vtioВестник трансплантологии и искусственных органовRussian Journal of Transplantology and Artificial Organs1995-1191Academician V.I.Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs", Ministry of Health of the Russian Federation10.15825/1995-1191-2019-3-33-38vtio-1061Research ArticleКлиническая трансплантологияClinical TransplantologyОсобенности профиля экспрессии микроРНК у потенциальных реципиентов легкихProfiling microRNA in the potential lung recipientsШевченкоО. П.ShevchenkoO. P.ЦирульниковаО. М.TsirulnikovaO. M.ГичкунО. Е.GichkunO. E.ПашковИ. В.PashkovI. V.ШарапченкоС. О.SharapchenkoS. O.

Шарапченко Софья Олеговна. Адрес: 123182, Москва, ул. Щукинская, д. 1. Тел. (495) 190-35-62.

Sharapchenko Sofya Olegovna. Address: 1, Shchukinskaya str., Moscow, 123182. Tel. (495) 190-35-62.

transplant2009@mail.ruВеликийД. А.VelikiyD. A.ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Минздрава России; ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский университет)РоссияV.I. Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation; I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation (Sechenovsky University)Russian FederationФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Минздрава РоссииРоссияV.I. Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs of the Ministry of Healthcare of the Russian FederationRussian Federation2019300920192133338Copyright © Шевченко О.П., Цирульникова О.М., Гичкун О.Е., Пашков И.В., Шарапченко С.О., Великий Д.А., 20192019Шевченко О.П., Цирульникова О.М., Гичкун О.Е., Пашков И.В., Шарапченко С.О., Великий Д.А.Shevchenko O.P., Tsirulnikova O.M., Gichkun O.E., Pashkov I.V., Sharapchenko S.O., Velikiy D.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.transpl.ru/vtio/article/view/1061

МикроРНК – это широкий спектр стабильных в сыворотке (плазме) крови малых молекул РНК, уровень экспрессии которых связан с выраженностью и характером физиологических и патологических процессов в организме. Цель настоящего исследования – оценить уровень экспрессии микроРНК (miR-27, miR-101, miR-142, miR-339 и miR-424) у потенциальных реципиентов легких, страдающих хроническими заболеваниями легких различной этиологии в терминальной стадии. Материалы и методы. В исследование включены 16 пациентов с терминальной стадией хронических заболеваний легких (потенциальных реципиентов легких) в возрасте от 4 до 74 лет (в среднем 36 ± 18), среди которых двое детей (12,5%) – девочки 4 и 14 лет, а также 14 взрослых пациентов от 21 до 74 (40 ± 16) лет, 6 (42,9%) мужчин и 8 женщин. Группу сравнения составили 12 здоровых лиц. Основными заболеваниями, послужившими причиной развития тяжелой дыхательной недостаточности, являлись: муковисцидоз (n = 5), первичная легочная артериальная гипертензия (ПЛАГ; n = 4), легочный фиброз различной этиологии (идиопатический легочный фиброз – 1; легочный фиброз в исходе экзогенного аллергического альвеолита – 1; постлучевой легочный фиброз – 1), лимфангиолейомиоматоз (n = 2), гистиоцитоз (n = 1) и эмфизема легких (n = 1). Методом количественной полимеразной цепной реакции (ПЦР) оценен уровень экспрессии микроРНК в плазме крови в соответствии с инструкцией к наборам реагентов (Qiagen, США). Результаты. У пациентов, ожидающих трансплантации легких, уровни экспрессии miR-27, miR-101 и miR-339 достоверно выше, чем у здоровых лиц. Экспрессия отдельных видов микроРНК отличалась в зависимости от этиологии заболевания: при муковисцидозе наблюдались более высокие уровни miR-27, miR-101, miR-142 и miR-339; у пациентов, страдающих прочими патологиями легких, – только miR-101. Уровень экспрессии miR-424 не отличался от такового у здоровых лиц и в подгруппах пациентов с различной этиологией заболевания. Заключение. Полученные результаты позволяют выделить особенности экспрессии ряда микроРНК miR-27, miR-101, miR-142 и miR-339 при определенных патологических состояниях легких и сделать предположение о возможном диагностическом значении измерения профилей экспрессии данных молекул у пациентов с хронической дыхательной недостаточностью на этапе дотрансплантационного обследования.

MicroRNAs are small RNA molecules stable in blood serum (plasma) samples. Their level of expression is associated with the severity and nature of physiological and pathological processes in the body.

Aim

Aim: to evaluate the expression levels of five microRNAs (miR-27, miR-101, miR-142, miR-339 and miR-424) in potential lung recipients with end-stage chronic lung diseases of various etiologies.

Materials and methods

Materials and methods. The study included 16 patients with end-stage chronic lung diseases (potential lung recipients) aged 4 to 74 years (average 36 ± 18). Among them were two children (12.5%) – girls aged 4 and 14 years, and 14 adults aged from 21 to 74 (40 ± 16) years – 6 men (42.9%) and 8 women. The control group consisted of 12 healthy individuals. The main diseases that caused severe respiratory failure were: cystic fibrosis (n = 5), primary pulmonary hypertension (PPH; n = 4), pulmonary fibrosis of various etiologies (idiopathic pulmonary fibrosis – 1; pulmonary fibrosis associated with exogenous allergic alveolitis – 1; radiation-induced pulmonary fibrosis – 1), lymphangioleiomyomatosis (n = 2), histiocytosis (n = 1) and pulmonary emphysema (n = 1). MicroRNA expression was detected through real-time PCR. The level of microRNA expression in plasma was estimated in accordance with instructions for reagent kits (Qiagen, USA).

Results

Results. The levels of miR-27, miR-101 and miR-339 in potential lung recipients were significantly higher than in healthy individuals. The levels differed depending on the etiology of diseases: the levels of miR-27, miR-101, miR-142 and miR-339 were higher in patients with cystic fibrosis than in healthy individuals; in patients with other lung diseases, only miR-101 levels where higher than in healthy individuals. The miR-424 level in healthy individuals did not differ from that in potential lung recipients or in subgroups.

Conclusion

Conclusion. Results obtained show the features of a number of microRNA levels (miR-27, miR-101, miR-142, and miR-339) under certain lung diseases and suggest a possibility of a diagnostic value in patients with chronic respiratory failure during pre-transplant examination.

микроРНКбиомаркерmiR-27miR-101miR-142miR-339miR-424муковисцидозхроническая дыхательная недостаточностьmiRNAbiomarkermiR-27miR-101miR-142miR-339miR-424cystic fibrosischronic respiratory failureReferencesSood P, Krek A, Zavolan M, Macino G, Rajewsky N. Cell-type-specific signatures of microRNAs on target mRNA expression. Proc Natl Acad Sci USA. 2006; 103 (8): 2746–2751.Sood P, Krek A, Zavolan M, Macino G, Rajewsky N. Cell-type-specific signatures of microRNAs on target mRNA expression. Proc Natl Acad Sci USA. 2006; 103 (8): 2746–2751.Bartel DP. MicroRNAs: target recognition and regulatory functions. Cell. 2009; 136 (2): 215–233.Bartel DP. MicroRNAs: target recognition and regulatory functions. Cell. 2009; 136 (2): 215–233.Sayed D, Abdellatif M. MicroRNAs in development and disease. Physiol Rev. 2011; 91 (3): 827–887.Sayed D, Abdellatif M. MicroRNAs in development and disease. Physiol Rev. 2011; 91 (3): 827–887.Atarod S, Dickinson AM. MicroRNAs: The missing link in the biology of graft-versus-host disease? Front Immunol. 2013; 4: 420. doi: 10.3389/fimmu.2013.00420.Atarod S, Dickinson AM. MicroRNAs: The missing link in the biology of graft-versus-host disease? Front Immunol. 2013; 4: 420. doi: 10.3389/fimmu.2013.00420.Zampetaki A, Mayr M. MicroRNAs in vascular and metabolic disease. Circ Res. 2012; 110 (3): 508–522. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.111.247445.Zampetaki A, Mayr M. MicroRNAs in vascular and metabolic disease. Circ Res. 2012; 110 (3): 508–522. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.111.247445.De Vlaminck I, Martin L, Kertesz M, Patel K, Kowarsky M, Strehl C et al. Noninvasive monitoring of infection and rejection after lung transplantation. Proc Natl Acad Sci USA. 2015; 112 (43): 13336–13341. doi: 10.1073/pnas.1517494112.De Vlaminck I, Martin L, Kertesz M, Patel K, Kowarsky M, Strehl C et al. Noninvasive monitoring of infection and rejection after lung transplantation. Proc Natl Acad Sci USA. 2015; 112 (43): 13336–13341. doi: 10.1073/pnas.1517494112.Gharib SA, Edelman JD, Ge L, Chen P. Acute cellular rejection elicits distinct microRNA signatures in airway epithelium of lung transplant patients. Transplant Direct. 2015; 1 (10). pii: e44.Gharib SA, Edelman JD, Ge L, Chen P. Acute cellular rejection elicits distinct microRNA signatures in airway epithelium of lung transplant patients. Transplant Direct. 2015; 1 (10). pii: e44.Amrouche L, Rabant M, Anglicheau D. MicroRNAs as biomarkers of graft outcome. Transplant Rev (Orlando). 2014; 28 (3): 111–118. doi: 10.1016/j.trre.2014.03.003.Amrouche L, Rabant M, Anglicheau D. MicroRNAs as biomarkers of graft outcome. Transplant Rev (Orlando). 2014; 28 (3): 111–118. doi: 10.1016/j.trre.2014.03.003.Shan J, Feng L, Luo L, Wu W, Li C, Li Set al. MicroRNAs: potential biomarker in organ transplantation. Transpl Immunol. 2011; 24 (4): 210–215. doi: 10.1016/j. trim.2011.03.004.Shan J, Feng L, Luo L, Wu W, Li C, Li Set al. MicroRNAs: potential biomarker in organ transplantation. Transpl Immunol. 2011; 24 (4): 210–215. doi: 10.1016/j. trim.2011.03.004.Великий ДА, Гичкун ОЕ, Шевченко АО. МикроРНК: роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний, перспективы клинического применения. Клиническая лабораторная диагностика. 2018; 63 (7): 403– 409. Velikij DA, Gichkun OE, Shevchenko AO. MikroRNK: rol’ v razvitii serdechno-sosudistyh zabolevanij, perspektivy klinicheskogo primeneniya. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2018; 63 (7): 403–409.Великий ДА, Гичкун ОЕ, Шевченко АО. МикроРНК: роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний, перспективы клинического применения. Клиническая лабораторная диагностика. 2018; 63 (7): 403– 409. Velikij DA, Gichkun OE, Shevchenko AO. MikroRNK: rol’ v razvitii serdechno-sosudistyh zabolevanij, perspektivy klinicheskogo primeneniya. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2018; 63 (7): 403–409.Zhang W, Zhou T, Ma SF, Machado RF, Bhorade SM, Garcia JG. MicroRNAs implicated in dysregulation of gene expression following human lung transplantation. Transl Respir Med. 2013; 1 (1). doi: 10.1186/2213-08021-12.Zhang W, Zhou T, Ma SF, Machado RF, Bhorade SM, Garcia JG. MicroRNAs implicated in dysregulation of gene expression following human lung transplantation. Transl Respir Med. 2013; 1 (1). doi: 10.1186/2213-08021-12.Sigdel TK, Vitalone MJ, Tran TQ, Dai H, Hsieh S-C, Salvatierra O et al. A rapid noninvasive assay for the detection of renal transplant injury. Transplantation. 2013; 96 (1): 97–101. doi: 10.1097/TP.0b013e318295ee5a.Sigdel TK, Vitalone MJ, Tran TQ, Dai H, Hsieh S-C, Salvatierra O et al. A rapid noninvasive assay for the detection of renal transplant injury. Transplantation. 2013; 96 (1): 97–101. doi: 10.1097/TP.0b013e318295ee5a.Sukma Dewi I, Hollander Z, Lam KK, McManus JW, Tebbutt SJ, Ng RT et al. Association of Serum MiR-1423p and MiR-101-3p Levels with Acute Cellular Rejection after Heart Transplantation. PLoS One. 2017 Jan 26; 12 (1): e0170842. doi: 10.1371/journal.pone.0170842.Sukma Dewi I, Hollander Z, Lam KK, McManus JW, Tebbutt SJ, Ng RT et al. Association of Serum MiR-1423p and MiR-101-3p Levels with Acute Cellular Rejection after Heart Transplantation. PLoS One. 2017 Jan 26; 12 (1): e0170842. doi: 10.1371/journal.pone.0170842.Yuchuan H, Ya D, Jie Z, Jingqiu C, Yanrong L, Dongliang L et al. Circulating miRNAs might be promising biomarkers to reflect the dynamic pathological changes in smoking-related interstitial fibrosis. Toxicol Ind Health. 2014 Mar; 30 (2): 182–191. doi: 10.1177/0748233712452606.Yuchuan H, Ya D, Jie Z, Jingqiu C, Yanrong L, Dongliang L et al. Circulating miRNAs might be promising biomarkers to reflect the dynamic pathological changes in smoking-related interstitial fibrosis. Toxicol Ind Health. 2014 Mar; 30 (2): 182–191. doi: 10.1177/0748233712452606.Huang C, Xiao X, Yang Y, Mishra A, Liang Y, Zeng X et al. MicroRNA-101 attenuates pulmonary fibrosis by inhibiting fibroblast proliferation and activation. J Biol Chem. 2017 Oct 6; 292 (40): 16420–16439. doi: 10.1074/jbc.M117.805747.Huang C, Xiao X, Yang Y, Mishra A, Liang Y, Zeng X et al. MicroRNA-101 attenuates pulmonary fibrosis by inhibiting fibroblast proliferation and activation. J Biol Chem. 2017 Oct 6; 292 (40): 16420–16439. doi: 10.1074/jbc.M117.805747.Shrestha A, Mukhametshina RT, Taghizadeh S, VásquezPacheco E, Cabrera-Fuentes H, Rizvanov A et a.. MicroRNA-142 is a multifaceted regulator in organogenesis, homeostasis, and disease. DevDyn. 2017 Apr; 246 (4): 285–290. doi: 10.1002/dvdy.24477.Shrestha A, Mukhametshina RT, Taghizadeh S, VásquezPacheco E, Cabrera-Fuentes H, Rizvanov A et a.. MicroRNA-142 is a multifaceted regulator in organogenesis, homeostasis, and disease. DevDyn. 2017 Apr; 246 (4): 285–290. doi: 10.1002/dvdy.24477.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.