Ученые Сеченовского Университета предложили новый подход к неинвазивной диагностике эндометриоза и осложнений беременности

Ученые Сеченовского Университета предложили использовать микроРНК как основу для неинвазивной диагностики эндометриоза и осложнений беременности. В обзорной статье, написанной при участии студентов 5–6-х курсов, команда проанализировала данные о молекулярных маркерах, которые можно определять в крови, моче и других биологических жидкостях, а в собственном исследовании выявила микроРНК, связанные с истмико-цервикальной недостаточностью. Ко Дню гинекологического здоровья, который отмечается 10 сентября, ученые рассказали, насколько близки такие подходы к клинической практике и чем микроРНК отличаются от мРНК-технологий, которые рассматриваются уже как потенциальный инструмент терапии.

Молекулы, которые управляют работой генов

МикроРНК — небольшие молекулы, которые регулируют активность генов и таким образом влияют на множество процессов в организме. Они участвуют, например, в делении и созревании клеток, воспалении и иммунном ответе, а также апоптозе — запрограммированной клеточной гибели. Одна микроРНК при этом может воздействовать сразу на сотни мишеней, поэтому изменения ее активности способны затрагивать сразу несколько клеточных процессов.

При этом микроРНК важно не путать с матричной РНК, или мРНК. Матричная РНК переносит от ДНК генетическую «инструкцию», по которой клетка синтезирует определенный белок. МикроРНК сама белок не кодирует: она регулирует выполнение этой инструкции, связываясь с мРНК и подавляя синтез соответствующего белка или способствуя разрушению самой мРНК.

При различных заболеваниях баланс таких молекул может меняться: одних микроРНК становится больше, других — меньше. Поэтому ученые ищут характерные для разных патологий сочетания микроРНК, которые можно было бы использовать как биомаркеры.

«Одно из преимуществ микроРНК в том, что их можно определять в биологических жидкостях, например в крови. Для этого не нужно брать ткань на биопсию или проводить сложное вмешательство. Если мы понимаем, какие изменения характерны для определенного заболевания, в перспективе микроРНК могут помогать в диагностике и прогнозировании его течения», — рассказала доцент кафедры акушерства и гинекологии № 1 Сеченовского Университета, врач Сеченовского центра материнства и детства Оксана Горбенко.

Эндометриоз — по анализу крови?

Одно из наиболее активно изучаемых направлений — поиск биомаркеров эндометриоза. При этом заболевании ткань, по своим свойствам сходная с эндометрием — внутренней оболочкой матки, — появляется за пределами полости матки. Эндометриоз может сопровождаться воспалением, хронической тазовой болью и бесплодием, однако проявления заболевания сильно различаются, поэтому установить причину симптомов бывает непросто.

В обзорной работе авторы собрали данные исследований последних лет, показывающих, что у женщин с эндометриозом меняется активность целого ряда микроРНК. Они участвуют в регуляции деления и гибели клеток, их миграции и способности проникать в окружающие ткани. При этом одной универсальной «микроРНК эндометриоза» нет: при заболевании меняется работа сразу нескольких молекулярных механизмов.

Поэтому исследователи рассматривают не отдельные молекулы, а их сочетания. Например, в научной литературе описана панель из десяти микроРНК в плазме крови, которую изучают как возможную основу для неинвазивной диагностики наружного генитального эндометриоза и разграничения разных причин бесплодия. Для аденомиоза исследуются другие наборы микроРНК.

Практический смысл такого подхода особенно заметен в сложных диагностических случаях. Если женщину беспокоит хроническая тазовая боль, но УЗИ и другие неинвазивные методы не позволяют установить ее причину, для поиска очагов эндометриоза в ряде случаев может потребоваться диагностическая лапароскопия. Это хирургическое вмешательство: инструменты вводят через небольшие проколы в брюшной стенке, операция проводится под наркозом. Анализ микроРНК потенциально позволил бы сначала оценить вероятность заболевания без операции.

«Бывает, что у женщины сохраняется хроническая тазовая боль, а при обычном обследовании мы не видим ее причины. Тогда для поиска очагов эндометриоза может потребоваться диагностическая лапароскопия. Если появится надежный биомаркер, сначала можно будет оценить вероятность заболевания по анализу: если он не указывает на эндометриоз — искать другую причину, а если вероятность высокая — уже обоснованно решать вопрос об операции», — пояснила к. м. н., доцент Сеченовского Университета Евгения Свидинская.

Пока, однако, это перспективное направление, а не готовый диагностический тест. Еще предстоит установить, какие комбинации микроРНК наиболее надежно связаны с различными формами заболевания, определить границы нормы и проверить результаты на больших группах пациенток. Как отмечали сами специалисты, сейчас разные научные группы постепенно находят отдельные маркеры, но полной картины пока нет.

Увидеть риск раньше, чем изменится шейка матки

Наряду с анализом современных данных о микроРНК при эндометриозе, команда Сеченовского Университета проводит и собственные исследования их роли при истмико-цервикальной недостаточности.

Истмико-цервикальная недостаточность, или ИЦН, — состояние, при котором шейка матки во время беременности теряет способность противостоять давлению растущего плода, преждевременно укорачивается и раскрывается. Это повышает риск позднего выкидыша и преждевременных родов. При этом молекулярные механизмы развития ИЦН изучены пока не полностью.

В собственном исследовании ученых Сеченовского Университета у пациенток с ИЦН были выявлены микроРНК, связанные сразу с несколькими процессами: воспалением, снижением синтеза коллагена I, III и IV типов, фиброзом и ремоделированием тканей, регуляцией металлопротеиназ и деградацией внеклеточного матрикса. Эти процессы могут влиять на структуру и прочность шейки матки.

«У пациенток с истмико-цервикальной недостаточностью мы выявили микроРНК, связанные с воспалением, снижением синтеза коллагена, фиброзом и ремоделированием тканей, а также деградацией внеклеточного матрикса. Эти данные в дальнейшем позволят искать прогностические маркеры развития ИЦН у пациенток из групп высокого риска», — рассказала врач акушер-гинеколог, ассистент Сеченовского Университета Наталья Землина.

Сегодня риск ИЦН оценивают прежде всего по акушерскому анамнезу и состоянию самой шейки матки, в том числе ее длине. Задача ученых — найти молекулярные признаки, которые могли бы дополнить существующие методы и указать на повышенный риск еще до появления выраженных структурных изменений. Для этого предстоит проверить потенциальные маркеры в более крупных исследованиях и определить наиболее информативные комбинации микроРНК.

МикроРНК — для диагностики, мРНК — для лечения 

Отдельная часть обзорной работы посвящена уже матричной РНК. Здесь принцип другой: если изменение профиля микроРНК можно использовать как источник диагностической информации, то мРНК позволяет дать клетке временную инструкцию на производство определенного белка. Именно этот принцип лежит в основе перспективных мРНК-технологий.

Одно из возможных применений такого подхода связано с хронической плацентарной недостаточностью. При этом состоянии нарушаются функции и кровоснабжение плаценты, в результате чего плод может получать недостаточно кислорода и питательных веществ. Существующая терапия в основном направлена на коррекцию отдельных проявлений заболевания, но не позволяет полноценно восстановить синтетическую функцию плаценты.

В обзорной статье авторы приводят результаты доклинических исследований, в которых в плаценту доставляли мРНК, кодирующую VEGF — фактор роста эндотелия сосудов. Получив такую «инструкцию», клетки начинали производить нужный белок. В экспериментах на животных это привело к синтезу VEGF в ткани плаценты и расширению ее сосудов. Таким образом ученые пытаются воздействовать непосредственно на одно из ключевых звеньев плацентарной недостаточности — нарушение формирования сосудов и кровоснабжения.

До применения такого подхода в клинической практике еще далеко. Основные результаты пока получены на животных моделях, а строение и работа плаценты у них существенно отличаются от человеческой. Необходимо также оценить влияние терапии на плод, ее долгосрочную безопасность и разработать надежные системы адресной доставки мРНК.

Поэтому наиболее близкая практическая задача сейчас — поиск надежных молекулярных маркеров для неинвазивной диагностики. Но в перспективе возможности РНК-технологий могут оказаться значительно шире: от обнаружения патологических процессов на ранних этапах до воздействия на отдельные механизмы заболевания.