Преэклампсия — серьезное осложнение, которое может развиваться у беременных женщин в среднем в 2-8% случаев. Это состояние считается одной из основных причин проблем со здоровьем у матери и младенца, а своевременная диагностика затруднена из-за постепенного развития симптомов. Обычно у женщин наблюдается повышение артериального давления, появление белка в моче и сбои в работе различных органов. Особую тревогу вызывает ранняя преэклампсия, проявляющаяся до наступления тридцать четвертой недели беременности.
Как исследуют плаценту и почему это важно
Хотя учёные уже не первый год пытаются понять, как протекает преэклампсия, до конца все механизмы развития заболевания всё ещё остаются не до конца раскрытыми. Исследователи предполагают, что корни заболевания связаны с процессом формирования плаценты. Но напрямую изучать плаценту сложно из-за технических и этических ограничений, поэтому для моделирования биологи используют клеточные системы, воссоздавая процессы в лабораторных условиях.
Недостаток кислорода в плацентарных тканях, то есть гипоксия, сегодня рассматривается как один из центральных механизмов формирования преэклампсии. Именно на этом основании команда исследователей факультета биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ в своей работе смоделировала гипоксическое состояние в системе плацента-на-чипе. Полученные в ходе экспериментов данные были сопоставлены с реальными результатами от женщин как с ранней, так и с поздней преэклампсией. Главная цель — увидеть молекулярные изменения, отличающие это осложнение, и найти ключевые биомаркеры для диагностики.
Анализ генов и клеток: взгляд вглубь проблемы
Первым этапом работы стало тщательное изучение данных по секвенированию РНК клеток плаценты женщин с различным течением беременности, включая как раннюю, так и позднюю преэклампсию, а также здоровых беременных. Благодаря такому подходу удалось определить, какие именно клетки в плаценте показывают изменение активности в ответ на заболевание. Сравнение разнородных трофобластических клеток — ключевых компонентов формирующейся плаценты — позволило исследователям удостовериться, что признаки гипоксии сильнее всего выражены при ранних формах преэклампсии. Особенно страдают клетки вневорсинчатого трофобласта, ответственные за преобразование сосудистой системы матки под нужды плода во время беременности.
В результате удалось выделить группу генов — всего их было девять — чья активность возрастала во всех исследованных типах клеток при наличии преэклампсии. Такой список стал своеобразным молекулярным эталоном для диагностики заболевания в будущем.
Лучшие лабораторные модели преэклампсии
Для того чтобы выяснить, как полученные экспериментальные данные совпадают с реальными молекулярными изменениями, исследователи провели сравнение двух стандартных способов воспроизведения преэклампсии на клеточной линии BeWo b30 в системе плацента-на-чипе. Первый способ — привычный, где гипоксию моделируют с помощью хлорида кобальта. Второй — основан на использовании производного оксихинолина.
Результаты продемонстрировали, что второй способ более точно воспроизводит характерные признаки преэклампсии на клеточном уровне. Производное оксихинолина запускало физиологически релевантный и более специфический ответ плацентарных клеток, тогда как хлорид кобальта вызывал множество эффектов, не связанных напрямую с гипоксией.
Ведущий автор, заведующий лабораторией молекулярной физиологии НИУ ВШЭ Евгений Князев, отмечает: "Было важно понять, насколько лабораторные исследования соответствуют реальной клинической картине и насколько мы можем доверять используемым моделям. Выяснилось, что модель с хлоридом кобальта не всегда подходит, а иногда даже приводит к противоположным изменениям в активности ключевых генов. Использование же производных оксихинолина делает модель действительно информативной для изучения механизмов преэклампсии."
Новые молекулярные маркеры: EBI3, COL17A1 и микроРНК
Подробный анализ лабораторных и реальных данных выявил, что именно гипоксия служит триггером изменений при ранней преэклампсии. Среди наиболее ценных открытий — обнаружение генов EBI3 и COL17A1 в качестве универсальных индикаторов плацентарного стресса. Это открывает путь к созданию новых тестов для диагностики заболевания на ранних стадиях, ещё до развития тяжёлых симптомов.
Особый интерес представляют микроРНК, связанные с гипоксией: miR-27a-5p и miR-193b-5p. Кроме того, были выделены несколько необычных изоформ микроРНК, что подтверждает сложность и многоуровневость процессов, происходящих в плаценте при преэклампсии.
Опираясь на сопоставление лабораторных и клинических данных, Евгений Князев и коллеги впервые подробно описали "молекулярный портрет" ранней преэклампсии. По их мнению, именно изменения в генах EBI3 и COL17A1, наряду с отклонениями по ряду микроРНК, проявляются как достоверные молекулярные маркеры нарушений в структуре и функции плаценты.
Оптимистичный взгляд в будущее диагностики
По мнению исследователей, результаты этого труда открывают новые горизонты для развития более быстрого и удобного способа диагностики преэклампсии. Благодаря созданию современной, точной модели на основе производных оксихинолина появляется возможность детально изучать ключевые молекулы, отслеживать прогресс заболевания и выявлять потенциальные цели для лекарственных воздействий.
В будущем такие достижения могут стать основой для разработки не только ранней, но и максимально персонализированной диагностики преэклампсии, что существенно снизит риски для здоровья матери и плода. Открытие новых биомаркеров, в том числе EBI3, COL17A1, miR-27a-5p и miR-193b-5p, создаёт фундамент для появления тестов, способных выявлять заболевание на самых ранних этапах развития.
Вклад НИУ ВШЭ и значение научных открытий для будущего мам
Работа команды факультета биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ под руководством Евгения Князева не только подтвердила ведущую роль гипоксии в старте патологических процессов при преэклампсии, но и позволила определить новые ориентиры в поиске биомаркеров заболевания. Своевременная и точная диагностика, основанная на молекулярных данных, дает надежду на улучшение качества перинатальной помощи и профилактики осложнений беременности.
Такой подход вселяет оптимизм: в ближайшее время появятся методы оценки риска преэклампсии, что поможет будущим мамам быть споконее за своё здоровье и здоровье своих малышей. Благодаря современным научным исследованиям и технологическим достижениям диагностика и лечение осложнений беременности становится более эффективной, а значит — шанс на благополучный исход становится выше!
Источник: naked-science.ru
