Возможности метаболомного анализа для поиска новых предикторов фибрилляции предсердий у больных ишемической болезнью сердца

Несмотря на продолжающиеся усилия, ограниченное понимание фундаментальных причин фибрилляции предсердий (ФП) по-прежнему затрудняет прогресс в ее диагностике и лечении. Патогенетические процессы, определяющие развитие ФП, тесно связаны с клеточным метаболизмом, в связи с этим метаболомика представляет собой перспективное направление для поиска новых биомаркеров, изучения метаболических механизмов ФП и определения потенциальных терапевтических мишеней. Материал и методы. В открытое кросс-секционное ретроспективное нерандомизированное выполненное методом параллельных групп исследование включены данные 34 пациентов женского и мужского пола с диагнозом ИБС. Пациенты были распределены на две группы: первая группа состояла из больных ИБС, имеющих ФП (n = 17), вторая ‒ из пациентов с ИБС без ФП (n = 17). Анализ метаболомного профиля проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрической детекцией на масс-спектрометре с тройным квадруполем. Результаты и их обсуждение. В общей сложности выявлено 56 метаболитов, по содержанию которых в плазме крови группы пациентов с ФП и без ФП статистически значимо различались. Заключение. Представленные данные указывают на участие ряда метаболитов в энергетическом, аминокислотном и липидном обмене, а также в механизмах воспаления и фиброза. Эти соединения играют значимую роль в патогенезе ФП и могут рассматриваться как потенциальные биомаркеры для диагностики и мониторинга протекания заболевания

1. Li H., Song X., Liang Y., Bai X., Liu-Huo W.S., Tang C., Chen W., Zhao L. Global, regional, and national burden of disease study of atrial fibrillation/flutter, 1990-2019: results from a global burden of disease study, 2019. BMC Public Health. 2022;22(1):2–15. doi: 10.1186/s12889-022-14403-2

2. Kornej J., Börschel C., Benjamin E., Schnabel R. Epidemiology of atrial fibrillation in the 21st century: novel methods and new insights. Circ. Res.2020;127(1):4–20. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.120.316340

3. Yang Q., Wu G., Han L., Feng Y., Lin S., Lv Q., Yang J., Hu J. Taurine reverses atrial structural remodeling in Ach-CaCl2 induced atrial fibrillation rats. Adv. Exp. Med. Biol. 2017;975(2):831–841. doi: 10.1007/978-94-024-1079-2_65

4. Johnson C., Gonzalez F. Challenges and opportunities of metabolomics. J. Cell. Physiol. 2012;227(8):2975–2981. doi: 10.1002/jcp.24002

5. Li K., Naviaux J.C., Bright A.T., Wang L., Naviaux R.K. A robust, single-injection method for targeted, broad-spectrum plasma metabolomics. Metabolomics. 2017;13(10):122. doi: 10.1007/s11306-0171264-1

6. Basov N.V., Rogachev A.D., Aleshkova M.A., Gaisler E.V., Sotnikova Y.S., Patrushev Y.V., Tolstikova T.G., Yarovaya O.I., Pokrovsky A.G., Salakhutdinov N.F. Global LC-MS/MS targeted metabolomics using a combination of HILIC and RP LC separation modes on an organic monolithic column based on 1-vinyl-1,2,4-triazole. Talanta. 2024;267:1251–1268. doi: 10.1016/j.talanta.2023.125168

7. Patrushev Y.V., Sotnikova Y.S., Sidel’ni- kov V.N. A monolithic column with a sorbent based on 1-vinyl-1,2,4-triazole for hydrophilic HPLC. Prot. Met. Phys. Chem. Surfaces. 2020;56:49–53. doi: 10.1134/S2070205119060248

8. Yuan M., Breitkopf S.B., Yang X., Asara J.M. A positive/negative ion-switching, targeted mass spectrometry-based metabolomics platform for bodily fluids, cells, and fresh and fixed tissue. Nat. Protoc. 2012;7(5):872–881. doi: 10.1038/nprot.2012.024

9. Nemutlu E., Gupta A., Zhang S., Viqar M., Holmuhamedov E., Terzic A., Jahangir A., Dzeja P. Decline of phosphotransfer and substrate supply metabolic circuits hinders ATP cycling in aging myocardium. PLoS. ONE. 2015;10(9):e0135665. doi: 10.1371/journal.pone.0136556

10. Jie Q.Q., Li G., Duan L.B., Li X.B., Yang W., Chu Y.P., Yu S.D., Liu X.Y., Wang C.Y., Liu F.F., … Wu L. Remodeling of myocardial energy and metabolic homeostasis in a sheep model of persistent atrial fibrillation. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2019;517(1):814. doi: 10.1016/j.bbrc.2019.05.112

11. Lai S., Hua X., Gao R., Zeng L., Song J., Liu J., Zhang J. Combinational biomarkers for atrial fibrillation derived from atrial appendage and plasma metabolomics Analysis. Sci. Rep. 2018;8(1):16930. doi: 10.1038/s41598-018-34930-6

12. Ардашев А.В., Беленков Ю.Н., Матюкевич М.Ч., Снежицкий В.А. Фибрилляция предсердий и смертность: прогностические факторы и терапевтические стратегии. Кардиология. 2021;61(2):91–98. doi: 10.18087/cardio.2021.2.n1348

13. Borghi C., Agabiti-Rosei E., Johnson R.J., Kielstein J.T., Lurbe E., Mancia G., Redon J., Stack A.G., Tsioufis K.P. Hyperuricaemia and gout in cardiovascular, metabolic and kidney disease. Eur. J. Intern. Med. 2020;80:1–11. doi: 10.1016/j.ejim.2020.07.006

14. Krause J., Nickel A., Madsen A., Aitken-Buck H.M., Stoter A.M.S., Schrapers J., Ojeda F., Geiger K., Kern M., Kohlhaas M., … Zeller T. An arrhythmogenic metabolite in atrial fibrillation. J. Transl. Med. 2023;21(1):566. doi: 10.1186/s12967023-04420-z

15. Emmert D.B., Vukovic V., Dordevic N., Weichenberger C.X., Losi C., D’Elia Y., Volpato C., Hernandes V.V., Gögele M., Foco L., … De Bortoli M. Genetic and metabolic determinants of atrial fibrillation in a general population sample: the CHRIS study. Biomolecules. 2021;11(11):1663. doi: 10.3390/biom11111663

16. Watterson K.R., Lanning D.A., Diegelmann R.F., Spiegel S. Regulation of fibroblast functions by lysophospholipid mediators: potential roles in wound healing. Wound Repair. Regen. 2007;15(5):607616. doi: 10.1111/j.1524-475X.2007.00292.x

17. Ji R., Akashi H., Drosatos K., Liao X., Jiang H., Kennel P.J., Brunjes D.L., Castillero E., Zhang X., Deng L.Y., … Schulze P.C. Increased de novo ceramide synthesis and accumulation in failing myocardium. JCI Insight. 2017;2(9):e82922. doi: 10.1172/jci.insight.82922

18. Lozhkina N.G., Gushchina O.I., Basov N.V., Gaisler E.V., Rogachev A.D., Sotnikova Y.S., Patrushev Y.V., Pokrovsky A.G. Ceramides as potential new predictors of the severity of acute coronary syndrome in conjunction with SARS-CoV-2 infection. Acta Naturae. 2024;16(2):53–60. doi: 10.32607/actanaturae.27400

19. Sauer B., Vogler R., von Wenckstern H., Fujii M., Anzano M.B., Glick A.B., Schäfer-Korting M., Roberts A.B., Kleuser B. Involvement of Smad signaling in sphingosine 1-phosphate-mediated biological responses of keratinocytes. J. Biol. Chem. 2004;279(37):38471–38479. doi:10.1074/jbc.M313557200

20. Schwalm S., Pfeilschifter J., Huwiler A. Sphingosine-1-phosphate: a Janus-faced mediator of fibrotic diseases. Biochim. Biophys. Acta. 2013;1831(1):239250. doi: 10.1016/j.bbalip.2012.07.022

21. Braverman N.E., Moser A.B. Functions of plasmalogen lipids in health and disease. Biochim. Biophys. Acta. 2012;1822(9):1442–1452. doi: 10.1016/j.bbadis.2012.05.008