Оценка динамики биомаркеров аутофагии и апоптоза в остром периоде ишемического инсульта методом проточной цитометрии

Цель – провести сравнительный анализ динамики биомаркеров апоптоза и аутофагии в периферической крови пациентов в остром периоде ишемического инсульта (ИИ) и сопоставить с динамикой тяжести неврологического дефицита по шкале NIHSS (шкала инсульта Национального института здоровья) и объемом очага поражения головного мозга по результатам магнитно-резонансной томографии. Оценить роль изучаемых показателей в прогнозе исхода острого периода заболевания.

Методы и материалы. Обследованы 56 пациентов в остром периоде впервые развившегося атеротромботического ИИ. Контрольную группу составили 29 здоровых доноров. Пациентам проводили динамическое клинико-неврологическое обследование в 1-е, 7-е и 14-е сутки от начала заболевания. В эти же временные интервалы оценивали динамику экспрессии биомаркеров апоптоза и аутофагии в периферической крови методом проточной цитометрии и сопоставляли с показателями неврологического статуса в 1-е, 7-е и 14-е сутки соответственно с помощью корреляционного анализа.

Результаты. Статистически достоверное повышение экспрессии аннексина V и каспазы-3, по сравнению с группой контроля, отмечалось на протяжении всего исследования во всех популяциях лейкоцитов с максимальным повышением показателей в первые 24 ч. Повышенные уровни экспрессии аннексина V и каспазы-3 положительно коррелировали с тяжестью неврологического дефицита и объемом повреждения головного мозга в 1-е и 7-е сутки. Выявлена прямая корреляционная зависимость между повышенными значениями биомаркеров аутофагии LC3, CytoID, объемом повреждения головного мозга и тяжестью неврологического дефицита на 7-е сутки.

Заключение. Статистически значимое повышение биомаркеров апоптоза и аутофагии в периферической крови в остром периоде ИИ коррелирует с тяжестью клинико-неврологических показателей. Роль значительного повышения каспазы-3 как предиктора неблагоприятного исхода заболевания требует дальнейшего изучения.

1. Becker K. Autoimmune Responses to Brain Following Stroke // Translational Stroke research. – 2012. – Vol. 3, № 3. – P. 310–317. Doi: 10.1007/s12975-012-0154-0.

2. Lopes-Pinheiro M. A., Kooij G., Mizee M. R. et al. Immune cell trafficking across the barriers of the central nervous system in multiple sclerosis and stroke // Biochimica et Biophysica Acta. – 2016. – Vol. 1862, № 3. – P. 461–467. Doi: 10.1016/j.bbadis.2015.10.018.

3. Константинова Е. В., Кочетов А. Г., Шостак Н. А. и др. Особенности иммунного ответа и воспалительной реакции при атеротромботическом инсульте и инфаркте миокарда // Журн. неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. – 2015. – Т. 115, № 12. С. 48–53. Doi: 10.17116/jnevro201511512248-53.

4. Клюшник Т. П., Отман И. Н., Чуканова А. С. и др. Динамика маркеров апоптоза в остром периоде ишемического инсульта // Журн. неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. – 2018. – Т. 118, № 9. – С. 26–31. Doi: 10.17116/jnevro201811809226.

5. The critical roles of mitophagy in cerebral ischemia / Y. C. Tang, H. X. Tian, T. Yi, H. B. Chen // Protein Cell. – 2016. – Vol. 7, № 10. – P. 699–713. Doi: 10.1007/s13238-016-0307-0.

6. Gabryel B., Kost A., Kasprowska D. Neuronal autophagy in cerebral ischemia – a potential target for neuroprotective strategies? // Pharmacological Reports. – 2013. – Vol. 64, №1. – P. 1–15. Doi: 10.1016/S1734-1140(12)70725-9.

7. Gong Z., Pan J., Shen Q. et al. Mitochondrial dysfunction induces NLRP3 inflammasome activation during cerebral ischemia/reperfusion injury // Journal of Neuroinflammation. – 2018. – Vol. 15, № 242. – P. 1–17. Doi: 10.1186/ s12974-018-1282-6.

8. Gao B., Zhang X., Han R. et al. The endoplasmic reticulum stress inhibitor salubrinal inhibits the activation of autophagy and neuroprotection induced by brain ischemic preconditioning // Acta Pharmacologica Sinica. – 2013. – Vol. 34, № 5. – P. 657–666. Doi: 10.1038/aps.2013.34.

9. Guan R., Zou W., Dai X. et al. Mitophagy, a potential therapeutic target for stroke // Journal of Biomedical Science. – 2018. – Vol. 25, № 87. – P. 1–16. Doi: 10.1186/s12929-018-0487-4.

10. Revolution in acute ischemic stroke care: a practical guide to mechanical thrombectomy / R. B. Matthew, Р. White, Р. Cowley, D. J. Werring // Рractical neurology. – 2017. – Vol. 17, № 4. – P. 252–265. Doi: 10.1136/practneurol-2017-001685.

11. Modulating autophagy in mesenchymal stem cells effectively protects against hypoxiaor ischemia-induced injury / С. Hu, L. Zhao, D. Wu, L. Li // Stem Cell Research & Therapy. – 2019. – Vol. 10, № 1. – P. 1–13. Doi: 10.1186/s13287-019-1225-x.

12. Клеточная терапия при ишемическом инсульте / В. Н. Александров, Т. А. Камилова, Б. В. Мартынов, Л. И. Калюжная // Вестн. Рос. Военно-мед. акад. – 2013. – Т. 3, № 3. – С. 199–205.

13. Jungverdorben J., Till A., Brüstle O. Induced pluripotent stem cell-based modeling of neurodegenerative diseases: a focus on autophagy // Journal of Molecular Medicine. – 2017. – Vol. 95, № 7. – P. 705–718. Doi: 10.1007/s00109017-1533-5.

14. Steliga A., Kowiański P., Czuba E. et al. Neurovascular Unit as a Source of Ischemic Stroke Biomarkers—Limitations of Experimental Studies and Perspectives for Clinical Application // Translational Stroke Research. – 2020. – Vol. 11. – P. 553–579. Doi: 10.1007/s12975-019-00744-5.

15. Apoptosis and autophagy, as inherent components of autoimmunity in the acute period of ischemic stroke / A. V. Lugovaya, N. M. Kalinina, E. R. Barancevich, A. V. Artemova // Вестн. Санкт-Петербург. ун-та: Медицина. – 2019. – Т. 14, № 4. – С. 295–298. Doi: 10.21638/spbu11.2019.409.

16. Zhang W., Meng А. MicroRNA-124 expression in the brains of rats during early cerebral ischemia and reperfusion injury is associated with cell apoptosis involving STAT3 // Experimental and Therapeutic Medicine. – 2019. – Vol. 17, №4. – P. 2870–2876. Doi: 10.3892/etm.2019.7220.

17. Jin W. N., Gonzales R., Feng Y. et al. Brain Ischemia Induces Diversified Neuroantigen-Specific T-Cell Responses That Exacerbate Brain Injury // Stroke. – 2018. – Vol. 49, № 6. – P. 1471–1478. Doi: 10.1161/STROKEAHA.118.020203.

18. Chen Y., Chang C., Chen H. et al. Association between autophagy and inflammation in patients with rheumatoid arthritis receiving biologic therapy // Arthritis Research & Therapy. – 2018. – Vol. 20, № 268. – P. 1–11. Doi: 10.1186/ s13075-018-1763-0.

19. Li H., Qiu S., Li X. et al. Autophagy biomarkers in CSF correlates with infarct size, clinical severity and neurological outcome in AIS patients // Journal of Translational Medicine. – 2015. – Vol. 13, № 359. – P. 1–8. Doi: 10.1186/s12967-015-0726-3.

20. Баранова Е. В. Маркеры воспаления у больных с различными типами мозговых инсультов // Международ. невролог. журн. – 2014. – Т. 5, № 67. – С. 45–48.

21. Кулеш А. А., Дробаха В. Е., Некрасова И. В. и др. Нейровоспалительные, нейродегенеративные и структурные церебральные маркеры основных клинических вариантов постинсультных когнитивных нарушений в остром периоде ишемического инсульта // Вестн. РАМН. – 2016. – Т. 71, № 4. – С. 304–312.

22. Баринов Э. Ф., Евтушенко С. К., Максименко Т. Л. и др. Механизмы регуляции воспаления в ишемизированном мозге (научный обзор) // Международ. невролог. журн. – 2013. – Т. 8, № 62. – С. 13–21.

23. Tsygan N. V., Trashkov A. P., Litvinenko I. V. et al. Autoimmunity in acute ischemic stroke and the role of bloodbrain barrier: the dark side or the light one? // Frontiers of Medicine. – 2019. – Vol. 13, № 4. – Р. 420–426. Doi: 10.1007/s11684-019-0688-6.