Экспортин 5 (XPO5) и загружается на Dicer (рибонуклеаза из семейства РНКазы III); затем петля пре-микроРНК расщепляется, образуя двухцепочечную структуру, состоящую из зрелой микроРНК и антисмысловой микроРНК (микроРНК дуплекс, miRNA duplex). Последний обычно деградирует, тогда как ведущая цепь зрелой микроРНК включается в микроРНК-индуцированный комплекс сайленсинга (RISC), что приводит к подавлению экспрессии генов посредством связывания с 3′-НТО специфических мРНК-мишеней. В свою очередь микроРНК могут экспортироваться из клеток в биологические жидкости в составе внеклеточных везикул (активная секреция через экзосомы и микровезикулы) и быть связанными с рибонуклеопротеинами, в частности с белками Argonaute 2 (комплекс микро-РНК-Ago2). МикроРНК также обнаруживаются в апоптотических тельцах и бывают связанными с липопротеинами высокой плотности (ЛПВП).

МикроРНК и молекулярные основы патогенеза ГЛПС

Ядерный фактор каппа B (NF-kB) является ключевым фактором транскрипции в регуляции врожденного и адаптивного иммунного ответа на вирусную инфекцию. После активации в цитоплазме клетки NF-kB транспортируется в ядро, чтобы вызвать транскрипцию генов, кодирующих интерфероны (IFN) и про/противовоспалительные цитокины [10]. Yu et al. [11] показали, что увеличение синтеза интерферона бета (IFN-b), активированная регуляторным фактором интерферона-3 (IRF-3) и NF-kB, происходит в хантавирус-инфицированной клеточной линии эндотелиальных клеток (ЭК) EVC-304, а не в клетках со сниженной экспрессией Толл-подобного рецептора 4 (TLR4), что предполагает, что хантавирусная инфекция запускает TLR4-опосредованную активацию IRF-3 и NF-kB через миелоидный фактор дифференцировки 88 (MyD88) – независимый сигнальный путь врожденного иммунного ответа. Согласно другому исследованию [12], заражение хантавирусной инфекцией человеческих эндотелиальных клетках пупочной вены человека (HUVECs) активирует сигнальный путь серин/треонинкиназа (Akt)/NF-kB с последующим увеличением синтеза цитокинов/хемокинов и молекул адгезии [12]. Поскольку прямых цитопатических эффектов патогенных хантавирусов не наблюдалось, повышенная проницаемость сосудов может быть вызвана этим несбалансированным иммунным ответом, вызванным вирусной инфекцией.

Результаты исследования Chen et al. [13] показа...

И.Ф. Гареев, О.А. Бейлерли, В.Н. Павлов, А.А. Измайлов, Э.К. Хуснутдинова, Г.М. Хасанова, И.Р. Гилязова, А.Н. Хасанова, Guoqing Wang, Honglan Huang, Jiahui Pan, Tong Shao, Haochen Yao, Wenfang Wang, Д.Н. Хасанов