НАСЛЕДСТВЕННЫЕ КОМПОНЕНТЫ, ПОДВЕРЖЕННОСТИ К ИНСУЛЬТУ НАСЕЛЕНИЯ Г. ГРОЗНЫЙ

HEREDITARY COMPONENTS OF THE POPULATION'S SUSCEPTIBILITY TO STROKE IN GROZNY

Yakha Khatueva

3rd year undergraduate student of the Department of Cell Biology, morphology and microbiology, Chechen State University named after A.A. Kadyrova,

Russia, Grozny

Milana Tagirova

3rd year undergraduate student of the Department of Cell Biology, morphology and microbiology, Chechen State University named after A.A. Kadyrova,

Russia, Grozny

Elza Yashaeva

3rd year undergraduate student of the Department of Cell Biology, morphology and microbiology, Chechen State University named after A.A. Kadyrova,

Russia, Grozny

Deshi Borshigova

3rd year undergraduate student of the Department of Cell Biology, morphology and microbiology, Chechen State University named after A.A. Kadyrova,

Russia, Grozny

Zura Bisultanova

scientific adviser, Senior Lecturer at the Department of Cell Biology, morphology and microbiology, Chechen State University named after A.A. Kadyrova,

Russia, Grozny

АННОТАЦИЯ

Молекулярно-генетическое исследование ассоциативной связи между риском развития инсульта и полиморфизмом матриксной металлопротеиназы (ММП) у 156 взрослых пациентов с недавним инсультом в анамнезе (75 мужчин, 81 женщина) и 205 здоровых контрольных субъектов показало значительно большую распространенность 1562 C/T гена MMP-9 у лиц с нарушением мозгового кровообращения по сравнению со здоровыми субъектами. Однако, влияние на наблюдаемую генетическую предрасположенность невелико, но может быть значимым при учете других генетических факторов.

ABSTRACT

A molecular genetic study of the association between the risk of stroke and matrix metalloproteinase (MMP) polymorphism in 156 adult patients with a history of recent stroke (75 men, 81 women) and 205 healthy control subjects showed a significantly higher prevalence of 1562 C / T gene MMP-9 in persons with impaired cerebral circulation compared with healthy subjects. However, the effect on the observed genetic predisposition is small, but may be significant when other genetic factors are taken into account.

Ключевые слова. матриксная металлопротеиназа, инсульт, полиморфизм1562 C/T гена MMP-9.

Keywords. matrix metalloproteinase, stroke, 1562 C / T polymorphism of the MMP-9 gene.

Инсульт остается серьезной глобальной проблемой здравоохранения, и его значение, вероятно, возрастет в будущем из-за продолжающихся демографических изменений, включая старение населения и изменения в состоянии здоровья, наблюдаемые в развивающихся странах [2]. Исследование глобального бремени болезней, травм и факторов риска (GBD) 2017 года показало, что инсульт был третьей ведущей причиной смерти и инвалидности вместе взятой и второй ведущей причиной. смерти в мире в 2017 году[3]. Анализ инсульта показал, что, несмотря на то, что стандартизованные по возрасту показатели смертности от инсульта резко снизились, начиная с 1990 по 2017 год, снижение стандартизованной по возрасту заболеваемости было гораздо менее резким, что позволяет предположить, что профилактические меры были менее успешными, чем усилия по лечению. Вместе с тем профилактика начинается с осведомленности пациентов и врачей о факторах риска заболевания [8].

Эпидемиологические исследования показывают, что, как и многие другие заболевания, инсульт – полигенное заболевание и возникает в результате взаимодействия между генетической структурой человека и воздействием окружающей среды. Одним из таких потенциальных генетических факторов риска может быть полиморфизм матриксной металлопротеиназы (ММП). Роль специфических полиморфизмов ММП была обнаружена в заболеваемости раком [9] ишемической болезни сердца [1,5] и глаукомой [10].

ММП являются членами уникального семейства цинк-связывающих эндопептидаз. ММП играют ключевую роль в раннем атеросклерозе, ремоделировании сосудов и развитии разрыва артериальных бляшек [7].

Среди металлопротеиназ, особое роль при остром ишемическом инсульте (ИИ) принадлежит ММР9, его экспрессия быстро повышается после церебральной ишемии [7]. В недавнем проспективном исследовании сообщалось, что более высокие уровни MMP9 в сыворотке крови в острой фазе ишемического инсульта были связаны с повышенным риском смертности и серьезной инвалидности, делая вывод, что сывороточный MMP9 может быть важным прогностическим фактором ИИ.

Ген MMP9 человека протяженностью в 7,7 т.п.н. расположен на длинном плече хромосомы 20 (20q11.1-13.1) и содержит 13 экзонов.  Сообщалось о некоторых важных функциональных полиморфизмах гена MMP-9, одним из которых является результатом замены цитозина (C) на тимин (T): 1562C> T. Эта мутация может увеличивать экспрессию гена MMP-9 и риск развития ишемической болезни сердца за счет снижения аффинности связывания с белками ингибирования транскрипции.

В связи с вышесказанным, нами была поставлена цель провести молекулярно-генетическое исследование ассоциативной связи между риском развития инсульта и полиморфизмом 1562 C/T гена MMP-9 среди населения г. Грозный.

В настоящее исследовании были включены 156 неродственных взрослых пациента с недавним инсультом в анамнезе: 75 мужчин и 81 женщины с их добровольного согласия. У 141 пациентов – диагностирован ишемический инсульт и 15 с геморрагическим инсультом. Для всех респондентов были учтены сопутствующие заболевания, такие как сахарный диабет, ишемическая болезнь сердца. Для сравнительного анализа была сформирована группа из здоровых контрольных субъектов (n = 205).

Геномную ДНК выделяли из лейкоцитов периферической крови, предварительно собранной в вакуумные пробирки, по методическим указаниям к набору реактивов производства ООО «Лаборатория Изоген» (г. Москва) DiatomTM DNA Prep 200.

Полиморфизм -1562 C/T (rs3918242) в гене MMP-9 анализировали методом аллельспецифичной полимеразной цепной реакции (ПЦР). Образовавшиеся фрагменты разделяли в 2% агарозном геле. Аллели гена дифференцировали по размерам фрагментов: 435 п.н. для аллеля C и 247 п.н. + 188 п.н. для полиморфного варианта (аллель T).

Статистические расчеты были выполнены с использованием программы Staistica версии 6.0 для Windows, интегрированной в Excel. Равновесие Харди-Вайнберга было исследовано с использованием критерия хи-квадрат Для сравнения переменных между двумя группами использовались критерий хи-квадрат и t-критерий Стьюдента. Различия в частоте аллелей и генотипов между пациентами и лицами из контрольной группы оценивали с помощью критерия χ² или точного критерия Фишера. Отношение шансов (OR) и 95% доверительный интервал (CI) были рассчитаны для оценки корреляции между генотипом MMP9 и риском развития инсульта. ОШ вычисляли с помощью программы WinPepi. Статистическая значимость определена при p <0,05. В изученных группах распределение генотипов соответствовало равновесию Харди-Вайнберга (табл.1).

Результаты проведенного исследования частоты генотипов и аллелей гена MMP-9 представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Распределение генотипов и аллелей полиморфизма гена C (-1562) T в гене MMP-9 у пациентов и контрольной группы

Тест HWE для контролей χ²= 0,232, p = 0,630; для пациентов с инсультом χ²= 0,848, p = 0,357

Сравнительный анализ полученных данных показывает, что в группе пациентов носители мутантного аллеля T встречаются значительно чаще по сравнению с контрольной группой: 41,02% против 29,3%. Значительная разница наблюдалась и в частоте мутантных гомозигот (TT): 5,13% пациентов против 2,4% здоровых лиц.

Сравнение распределений генотипов между пациентами с инсультом и контрольной выборкой показало, что существует сопряженность между полиморфизмом rs3918242 MMP9 и риском инсульта. В рецессивной модели (CT + TT по сравнению с CC) относительный риск развития нарушения мозгового кровообращения составил 1,85 при 95% ДИ 1,20 – 2,84 (р = 0,006). Высокий уровень частоты минорного аллеля T в группе пациентов также указывает на значимую роль данного аллеля в активации процессов, приводящих к нарушениям мозгового кровообращения при прочих сопутствующих факторах: ОШ = 1,67 при 95% ДИ 1,17 – 2,40 (р = 0,005). Однозначного механизма подобного влияния исследуемого полиморфизма на предрасположенность к инсульту не выявлено. Учеными китайского университета было показано, что транскрипционная активность аллеля Т значительно превышает таковую аллеля дикого типа С [4]. В свою очередь, увеличение экспрессии гена приводит к усилению нестабильности бляшек, которые являются потенциальными факторами возникновения и развития цереброваскулярных заболеваний.

1. Ezhov А., M. Safarova, M.Afanasieva, O. Mitroshkin, M.Matchin, Y.Pokrovsky, Sergei. Matrix Metalloproteinase 9 as a Predictor of Coronary Atherosclerotic Plaque Instability in Stable Coronary Heart Disease Patients with Elevated Lipoprotein(a) Levels. Biomolecules. – 2019. - №9. – Р.129.
2. Feigin VL, Norrving B, George MG, Foltz JL, Roth GA, Mensah GA. Prevention of stroke: a strategic global imperative. Nat Rev Neurol. – 2016. - 12(9). – P. 501-512
3. Global, regional, and national burden of stroke and its risk factors, 1990–2019: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2019/Lancet Neurol. – 2021. -  №20. – Р. 795–820
4. Graham C.A. Matrix metalloproteinase 9 mRNA: An early prognostic marker for patients with acute stroke. /Graham C.A., Chan R.W., Chan D.Y., Chan C.P., Wong L.K., Rainer T.H. //Clin. Biochem. 2012. - №45. – Р.352–355.
5. Hassanzadeh-Makoui, R., Razi, B., Aslani, S. et al. The association between Matrix Metallo-proteinases-9 (MMP-9) gene family polymorphisms and risk of Coronary Artery Disease (CAD): a systematic review and meta-analysis. BMC Cardiovasc Disord. – 2020. – №20. – Р. 232.
6. Jiang Y. Meta-analysis of matrix metalloproteinase (MMP)-9 C1562T polymorphism and susceptibility to ischemic stroke in the Chinese population/ Y. Jiang, H. Liu, Y. Wang, X. Shi, Y. Shao, Z.Xu // J Int Med Res. - 2020. - №48(6)
7. Li Y, Chen L, Yao S, Chen J, Hu W, Wang M, Chen S, Chen X, Li S, Gu X, Ma G, Zhao B, Zhong W, Li K: Association of Polymorphisms of the Matrix Metalloproteinase 9 Gene with Ischaemic Stroke in a Southern Chinese Population. Cell Physiol Biochem. – 2018. – №49. – Р.2188-2199
8. Romero JR, Morris J, Pikula A. Stroke prevention: modifying risk factors. Ther Adv Cardiovasc Dis. – 2008. - №2(4). – Р. 287-303
9. Saray Q.-F. Role of Matrix Metalloproteinases in Angiogenesis and Cancer/Quintero-Fabián Saray, Arreola Rodrigo, Becerril-Villanueva Enrique et al//Frontiers in Oncology. – 2019. – №9. – Р.1370
10. Weinreb RN, Robinson MR, Dibas M, Stamer WD. Matrix Metalloproteinases and Glaucoma Treatment/ RN Weinreb, MR Robinson, M Dibas, WD. Stamer //J Ocul Pharmacol Ther. - 2020. -№ 36(4). – Р. 208-228.