Современные подходы к поиску лекарственной терапии кальцификации аортального клапана
Аннотация
Самый распространенный клапанный порок на сегодняшний день — аортальный стеноз. На сегодняшний день не существует лекарственной терапии, способной остановить прогрессирование кальцификации аортального клапана, поэтому единственным радикальным методом лечения остается хирургическое вмешательство. В данном обзоре освещаются современные подходы к поиску ингибиторов кальцификации, включая мультиомиксный подход, достижения протеомики, геномики и транскриптомики. Также перспективным представляется поиск путем машинного обучения тех молекул, которые способны нормализовывать геном пораженных клеток.
Об авторах
А. А. Шишкова
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации; Научный центр мирового уровня «Центр персонализированной медицины»
Россия
Россия
Шишкова Анастасия Алексеевна, врач-кардиолог кардиологического отделения клинико-диагностического центра; младший научный сотрудник НИГ молекулярных механизмов кальцификации НИЛ заболеваний с избыточной кальцификацией НИЦ неизвестных, редких и генетически обусловленных заболеваний
ул. Аккуратова, д. 2, Санкт-Петербург, Россия, 197341
А. А. Лобов
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии Российской академии наук; Научный центр мирового уровня «Центр персонализированной медицины»
Россия
Россия
Лобов Арсений Андреевич, младший научный сотрудник лаборатории регенеративной биомедицины; научный сотрудник НИГ молекулярных механизмов кальцификации НИЛ заболеваний с избыточной кальцификацией НИЦ неизвестных, редких и генетически обусловленных заболеваний
Санкт-Петербург
П. М. Докшин
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации; Научный центр мирового уровня «Центр персонализированной медицины»
Россия
Россия
Докшин Павел Михайлович, младший научный сотрудник НИЛ молекулярной кардиологии и генетики, ассистент кафедры биологии факультета биомедицинских наук; младший научный сотрудник НИГ молекулярных механизмов кальцификации НИЛ заболеваний с избыточной кальцификацией НИЦ неизвестных, редких и генетически обусловленных заболеваний
Санкт-Петербург
Н. В. Боярская
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии Российской академии наук; Научный центр мирового уровня «Центр персонализированной медицины»
Россия
Россия
Боярская Надежда Владимировна, младший научный сотрудник лаборатории регенеративной биомедицины; младший научный сотрудник НИГ молекулярных механизмов кальцификации НИЛ заболеваний с избыточной кальцификацией НИЦ неизвестных, редких и генетически обусловленных заболеваний
Санкт-Петербург
О. С. Качанова
Научный центр мирового уровня «Центр персонализированной медицины»
Россия
Россия
Качанова Ольга Сергеевна, лаборант-исследователь НИГ молекулярных механизмов кальцификации НИЛ заболеваний с избыточной кальцификацией НИЦ неизвестных, редких и генетически обусловленных заболеваний
Санкт-Петербург
А. Б. Малашичева
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии Российской академии наук; Научный центр мирового уровня «Центр персонализированной медицины»
Россия
Россия
Малашичева Анна Борисовна, д.б.н., заведующий НИЛ молекулярной кардиологии и генетики; руководитель лаборатории регенеративной биомедицины; старший научный сотрудник НИГ молекулярных механизмов кальцификации НИЛ заболеваний с избыточной кальцификацией НИЦ неизвестных, редких и генетически обусловленных заболеваний
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Bernard L, Delgado V, Rosenhek R, et al. Contemporary presentation and management of valvular heart disease the EURObservational research programme valvular heart disease II survey. Circulation. 2019;140(14):1156–1169. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.119.041080.
2. Orlovskii PI, Gritsenko VV, Yukhnev AD, et al. Artificial heart valves. SPb.: ZAO «OLMA Media GrupP». 2007. S. 9-21. In Russian [Орловский П.И., Гриценко
3. В.В., Юхнев А.Д. и др. Искусственные клапаны сердца. СПб.: ЗАО «ОЛМА Медиа Групп». 2007. С. 9-21].
4. Misfeld M, Sievers H-H. Heart valve macro – and microstructure. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2007;362(1484):1421–1436. DOI: 10.1098/rtsb.2007.2125.
5. Butcher JT, Mahler GJ, Hockaday LA. Aortic valve disease and treatment: The need for naturally engineered solutions. Adv Drug Deliv Rev. 2011;63(4-5):242–268. DOI: 10.1016/j.addr.2011.01.008.
6. Schoen FJ. Mechanisms of function and disease of natural and replacement heart valves. Annual Rev Pathol. 2012;7:161–183. DOI: 10.1146/annurevpathol-011110-130257.
7. Malashicheva A, Kostina A, Kostareva A, et al. Notch signaling in the pathogenesis of thoracis aortic aneurysms: a bridge between embryonic and adult states. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2020;1866(3):165631. DOI: 10.1016/j.bbadis.2019.165631.
8. Aquila G, Kostina A, Vieceli Dalla Sega F, et al. The Notch pathway: a novel therapeutic target for cardiovascular diseases? Expert opinion on theraupetic targets. 2019;23:695–710. DOI: 10.1080/14728222.2019.1641198.
9. Rajamannan NM. Bicuspid aortic valve disease: the role of oxidative stress in Lrp5 bone formation. Cardiovasc Pathol. 2011;20(3):168–176. DOI: 10.1016/j.carpath.2010.11.007.
10. Abdulkareem N, Smelt J, Jahangiri M. Bicuspid aortic valve aortopathy: genetics, pathophysiology and medical therapy. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2013;17(3):554–559. DOI: 10.1093/icvts/ivt196.
11. Yetkin E., Waltensberger J. Molecular and cellular mechanisms of aortic stenosis. Int J Cardiol. 2009;135(1):4–13. DOI: 10.1016/j.ijcard.2009.03.108.
12. Иртюга О.Б., Жидулева Е.В., Муртазалиева П.П. и др. Патогенетические механизмы развития кальциноза аортального клапана: взгляд клинициста. Трансляционная медицина. 2015:34–44.
13. Guerray M, Mohler III ER. Models of Aortic Valve Calcification J Investig Med. 2007;55(6):278–283. DOI: 10.2310/6650.2007.00012.
14. Otto CM, Lind BK, Kitzman DW, et al. Association aortic-valve sclerosis with cardiovascular mortality and morbidity in the elderly. N Engl J Med. 1999;341(3):142–147. DOI: 10.1056/NEJM199907153410302.
15. Ferrari R, Rizzo P. The Notch pathway: a novel target for myocardial remodeling therapy? Eur Heart J. 2014;35(32):2140–2145. DOI: 10.1093/eurheartj/ehu244.
16. Hakuno D, Kimura N, Yoshioka M, et al. Molecular mechanisms underlying the onset of degenerative aortic valve disease J Mol Med (Berl). 2009;87(1):17–24. DOI: 10.1007/s00109-008-0400-9.
17. Lai EC. Notch signaling: control of cell communication and cell fate. Development. 2004;131(5):965–973. DOI: 10.1242/dev.01074.
18. Niessen K, Karsan A. Notch signaling in the developing cardiovascular system. Am J Physiol Cell Physiol. 2007;293(1):C1–11. DOI: 10.1152/ajpcell.00415.2006.
19. Mathieu P, Boulanger M-C, Bouchareb R. Molecular biology of calcific aortic valve disease: towards new pharmacological therapies. Expert Rev Cardiovasc Ther. 2014;12(7):851–862. DOI: 10.1586/14779072.2014.923756.
20. Zhou X.L., Liu J.C. Role of Notch signaling in the mammalian heart. Braz J Med Biol Res. 2014;47(1):1–10. DOI: 10.1590/1414-431X20133177.
21. Fukuda D, Aikawa E, Swirski FK, et al. Notch ligand Delta-like 4 blockade attenuates atherosclerosis and metabolic disorders. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012;109(27):E1868–1877. DOI: 10.1073/pnas.1116889109.
22. Garg V. Molecular genetics of aortic valve disease. Curr Opin Cardiol. 2006;21(3):180–184. DOI: 10.1097/01.hco.0000221578.18254.70.
23. Kostina A, Shishkova A, Ignatieva E, et al. Different Notch signaling in cells from bicuspid and tricuspid aortic valves. J Mol Cell Cardiol. 2018;114:211–219. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2017.11.009.
24. Шишкова А.А., Рутковский А.В., Иртюга О.Б. и др. Молекулярно-клеточные механизмы кальцификации аортального клапана. Трансляционная медицина. 2015:45–52.
25. Acharya A, Hans CP, Koenig SN, et al. Inhibitory role of Notch1 in calcific aortic valve disease. PLoS One. 2011;6(11):e27743. DOI: 10.1371/journal.pone.0027743.
26. Zheng KH, Tzolos E, Dweck MR. Pathophysiology of Aortic Stenosis and Future Perspectives for Medical Therapy Cardiol Clin. 2020;38(1):1-12. DOI: 10.1016/j.ccl.2019.09.010.
27. Miller JD, Weiss RM, Heistad DD. Calcific Aortic Valve Stenosis: Methods, Models and Mechanisms. Circ Res. 2011;108(11):1392–1412. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.110.234138.
28. Peeters FECM, Meex SJR, Dweck MR, et al. Calcific aortic valve stenosis: hard disease in the heart. Eur Heart J. 2018;39(28):2618–2624. DOI: 10.1093/eurheartj/ehx653.
29. Pawade TA, Newby DE, Dweck MR. Calcification in aortic stenosis. The skeleton key. J Am Coll Cardiol. 2015;66(5):561–577. DOI: 10.1016/j.jacc.2015.05.066.
30. Hakuno D, Kimura N, Yoshioka M, et al. Molecular mechanisms underlying the onset of degenerative aortic valve disease. J Mol Med (Berl). 2009;87(1):17–24. DOI: 10.1007/s00109-008-0400-9.
31. Жидулева Е.В., Иртюга О.Б., Шишкова А.А. и др. Клеточные механизмы кальцификации аортального клапана. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2017;164(9):356–360.
32. Иртюга О.Б., Жидулева Е.В., Муртазалиева П.М. и др. Роль системы остеопротегерина/RANKL/RANK в патогенезе аортального стеноза. Российский кардиологический журнал. 2018;2(154):39–43.
33. Костина Д.А., Успенский В.Е., Семенова Д.С. и др. Mолекулярные механизмы сосудистой кальцификации. Трансляционная медицина. 2020;7(1):6–21.
34. Mohler ER. Mechanisms of aortic valve calcification. Am J Cardiol. 2004;94(11):1396–1402, A6. DOI: 10.1016/j.amjcard.2004.08.013.
35. Osman L, Chester AH, Sarathchandra P, et al. A novel role of the sympatho-adrenergic system in regulating valve calcification. Circulation. 2007;116(11 Suppl):I282-7. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.106.681072.
36. Shin V, Zebboudi AF, Bostrom K. Endothelial Cells Modulate Osteogenesis in Calcifying Vascular Cells. J Vasc Res. 2004;41(2):193–201. DOI: 10.1159/000077394.
37. Venardos N, Nadlonek NA, Zhan Q, et al. Aortic valve calcification is mediated by a differential response of aortic valve interstitial cells to inflammation. J Surg Res. 2014;190(1):1–8. DOI: 10.1016/j.jss.2014.03.051.
38. Helske S, Kupari M, Lindstedt KA, et al. Aortic valve stenosis: an active atheroinflammatory process. Curr Opin Lipidol. 2007;18(5):483–491. DOI: 10.1097/MOL.0b013e3282a66099.
39. Головкин А.С., Жидулева Е.В., Шишкова А.А. и др. Экспрессия CD39 и CD73 на интерстициальных клетках при кальцинозе аортального клапана. Российский иммунологический журнал. 2017;11(2,20):287–289.
40. Головкин А.С., Кудрявцев И.В., Серебрякова М.К. и др. Кальциноз аортального клапана: субпопуляционный состав циркулирующих Т-клеток и пуринергическая регуляция. Российский иммунологический журнал. 2016;10(2, 1):189-191.
41. New SPE, Aikawa E. Cardiovascular calcification: an inflammatory disease. Circ J. 2011;75(6):1305–1313. DOI: 10.1253/circj.cj-11-0395.
42. Osman L, Yacoub MH, Latif N, et al. Role of human valve interstitial cells in valve calcification and their response to atorvastatin. Circulation. 2006;114(1 Suppl):I547–552. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.105.001115.
43. Cawley PJ, Otto CM. Prevention of calcific aortic valve stenosis – fact or fiction? Ann Med. 2009;41(2):100–108. DOI: 10.1080/07853890802331394.
44. Rajamannan NM. Mechanisms of aortic valve calcification: the LDL-density-radius theory: a translation from cell signaling to physiology. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2010;298(1):H5–15. DOI: 10.1152/ajpheart.00824.2009.
45. Innasimuthu AL, Katz WE. Effect of bisphosphonates on the progression of degenerative aortic stenosis. Echocardiography. 2011;28(1):1–7. DOI: 10.1111/j.1540-8175.2010.01256.x.
46. Aksoy O, Cam A, Goel SS, et al. Do bisphosphonates slow the progression of aortic stenosis? J Am Coll Cardiol. 2012;59(16):1452–1459. DOI: 10.1016/j.jacc.2012.01.024.
47. Lerman DA, Prasad S, Alotti N. Denosumab could be a potential inhibitor of valvular interstitial cells calcification in vitro. Int J Cardiovasc Res. 2016;5(1):10.4172/2324-8602.1000249. DOI: 10.4172/2324-8602.1000249.
48. Butcher JT, Mahler GJ, Hockaday LA. Aortic valve disease and treatment: The need for naturally engineered solutions. Adv Drug Deliv Rev. 2011;63(4-5):242–268. DOI: 10.1016/j.addr.2011.01.008.
49. Brandenburg VM, Reinartz S, Kaesler N, et al. Slower progress of aortic valve calcification with vitamin K supplementation. Circulation. 2017;135(21):2081–2083. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.116.027011.
50. Parra-Izquierdo I, Castaños-Mollor I, López J, et al. Lipopolysaccharide and interferon-β team up to activate HIF-1β via STAT1 in normoxia and exhibit sex differences in human aortic valve interstitial cells. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2019;1865(9):2168–2179. DOI: 10.1016/j.bbadis.2019.04.014.
51. Blaser MC, Kraler S, Luscher TF, et al. Miltiomics approaches to define calcific aortic valve disease pathogenesis. Circ Res. 2021;128(9):1371–1397. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.120.317979.
52. Surendan A, Edel A, Chandran M, et al. Metabolomic signature of human aortic valve stenosis. JACC Basic Transl Sci. 2020;5(12):1163–1177. DOI: 10.1016/j.jacbts.2020.10.001.
53. Baek D, Villen J, Shin C, et al. The impact of microRNAs on protein output. Nature. 2008;455(7209):64–71. DOI: 10.1038/nature07242.
54. Khudiakov AA, Smolina NA, Perepelina KI, et al. Extracellular micrornas and mitochondrial DNA as potential biomarkers of arrhythmogenic cardiomyopathy.
55. Biochemistry (Moscow). 2019;84(3):272-282. In Russian [Худяков А.А., Смолина Н.А., Перепелина К.И. и др. Внеклеточные микроРНК и митохондриальная ДНК как потенциальные биомаркеры аритмогенной кардиомиопатии. Биохимия. 2019;84(3):392–403].
56. Toshima T, Watanabe T, Narumi T, et al. Therapeutic inhibition of microRNA-34a ameliorates aortic valve calcification via modulation of Notch1- Runx2 signalling. Cardiovasc Res. 2020;116(5):983–994. DOI: 10.1093/cvr/cvz210.
57. Theodoris CV, Zhou P, Liu L, et al. Networkbased screen in iPSC-derived cells reveals therapeutic candidate for heart valve disease. Science. 2021;371(6530):eabd0724. DOI: 10.1126/science.abd0724.
Рецензия
Для цитирования:
Шишкова А.А., Лобов А.А., Докшин П.М., Боярская Н.В., Качанова О.С., Малашичева А.Б. Современные подходы к поиску лекарственной терапии кальцификации аортального клапана. Российский журнал персонализированной медицины. 2021;1(1):118-135.
For citation:
Shishkova A.A., Lobov A.A., Dokshin P.M., Boyarskaya N.V., Kachanova O.S., Malashicheva A.B. Modern approaches to the search for drug therapy for aortic valve calcification. Russian Journal for Personalized Medicine. 2021;1(1):118-135.
Просмотров:
257
Послать статью по эл. почте 