Ученые НИУ ВШЭ получили «молекулярный отпечаток» преэклампсии – опасного осложнения беременности

Преэклампсия — тяжелое осложнение беременности, которое встречается в 2–8% случаев и остается одной из главных причин материнской и младенческой смертности. Болезнь коварна: она развивается незаметно, проявляясь лишь во второй половине срока. У беременных резко поднимается давление, в моче появляется белок, страдают почки, печень и другие органы. Особенно опасна ранняя форма, диагностируемая до 34-й недели. Механизмы заболевания до конца не ясны, но ученые сходятся в том, что ключевую роль играет гипоксия — нехватка кислорода в тканях плаценты.

Плацента-на-чипе и генетические маркеры

Группа исследователей факультета биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ под руководством Евгения Князева пошла нетривиальным путем: они воспроизвели гипоксию в лабораторной модели плаценты-на-чипе, а затем сравнили молекулярные изменения с реальными данными, полученными от женщин с ранней и поздней преэклампсией. Работа опубликована в журнале Placenta.

Сначала ученые проанализировали РНК-секвенирование единичных клеток плацент — как здоровых, так и от пациенток с преэклампсией. Это позволило определить, какие именно типы клеток меняют свою активность при болезни. Особенно сильно страдали клетки вневорсинчатого трофобласта, которые отвечают за перестройку маточных сосудов. При ранней преэклампсии признаки гипоксии в них оказались наиболее выраженными.

Затем команда выделила девять генов, активность которых стабильно повышалась во всех типах клеток при преэклампсии. Тем самым они получили своего рода молекулярный стандарт заболевания.

Точность моделирования: новый химический подход

Далее ученые проверили, насколько точно лабораторные модели воспроизводят реальную картину. Они сравнили два метода индукции гипоксии в клеточной линии BeWo b30. Первый, традиционный, использует хлорид кобальта. Второй, альтернативный, основан на производном оксихинолина. Оказалось, что второй способ работает значительно лучше: запускает физиологически близкий ответ и не вызывает множества побочных изменений, в отличие от хлорида кобальта, который порой давал даже противоположные изменения активности ключевых генов.

«Мы хотели проверить, насколько лабораторная модель похожа на настоящую преэклампсию, — объясняет Евгений Князев. — Мы показали, что широко используемая модель с хлоридом кобальта не всегда адекватно отражает процессы, происходящие в плаценте при преэклампсии».

В результате исследователи подтвердили центральную роль гипоксии в развитии ранней преэклампсии и впервые выявили два универсальных маркера плацентарного стресса: гены EBI3 и COL17A1. Кроме того, обнаружены связанные с гипоксией микроРНК miR-27a-5p и miR-193b-5p, а также несколько их изоформ.

«Мы получили “молекулярный отпечаток” ранней преэклампсии, — подчеркивает Князев. — Именно изменения генов EBI3 и COL17A1, а также некоторых микроРНК четко свидетельствуют о нарушениях в плаценте и могут служить молекулярными маркерами заболевания».

Авторы надеются, что их результаты помогут разработать методы ранней диагностики преэклампсии, а более точная клеточная модель с производными оксихинолина позволит надежнее искать новые биомаркеры и мишени для терапии.