• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Биологи ВШЭ получили «молекулярный отпечаток» преэклампсии

Биологи ВШЭ получили «молекулярный отпечаток» преэклампсии

© iStock

Исследователи НИУ ВШЭ использовали новый способ моделирования состояния гипоксии в клетках плаценты при беременности, осложненной преэклампсией, и обнаружили молекулярные маркеры кислородного голодания тканей. Гипоксия — один из ключевых механизмов преэклампсии, полученные результаты важны для более точной и своевременной диагностики заболевания, а также для разработки эффективных методов лечения. Работа опубликована в журнале Placenta.

Преэклампсия — опасное осложнение беременности, которое развивается в 2–8% случаев и является одной из ведущих причин смертности матери и ребенка. Заболевание начинает проявлять себя не сразу, поэтому его сложно вовремя диагностировать. У беременных повышается артериальное давление, в моче обнаруживается белок, могут начаться нарушения в работе органов. Особенно опасна ранняя форма преэклампсии, возникающая до 34-й недели беременности.

Несмотря на многолетние исследования, механизм развития заболевания не до конца понятен, но ученые полагают, что истоки нужно искать на этапе формирования плаценты. Изучать плаценту напрямую сложно из-за технических и этических ограничений, поэтому биологи используют клеточные модели и воспроизводят процессы в лабораторных условиях.

Гипоксия, нехватка кислорода в тканях плаценты, считается ключевым механизмом преэклампсии. Исследователи факультета биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ воспроизвели состояние гипоксии в модели плаценты-на-чипе и сравнили результаты с реальными данными, полученными от женщин с ранней и поздней преэклампсией, чтобы увидеть молекулярные изменения, характерные для заболевания, и найти его потенциальные биомаркеры. 

Сначала ученые изучили реальные данные РНК-секвенирования единичных клеток плацент женщин с ранней и поздней преэклампсией, а также с нормальной беременностью. Это позволило посмотреть, какие именно клетки плаценты меняют свою активность при заболевании. Они сравнили разные типы клеток трофобласта — особых клеток эмбриона, из которых формируется плацента. Оказалось, что при ранней преэклампсии признаки гипоксии выражены сильнее всего. Особенно страдают клетки вневорсинчатого трофобласта, которые отвечают за перестройку сосудов матки при беременности. 

Затем исследователи выделили девять генов, активность которых стабильно повышалась во всех типах клеток при преэклампсии, и получили своего рода молекулярный стандарт преэклампсии.

Чтобы понять, насколько этот стандарт воспроизводим в лабораторных условиях, исследователи сравнили два способа моделирования преэклампсии в модели плаценты-на-чипе на основе клеточной линии BeWo b30. Первый — традиционный способ индукции гипоксии с использованием хлорида кобальта. Второй — альтернативный, с применением производного оксихинолина. Оказалось, что второй воспроизводит молекулярную картину преэклампсии значительно точнее. В отличие от хлорида кобальта, который вызывал множество несвязанных изменений в клетке, препарат на основе производного оксихинолина запускал более специфический и физиологически близкий ответ.

Евгений Князев

«Мы хотели проверить, насколько лабораторная модель вообще похожа на настоящую преэклампсию. Это очень важно, поскольку мы не можем постоянно брать образцы плаценты у беременных, не можем экспериментировать на пациентках, да и вообще плацента — уникальный, сложный и очень изменчивый орган, — объясняет главный автор статьи, заведующий Лабораторией молекулярной физиологии НИУ ВШЭ Евгений Князев. — Мы показали, что широко используемая модель с хлоридом кобальта не всегда адекватно отражает процессы, происходящие в плаценте при преэклампсии. В ряде случаев она даже давала противоположные изменения активности ключевых генов».

Сравнение данных секвенирования и клеточной модели на чипе подтвердило ключевую роль гипоксии — именно она запускает изменения при ранней преэклампсии. Ученые смогли выявить возможные молекулярные факторы, участвующие в этом процессе. Особый интерес вызвали гены EBI3 и COL17A1, которые впервые были выявлены как универсальные маркеры плацентарного стресса. Кроме того, ученые обнаружили связанные с гипоксией микроРНК miR-27a-5p и miR-193b-5p, а также несколько изоформ, то есть нестандартных форм, молекулы микроРНК. 

«Мы впервые провели такой подробный сопоставительный анализ реальных образцов пациенток и лабораторных моделей, благодаря чему получили “молекулярный отпечаток” ранней преэклампсии. Именно изменения в генах EBI3 и COL17A1, а также в некоторых молекулах микроРНК четко свидетельствуют о нарушениях в плаценте и могут рассматриваться как молекулярные маркеры заболевания», — подчеркивает Евгений Князев.

По мнению авторов, результаты работы могут быть полезны для разработки методов ранней диагностики преэклампсии, а более точная клеточная модель с использованием производных оксихинолина поможет надежнее выявлять новые биомаркеры заболевания и потенциальные терапевтические мишени.

Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ в рамках проекта «Центры превосходства», а также при поддержке Российского научного фонда (грант 24-14-00382).

Вам также может быть интересно:

Новый метод НИУ ВШЭ и Т-Технологий повышает качество работы ИИ

Ученые из лаборатории научных исследований «Т-Технологий» и Института искусственного интеллекта и цифровых наук факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ разработали новый метод семплирования для моделей маскированной диффузии — G-Star+. Он помогает быстрее и качественнее исправлять ошибки во время генерации текста и кода за небольшое число шагов. Метод показал эффективность в задачах генерации текста и кода и может применяться там, где генеративным моделям нужно быстро и качественно создавать текст или код при ограниченных вычислительных ресурсах.

Студенты МИЭМ ВШЭ разработают два спутника собственной конструкции для орбитальных экспериментов

Аппараты, созданные студенческими командами, проведут в условиях космоса исследования свойств перспективных солнечных элементов, бортовых систем накопления энергии и серийной электроники для студенческих спутников.

В Вышке открыли проектно-учебную лабораторию совместно с Группой «Т-Технологии»

Группа «Т-Технологии» (головная структура Т-Банка) открыла проектно-учебную лабораторию на базе факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ (ФКН НИУ ВШЭ). Проектно-учебная лаборатория Группы «Т-Технологии» в НИУ ВШЭ сосредоточится на проектах и задачах в области искусственного интеллекта, распределенных вычислений, анализа больших данных и информационной безопасности в финансовом секторе. Лабораторию возглавит Алексей Теплов, кандидат физико-математических наук.

В НИУ ВШЭ разработали приложение для диагностики фонологической обработки у детей

Специалисты Центра языка и мозга НИУ ВШЭ представили новый цифровой инструмент для оценки навыков фонологической обработки у детей — батарею тестов «ЗАРЯ» («Звуковой анализ русского языка»). Это первое в России стандартизированное приложение, позволяющее быстро и надежно выявлять нарушения способности различать звуки речи, удерживать их в оперативной памяти и проводить фонематический анализ. Программа работает на планшетах и смартфонах с операционной системой Android, доступна для скачивания в RuStore. Детали валидации теста опубликованы в Journal of Speech, Language, and Hearing Research.

В НИУ ВШЭ создали базу данных по производственным цепочкам мирового ВПК

Институт мировой военной экономики и стратегии (ИМВЭС) НИУ ВШЭ разработал новый аналитический инструмент для изучения оборонной промышленности зарубежных стран. База данных «Производственные цепочки мирового ВПК» показывает взаимосвязи между производителями на разных уровнях — от конечных систем до комплектующих.

Институт робототехнических систем ВШЭ запустил научно-технический семинар

Институт робототехнических систем (ИРС) ВШЭ запустил новый ежемесячный формат — Научно-технический семинар. Он объединяет сотрудников института, приглашенных экспертов, студентов, исследователей и представителей других подразделений НИУ ВШЭ для обсуждения актуальных задач мехатроники, робототехники и киберфизических систем.

В НИУ ВШЭ разработали сервис обезличивания табличных данных для безопасного использования в ИИ-системах

Институт искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН ВШЭ разработал сервис обезличивания табличных данных, предназначенный для подготовки корпоративных данных к использованию в аналитических и ИИ-сервисах. Решение позволяет выявлять персональные данные в структурированных наборах, применять к ним воспроизводимые правила обезличивания и формировать артефакты, необходимые для контроля качества, аудита и последующего использования данных в защищенных контурах.

«Дни компьютерных наук год от года становятся масштабнее, и это отражает развитие ФКН»

Прошедший недавно в корпусе НИУ ВШЭ на Покровке фестиваль «Дни компьютерных наук» (ДКН) стал главной точкой притяжения для всех, кто интересуется технологиями. Событие, организованное факультетом компьютерных наук (ФКН) Вышки совместно с партнерами, собрало около трех тысяч участников: студентов, абитуриентов, выпускников, преподавателей и экспертов индустрии.

Время жизни популяций определяется законами математики

Исследователи НИУ ВШЭ и МГУ доказали универсальный закон, описывающий время исчезновения популяций в случайной среде. Анализ эволюции ветвящихся процессов — сложных вероятностных систем — показал, что вне зависимости от изначального числа особей процесс вымирания подчиняется строгим математическим закономерностям. Результаты опубликованы в Journal of Applied Probability.

МИЭМ ВШЭ и АО «Нанотроника» запускают совместную мастерскую электронного машиностроения

Под руководством экспертов компании студенты будут решать задачи, связанные с улучшением характеристик устройств для электронного машиностроения. Среди них — моделирование физических и технологических процессов, расчет, конструирование и автоматизация систем, подсистем и элементов технологического и контрольно-измерительного оборудования, сбор данных, метрологические задачи.