cardiotomskСибирский журнал клинической и экспериментальной медициныSiberian Journal of Clinical and Experimental Medicine2713-29272713-265XTSU publishing10.29001/2073-8552-2022-37-2-98-104cardiotomsk-1425Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL STUDIESИзменение экспрессии генов в створках нативных клапанов сердца, пораженных инфекционным эндокардитомExpression of oxidative stress markers in native heart valves obtained from patients with infective endocarditishttps://orcid.org/0000-0002-4467-8732СиницкаяА. В.SinitskayaA. V.

Синицкая Анна Викторовна, научный сотрудник, лаборатория геномной медицины, отдел экспериментальной медицины

650002, Российская Федерация, Кемерово, Сосновый б-р, 6

Anna V. Sinitskaya, Research Scientist, Laboratory of Genomic Medicine, Department of Experimental Medicine

6, Sosnovy blvd, Kemerovo, 650002, Russian Federation

cepoav1991@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-4824-2418СиницкийМ. Ю.SinitskyM. Yu.

Синицкий Максим Юрьевич, канд. биол. наук, старший научныйсотрудник, лаборатория геномной медицины, отдел экспериментальной медицины

650002, Российская Федерация, Кемерово, Сосновый б-р, 6

Maxim Yu. Sinitsky, Cand. Sci. (Biol.), Senior Research Scientist, Laboratory of Genomic Medicine, Department of Experimental Medicine

6, Sosnovy blvd, Kemerovo, 650002, Russian Federation

sinitsky.maxim@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-9714-4080ХуторнаяМ. В.KhutornayaM. V.

Хуторная Мария Владимировна, младший научный сотрудник, лаборатория геномной медицины, отдел экспериментальной медицины

650002, Российская Федерация, Кемерово, Сосновый б-р, 6

Maria V. Khutornaya, Junior Research Scientist, Laboratory of Genomic Medicine, Department of Experimental Medicine

6, Sosnovy blvd, Kemerovo, 650002, Russian Federation

masha_hut@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1491-0799КазачекЯ. В.KazachekYa. V.

Казачек Яна Владимировна, канд. мед. наук, главный фармаколог

650002, Российская Федерация, Кемерово, Сосновый б-р, 6

Yana V. Kazachek, Cand. Sci. (Med.), Chief Pharmacologist

6, Sosnovy blvd, Kemerovo, 650002, Russian Federation

kazachek@kemcardio.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8475-4667ЕвтушенкоА. В.EvtushenkoA. V.

Евтушенко Алексей Валерьевич, д-р мед. наук, заведующий лабораторией пороков сердца, отдел хирургии сердца и сосудов

650002, Российская Федерация, Кемерово, Сосновый б-р, 6

Alexei V. Evtushenko, Dr. Sci. (Med.), Head of Laboratory for Valvular Heart Disease, Department of Cardiac and Vascular Surgery

6, Sosnovy blvd, Kemerovo, 650002, Russian Federation

ave@kemcardio.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3002-2863ПонасенкоА. В.PonasenkoA. V.

Понасенко Анастасия Валериевна, канд. мед. наук, заведующий лабораторией геномной медицины, отдел экспериментальной медицины

650002, Российская Федерация, Кемерово, Сосновый б-р, 6

Anastasia V. Ponasenko, Cand. Sci. (Med.), Head of Laboratory of Genomic Medicine, Department of Experimental Medicine

6, Sosnovy blvd, Kemerovo, 650002, Russian Federation

ponaav@kemcardio.ruНаучно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеванийРоссияResearch Institute for Complex Issues of Cardiovascular DiseasesRussian Federation20221507202237298104Copyright © Синицкая А.В., Синицкий М.Ю., Хуторная М.В., Казачек Я.В., Евтушенко А.В., Понасенко А.В., 20222022Синицкая А.В., Синицкий М.Ю., Хуторная М.В., Казачек Я.В., Евтушенко А.В., Понасенко А.В.Sinitskaya A.V., Sinitsky M.Y., Khutornaya M.V., Kazachek Y.V., Evtushenko A.V., Ponasenko A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sibjcem.ru/jour/article/view/1425Цель исследования

Цель исследования: оценить вклад генов SOD1, CAT, PXDN1, NOS3, EDN1, VCAM, ICAM, PECAM, SELE и SELP в патогенез инфекционного эндокардита (ИЭ) у пациентов, перенесших кардиохирургическое вмешательство.

Материал и методы

Материал и методы. Проведено исследование 25 створок нативных клапанов сердца, пораженных ИЭ, и 13 нативных створок, полученных от пациентов с другой клапанной патологией. Уровень экспрессии генов SOD1, CAT, PXDN1, NOS3, EDN1, VCAM, ICAM, PECAM, SELE и SELP определяли методом количественной полимеразной цепной реакции (кПЦР). Иммунофлуоресцентное окрашивание проводили с применением специфических первичных антител к нитротирозину.

Результаты

Результаты. Створки нативных клапанов сердца, пораженных ИЭ, характеризуются сниженной экспрессией генов, вовлеченных в процессы окислительного стресса и генов, кодирующих молекулы клеточной адгезии. Иммунофлуоресцентное окрашивание показало, что в створке клапана, пораженного ИЭ, наблюдалось более низкое окрашивание нитротирозином по сравнению с контрольными образцами клапанов, что свидетельствует о менее выраженном процессе оксидативного стресса.

Aim

Aim. To evaluate the contribution of SOD1, CAT, PXDN1, NOS3, EDN1, VCAM, ICAM, PECAM, SELE and SELP genes to the pathogenesis of infective endocarditis in patients undergoing cardiac surgery.

Material and Methods

Material and Methods. We studied 25 native heart valves obtained from patients with infective endocarditis and 13 native heart valves obtained from patients with other valvular pathology. The expression of SOD1, CAT, PXDN1, NOS3, EDN1, VCAM, ICAM, PECAM, SELE and SELP genes was determined by qPCR. Immunofluorescent staining was performed using specific primary antibodies to nitrotyrosine.

Results

Results. Native heart valves obtained from infective endocarditis patients were characterized by the decreased expression of genes involved in the processes of oxidative stress and genes encoding cell adhesion molecules. Immunofluorescence staining showed that the heart valves obtained from infective endocarditis patients had lower nitrotyrosine staining compared to the control suggesting the decreased oxidative stress.

патология клапанов сердцаэкспрессияинфекционный эндокардитиммунофлуоресцентное окрашиваниеvalvular pathologygene expressioninfective endocarditisimmunofluorescent stainingReferencesDel Giudice C., Vaia E., Liccardo D., Marzano F., Valletta A., Spagnuolo G. et al. Infective endocarditis: A focus on oral microbiota. Microorganisms. 2021;9(6):1218. DOI: 10.3390/microorganisms9061218.Del Giudice C., Vaia E., Liccardo D., Marzano F., Valletta A., Spagnuolo G. et al. Infective endocarditis: A focus on oral microbiota. Microorganisms. 2021;9(6):1218. DOI: 10.3390/microorganisms9061218.Faraji R., Behjati-Ardakani M., Faraji N., Moshtaghioun S.M., Kalantar S.M., Pedarzadeh A. et al. Molecular diagnosis of bacterial definite infective endocarditis by real-time polymerase chain reaction. Cardiol. Res. 2018;9(2):99–106. DOI: 10.14740/cr687w.Faraji R., Behjati-Ardakani M., Faraji N., Moshtaghioun S.M., Kalantar S.M., Pedarzadeh A. et al. Molecular diagnosis of bacterial definite infective endocarditis by real-time polymerase chain reaction. Cardiol. Res. 2018;9(2):99–106. DOI: 10.14740/cr687w.Que Y.A., Haefliger J.A., Piroth L., François P., Widmer E., Entenza J.M. et al. Fibrinogen and fibronectin binding cooperate for valve infection and invasion in staphylococcus aureus experimental endocarditis. J. Exp. Med. 2005;201(10):1627–1635. DOI: 10.1084/jem.20050125.Que Y.A., Haefliger J.A., Piroth L., François P., Widmer E., Entenza J.M. et al. Fibrinogen and fibronectin binding cooperate for valve infection and invasion in staphylococcus aureus experimental endocarditis. J. Exp. Med. 2005;201(10):1627–1635. DOI: 10.1084/jem.20050125.Ponasenko A.V., Kutikhin A.G., Khutornaya M.V., Rutkovskaya N.V., Kondyukova N.V., Odarenko Y.N. et al. Inherited variation in cytokine, acute phase response, and calcium metabolism genes affects susceptibility to infective endocarditis. Mediators Inflamm. 2017;2017:7962546. DOI: 10.1155/2017/7962546.Ponasenko A.V., Kutikhin A.G., Khutornaya M.V., Rutkovskaya N.V., Kondyukova N.V., Odarenko Y.N. et al. Inherited variation in cytokine, acute phase response, and calcium metabolism genes affects susceptibility to infective endocarditis. Mediators Inflamm. 2017;2017:7962546. DOI: 10.1155/2017/7962546.Бахарева Ю.С., Максимов В.Н., Акиншина Е.И., Чапаева Н.Н. Ассоциация полиморфизма некоторых генов-кандидатов с развитием эндокардитов неинфекционной и инфекционной этиологии. Российский кардиологический журнал. 2018;(10):83–87. DOI: 10.15829/1560-4071-2018-10-83-87.Bakhareva Yu.S., Maksimov V.N., Akinshina E.I., Chapaeva N.N. Association of polymorphism of some candidate genes with the development of non-infectious and infectious endocarditis. Russian Journal of Cardiology. 2018;(10):83–87. (In Russ.). DOI: 10.15829/1560-4071-2018-10-83-87.Golias C., Batistatou A., Bablekos G., Charalabopoulos A., Peschos D., Mitsopoulos P. et al. Physiology and pathophysiology of selectins, integrins, and IgSF cell adhesion molecules focusing on inflammation. A paradigm model on infectious endocarditis. Cell Commun. Adhes. 2011;18(3):19–32. DOI: 10.3109/15419061.2011.606381.Golias C., Batistatou A., Bablekos G., Charalabopoulos A., Peschos D., Mitsopoulos P. et al. Physiology and pathophysiology of selectins, integrins, and IgSF cell adhesion molecules focusing on inflammation. A paradigm model on infectious endocarditis. Cell Commun. Adhes. 2011;18(3):19–32. DOI: 10.3109/15419061.2011.606381.Дремина Н.Н., Шурыгин М.Г., Шурыгина И.А. Эндотелин в норме и при патологии. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016;10(2):210–214.Dremina N.N., Shurygin M.G., Shurygina I.А. Endothelin is normal and with pathology. International Journal of Applied and Fundamental Research. 2016;10(2):210–214. (In Russ.).Понасенко А.В., Цепокина А.В., Кутихин А.Г., Кудряевцева Ю.А. Полиморфизм генов белков, связанных с функцией эндотелия, у пациентов с инфекционным эндокардитом. Российский кардиологический журнал. 2018;(10):88–97. DOI: 10.15829/1560-4071-2018-10-88-97.Ponasenko A.V., Tsepokina A.V., Kutixin A.G., Kudryavtseva Yu.A. Polymorphism of protein genes associated with endothelial function in patients with infective endocarditis. Russian Journal of Cardiology. 2018;(10):88–97. (In Russ.). DOI: 10.15829/1560-4071-2018-10-88-97.Глушкова Т.В., Костюнин А.Е. Структура кальцификатов в биопротезах клапанов сердца, консервированных диглицидиловым эфиром этиленгликоля. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2021;10(2):16–24. DOI: 10.17802/2306-1278-2021-10-2-16-24.Glushkova T.V., Kostyunin A.E. Calcification of bioprosthetic heart valves treated with ethylene glycol diglycidyl ether. Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2021;10(2):16–24. (In Russ.). DOI: 10.17802/2306-1278-2021-10-2-16-24.Nunes M.C.P., Araújo I.R., Carvalho A.T., Andrade L.A., Resende M.H.L., Silva J.L.P. et al. Do cytokines play a role in predicting some features and outcome in infective endocarditis? Adv. Infect. Dis. 2013;3(2):115–119. DOI: 10.4236/aid.2013.32018.Nunes M.C.P., Araújo I.R., Carvalho A.T., Andrade L.A., Resende M.H.L., Silva J.L.P. et al. Do cytokines play a role in predicting some features and outcome in infective endocarditis? Adv. Infect. Dis. 2013;3(2):115–119. DOI: 10.4236/aid.2013.32018.Branchetti E., Sainger R., Poggio P., Grau J.B., Patterson-Fortin J., Bavaria J.E. et al. Antioxidant enzymes reduce DNA damage and early activation of valvular interstitial cells in aortic valve sclerosis. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2013;33:e66–e74. DOI: 10.1161/ATVBAHA.112.300177.Branchetti E., Sainger R., Poggio P., Grau J.B., Patterson-Fortin J., Bavaria J.E. et al. Antioxidant enzymes reduce DNA damage and early activation of valvular interstitial cells in aortic valve sclerosis. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2013;33:e66–e74. DOI: 10.1161/ATVBAHA.112.300177.Roberts S., Kosanke S., Dunn S.T., Jankelow D., Duran C.M.G., Cunningham M.W. Pathogenic mechanisms in rheumatic carditis: Focus on valvular endothelium. J. Infect. Dis. 2001;183(3):507–511. DOI: 10.1086/318076.Roberts S., Kosanke S., Dunn S.T., Jankelow D., Duran C.M.G., Cunningham M.W. Pathogenic mechanisms in rheumatic carditis: Focus on valvular endothelium. J. Infect. Dis. 2001;183(3):507–511. DOI: 10.1086/318076.Ekdahl C., Broqvist M., Franzén S., Ljunghusen O., Maller R., Sander B. IL-8 and tumor necrosis factor alpha in heart valves from patients with infective endocarditis. Scand. J. Infect. Dis. 2008;34(10):759–762. DOI: 10.1080/00365540210147912.Ekdahl C., Broqvist M., Franzén S., Ljunghusen O., Maller R., Sander B. IL-8 and tumor necrosis factor alpha in heart valves from patients with infective endocarditis. Scand. J. Infect. Dis. 2008;34(10):759–762. DOI: 10.1080/00365540210147912.Watkin R.W., Harper L.V., Vernallis A.B., Lang S., Lambert P.A., Ranasinghe A.M. et al. Pro-inflammatory cytokines IL6, TNF-alpha, IL1beta, procalcitonin, lipopolysaccharide binding protein and C-reactive protein in infective endocarditis. J. Infect. 2007;55(3)220–225. DOI: 10.1016/j.jinf.2007.05.174.Watkin R.W., Harper L.V., Vernallis A.B., Lang S., Lambert P.A., Ranasinghe A.M. et al. Pro-inflammatory cytokines IL6, TNF-alpha, IL1beta, procalcitonin, lipopolysaccharide binding protein and C-reactive protein in infective endocarditis. J. Infect. 2007;55(3)220–225. DOI: 10.1016/j.jinf.2007.05.174.Alter P., Hoeschen J., Ritter M., Maisch B. Usefulness of cytokines interleukin-6 and interleukin-2R concentrations in diagnosing active infective endocarditis involving native valves. Am. J. Cardiol. 2002;89(12):1400–1404. DOI: 10.1016/s0002-9149(02)02353-6.Alter P., Hoeschen J., Ritter M., Maisch B. Usefulness of cytokines interleukin- 6 and interleukin-2R concentrations in diagnosing active infective endocarditis involving native valves. Am. J. Cardiol. 2002;89(12):1400–1404. DOI: 10.1016/s0002-9149(02)02353-6.Ostrowski S., Kasielski M., Kordiak J., Nowak D. Elevated resting and agonist-induced whole blood chemiluminescence in patients with active infective endocarditis. Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg. 2009;8(1):12–16. DOI: 10.1510/icvts.2008.183285.Ostrowski S., Kasielski M., Kordiak J., Nowak D. Elevated resting and agonist-induced whole blood chemiluminescence in patients with active infective endocarditis. Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg. 2009;8(1):12–16. DOI: 10.1510/icvts.2008.183285.Ostrowski S., Kasielski M., Kordiak J., Zwolinska A., Wlodarczyk A., Nowak D. Myocardial oxidative stress in patients with active infective endocarditis. Int. J. Cardiol. 2013;167(1):270–276. DOI: 10.1016/j.ijcard.2011.12.102.Ostrowski S., Kasielski M., Kordiak J., Zwolinska A., Wlodarczyk A., Nowak D. Myocardial oxidative stress in patients with active infective endocarditis. Int. J. Cardiol. 2013;167(1):270–276. DOI: 10.1016/j.ijcard.2011.12.102.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.