Быстрая и точная диагностика заболеваний, особенно сосудистого генеза, — необходимый компонент оказания медицинской помощи для развития благополучного исхода заболевания. МикроРНК (miR) были открыты в 1993 г. [1]. Это одноцепочечные некодирующие РНК длиной 16–27 (чаще всего 22) нуклеотидов [2]. Транскрипция генов, кодирующих предшественники микроРНК, зависит от профилей метилирования геномной ДНК и модификаций гистонов, которые, в свою очередь, могут изменяться при различных заболеваниях [3]. В настоящее время научные коллективы из разных стран активно исследуют возможность использования микроРНК в качестве биомаркеров при диагностике широкого спектра патологий. Использование микроРНК как биомаркеров заболеваний органов зрения, в частности окклюзий ретинальных сосудов, на данный момент еще не получило широкой распространенности, однако в связи с активным изучением роли микроРНК при системных сосудистых патологических изменениях можно сделать вывод о чрезвычайной перспективности данного направления.

МикроРНК при системных сосудистых патологиях

Многочисленные данные свидетельствуют о значительном изменении экспрессии микроРНК при различных системных и локальных сосудистых патологиях, а также указывают на огромный диагностический потенциал изменений микроРНК, в частности так называемых «циркулирующих» микроРНК, как биомаркеров [4]. Циркулирующие микроРНК выступают в качестве динамических показателей, изменяющихся как при физиологических состояниях, так и при различного рода патологических процессах, в том числе сердечно- сосудистых и нейродегенеративных заболеваниях. К примеру, miR-1, miR-133b, miR-145, miR-208b и miR-499, miR-133a, miR-208a вовлечены в диагностику ишемической болезни сердца [5].

Было установлено, что при атеросклерозе в крови пациентов значительно изменен уровень ряда микроРНК (повышено содержание miR-122, miR-21, miR-130а и miR- 211с и снижено количество miR-92а, miR-222, и miR-126) [6]. Более того, помимо важного диагностического значения, установлена возможность применения вышеупомянутых микроРНК или их ингибиторов в качестве терапевтических агентов при атеросклерозе [7].

Известно, что наиболее тяжелые осложнения атеросклеротического поражения сосудов — ишемический инсульт и инфаркт миокарда. Многочисленные наблюдения, проводимые как на животных моделях, так и на пациентах, указывают на связь содержания некоторых циркулирующих и тканевых микроРНК с ишемическим инсультом, а также с развитием патологических изменений в постинсультном периоде. Так, в острой фазе ишемического инсульта возрастает концентрация mir-124, mir-21 и снижается концентрация mir-221, а повышение уровней mir-145 и mir-210 является предиктором лучшего исхода патологического процесса [8]. Инфаркт миокарда тоже сопровождается рядом специфических изменений микроРНК. В частности, отмечается, что при ишемическом инфаркте миокарда резко снижается уровень miR-375 [9].

Гипертоническая болезнь представляет собой наиболее распространенное заболевание сердечно-сосудистой системы и выступает в качестве провоцирующего фактора у множества сосудистых нарушений, в том числе и со стороны органов зрения. Отечественными учеными была проведена работа, в рамках которой обследовали пациентов с гипертонической болезнью и без нее для изучения характеристик определенных микроРНК: miR- 126, miR-155, miR-221, miR-222. В результате было выявлено увеличение дисперсии всех рассматриваемых биомаркеров у пациентов с гипертонией по сравнению со здоровой группой. При этом у лиц с повышенным уровнем артериального давления преобладает mir-221, а у здоровых обследуемых — mir-126 [10].

Таким образом, при системных сосудистых заболеваниях происходят изменения уровня определенных циркулирующих микроРНК. Данные микроРНК могут выступать как потенциальные биомаркеры патологических состояний. В связи с общностью патогенеза системных сосудистых заболеваний и сосудистых заболеваний органов зрения можно предположить, что существуют микроРНК, которые способны выступать в качестве биомаркеров состояний, связанных с нарушением кровообращения по сосудам сетчатки. Качественный и количественный составы микроРНК при окклюзии ретинальных сосудов сетчатки до настоящего времени не подвергали изучению, однако имеющиеся положительные данные об изменении профилей микроРНК при офтальмологических заболеваниях, в основе которых лежит сосудистая патология, подтверждают перспективность проведения исследований в данном направлении.

МикроРНК при возрастной макулярной дегенерации

Возрастная макулярная дегенерация (ВМД) — основная причина необратимой потери центрального зрения у пожилых людей. Снижение зрения развивается в результате хориоидальной неоваскуляризации (ХНВ) с последующим повышением проницаемости сосудистой стенки, экссудацией и, как следствие, необратимым повреждением фоторецепторов. Будучи сложным и прогрессирующим заболеванием, ВМД связана как с генетическими (в том числе комплементарными) факторами, так и с факторами окружающей среды [11]. Определенные микроРНК, связанные с комплементарными факторами, изменяют свою регуляцию в циркулирующей крови и тканях глаза, взятых у больных с ВМД. Так, при исследовании 384 микроРНК в плазме крови пациентов с влажной формой ВМД с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) характеристики 16 микроРНК были существенно изменены, а 10 микроРНК были экспрессированы исключительно у пациентов с экссудативной формой ВМД [12]. Группа ученых из Италии оценили профиль экспрессии различных микроРНК у пациентов с ВМД, без данного заболевания, а также на животной модели (использовали сетчатку крыс с индуцированными изменениями). Анализ показал, что у пациентов с ВМД в плазме крови изменены уровни miR-9, miR-23a, miR-27a, miR-34a, miR-146a, miR-155. Наиболее существенно искажены показатели miR-27a, miR-146a и miR-155, что позволяет рассматривать их в качестве потенциальных биомаркеров и фармакологических мишеней для лечения ВМД [13].

Роль микроРНК при диабетической ретинопатии

Возможность использования микроРНК в качестве биомаркеров рассматривают также еще при одной серьезной офтальмологической патологии, в основе которой лежат сосудистые нарушения, — диабетической ретинопатии (ДР). ДР является одним из наиболее часто встречающихся микрососудистых осложнений сахарного диабета (СД), признанным в настоящее время глобальной эпидемией. В основе патогенеза ДР лежит повреждение микрососудов в результате длительного воздействия гипергликемии. Прогрессирующая ишемия сетчатки в итоге стимулирует экспрессию индуцируемых гипоксией факторов роста, таких как VEGF, которые стимулируют неоваскуляризацию сетчатки [14]. При этом происходит разрушение гематоретинального барьера и, как следствие, просачивание сосудов и развитие отека сетчатки [15]. Анализ циркулирующих микроРНК из образцов сыворотки или плазмы пациентов с наличием или отсутствием ДР показал изменение уровней экспрессии многих микроРНК в популяциях пациентов, различающихся по возрасту, типу СД, сроку от начала заболевания и т. д. [16]. По результатам ряда исследований у пациентов с ДР были выявлены изменения качественных и количественных характеристик mir-126 [17–19], miR-150 [20], miR-155 [21] и miR-200b. Наибольшей клинической значимостью обладают miR-155 и miR-126 [22]. Группа ученых из Китая изучала уровень miR-126 в сыворотке крови пациентов с ДР и у здоровых добровольцев с помощью ПЦР в реальном времени. Уровень экспрессии miR-126 у здоровых добровольцев достоверно отличался от уровня лиц с ДР. Анализ сыворотки крови пациентов, страдающих как пролиферативной (ПДР), так и непролиферативной диабетической ретинопатией (НПДР), показал, что содержание miR-126 различалось у пациентов с разной степенью патологических изменений сетчатки. При этом содержание miR-126 уменьшалось по мере развития пролиферативных патологических изменений сетчатки. Были обнаружены диагностические пороговые значения уровня miR-126, используя которые можно достоверно прогнозировать риск развития ПДР или НПДР, а также определить пограничные состояния с риском перехода в ПДР. Авторы предполагают, что miR- 126 можно использовать в качестве биомаркера для скрининга эндотелиального повреждения сетчатки и ранней диагностики ПДР [17].
На основании вышеизложенного было определено несколько микроРНК-кандидатов, которые, на наш взгляд, могут представлять наибольшую ценность и обладать высокой информативностью в качестве потенциальных биомаркеров окклюзии ретинальных вен (таблица).

miR-126

MiR-126 является одной из ключевых проангиогенных микроРНК, участвующих в регуляции экспрессии факторов роста, таких как VEGF и FGF [23, 24]. Профили экспрессии микроРНК были исследованы на нескольких животных моделях, имитирующих патологические особенности сосудистых заболеваний глаз человека. Среди таких моделей кислород-индуцированная модель ретинопатии, включающая неоваскуляризации по типу ДР, а также лазер-индуцированная ХНВ-модель, имитирующая влажную форму ВМД. Концентрация miR-126 понижается в хориоидеи мышей с лазер-индуцированной ХНВ [25], так же как в сетчатке и хориоидеи грызунов при кислород-индуцированной модели ретинопатии [26]. Кроме того, у мышей со сниженной концентрацией miR- 126 наблюдали поражения периферических участков хориоидеи [27], а при кислород-индуцированной модели ретинопатии искусственное увеличение содержания miR-126 тормозит неоваскуляризацию сетчатки и разрушение гематоретинального барьера [28]. Эти данные свидетельствуют о том, что miR-126 является важным биомаркером, отражающим состояние сосудистой оболочки глаза при различных патологических процессах, а также может быть рассмотрена в качестве перспективной фармакологической мишени для разработки новых подходов к терапии сосудистых заболеваний глаз.

miR-155

MiR-155 является провоспалительной микроРНК, которая специфически экспрессируется в атеросклеротических бляшках и провоспалительных макрофагах (М1-фенотип) [6]. При влажной форме ВМД, а также при нескольких экспериментальных моделях (кислород-индуцированной ретинопатии [29], светоиндуцированной дегенерации сетчатки [30] и ДР, индуцированной стрептозоцином [31]) в сетчатке можно наблюдать значительное изменение экспрессии miR-155. Отмечается, что дефицит этой микроРНК приводит к уменьшению площади сосудов и неоваскуляризации в кислород-индицированной модели ретинопатии на грызунах [29]. Кроме того, доказано, что miR-155 регулирует комплементарный фактор Н при ВМД [32], поддерживая его роль в ангиогенезе и воспалении при различных офтальмологических патологиях. MiR- 155 можно рассматривать в качестве значимого биомаркера, отражающего провоспалительные каскады, сопровождающие развитие сосудистых заболеваний. Особый интерес представляют также исследования, направленные на оценку miR-155 как терапевтической мишени для лечения данных патологий.

miR-21

Доказано, что данная микроРНК тесно связана с процессом образования опухолей и неоваскуляризацией [33]. Известно также, что экспрессия miR-21 меняется при кардиологических патологиях [34]. Как показывают исследования, miR-21 играет важную роль в патогенезе ВМД. Она участвует в регуляции роста ретинальных сосудов, о чем свидетельствует ее высокая экспрессия в эндотелиальных клетках сетчатки. Повышение экспрессии miR-21 было обнаружено в экспериментальной модели при лазер-индуцированной ХНВ у мышей. Кроме того, искусственная стимуляция экспрессии miR-21 ингибирует пролиферацию и миграцию культивируемых эндотелиальных клеток путем целенаправленного ингибирования определенных белков, влияющих на динамику актиновых филаментов [35]. Эти данные указывают на диагностический и болезнь-модулирующий потенциалы miR-21.

ВЫВОДЫ

Исследования, в которых проанализированы изменения в профилях экспрессии различных генов микроРНК при сосудистых патологиях органов зрения, немногочисленны. Однако имеющиеся данные позволяют рассматривать микроРНК в качестве перспективных диагностических маркеров, в том числе и при такой серьезной сосудистой патологии глаза, как окклюзия ретинальных венозных сосудов. Комплексная оценка экспрессии определенных биомаркеров позволит проводить малоинвазивный скрининг, своевременное лечение и профилактику заболевания. Кроме того, важны разработка панелей микроРНК и поиск их пороговых показателей, выход за границы которых может потенциировать развитие осложнений у пациентов как до, так и после успешно проведенного лечения.
Для более полного и конкретного понимания роли отдельных микроРНК и их кластеров, а также оценки диагностического и терапевтического потенциала при нарушениях кровообращения по венозным сосудам сетчатки необходимо дальнейшее проведение фундаментальных и клинических исследований, включающих моделирование на основе сложных трехмерных клеточных органоидов и сфероидов.