Введение

Одним из самых распространенных заболеваний сосудистой системы считается варикозная болезнь. В настоящее время в некоторых популяциях, по данным разных авторов, до 80% населения имеют те или иные проявления хронических заболеваний вен [1, 2]. Диагностика варикозной болезни, как правило, не вызывает каких-либо трудностей. Как физикальные, так и инструментальные методы диагностики хорошо отработаны и позволяют выявлять варикозную болезнь и ее осложнения практически у каждого пациента [3, 4]. Однако предсказание развития варикозной болезни и ее осложнений у конкретного больного остается трудной задачей [4, 5].

На сегодняшний день наследственный фактор варикозной болезни неоспорим [6]. Наследственность варикозной болезни хорошо заметна при прослеживании заболевания в одной семье или у близких родственников и обусловлена наличием определенных генетических факторов (вариантов участков в ДНК, ассоциированных с генами). Однако в развитие варикозной болезни вносят вклад также негенетические факторы (факторы среды, образа жизни, питания и сопутствующей патологии) [7, 8], определяющие эпигенетические события, которые могут приводить к изменению генной экспрессии. Исследование генетических и эпигенетических признаков варикозной болезни важно для понимания молекулярного патогенеза.

Цель работы — краткий обзор наиболее интересных исследований, связанных с молекулярным патогенезом варикозной болезни, опубликованных за последние 5 лет.

Материал и методы

Были отобраны статьи преимущественно за период 2018—2023 гг. по теме (эпи)генетических маркеров варикозной болезни. Использовали публикации из базы данных PubMed и другие открытых источников, в том числе исследования, проведенные коллективом авторов настоящей статьи.

Генетические маркеры варикозной болезни

Одним из важных факторов возникновения варикозной болезни является наследственность. Многие исследователи на потяжении продолжительного периода пытаются разгадать шифр варикозной болезни и понять, как она наследуется в поколениях и под воздействием каких факторов начинают иначе «проявлять себя» те или иные гены. Известны однонуклеотидные полиморфизмы, которые определяют высокую вероятность варикозной болезни и ассоциированы с рядом генов [9]. Одним из таких генов является FOXC2, который кодирует фактор транскрипции, необходимый для развития венозных и лимфатических сосудов [9—12]. Другой ген — МСР-1, который кодирует синтез белка-хемоатрактанта моноцитов, базофилов и Т-лимфоцитов [13]. Доказана его роль в ранней манифистации варикозной болезни — до 30 лет [14, 15]. В этом же ряду стоят гены MMPs/TIMPs, COL1A1, VEGF, COL1A2, COL3A1, HSP90, ILK, MGP, POU2F, TGF-β1, VEGFA, VEGFR, FGF1, FGFR, BAT1, ER-β, FPN1, IL-1, MTHFR, TNF-α [16].

Современная наука не стоит на месте, происходит накопление новых данных. M.-L. Lee и соавт. [14] в недавней работе проводили поиск генетических маркеров в слюне у пациентов с варикозной болезнью клинического класса C2 (по классификации CEAP), отличающие их от здоровых пациентов. По результатам исследования были выделены несколько генов, варианты которых отличались у пациентов с варикозной болезнью. Одним из таких стал ген DPYSL2, кодирующий член семейства белков-медиаторов коллапсирующего ответа; достоверных данных о его связи с варикозной болезнью нет. Белковый продукт этого гена способствует сборке микротрубочек и играет роль в синаптической передаче сигналов посредством взаимодействия с кальциевыми каналами. Его роль доказана при неврологических заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера. Однако он расположен рядом с геном ADAM28, который кодирует дезинтегрин и металлопротеиназу, а значение металлопротеиназ в перестройке внеклеточного матрикса давно известно. Таким образом, основываясь на концепции неравновесного сцепления, можно предположить, что, так как эти гены находятся в непосредственной близости, ген DPYSL2 может быть задействован в развитии варикозной болезни [15—17].

Ген VSTM2L, расположенный на хромосоме 20q11.23, кодирует белок VSTM2L, который связывается с гуманином и ингибирует его нейропротективную активность и экспрессия которого относительно высока в коре головного мозга. Функция этого гена может напрямую не быть вовлечена в патогенез варикозного расширения вен, однако он расположен рядом с другим геном — LBP (кодирует белок, связывающий липополисахариды), также локализованном на хромосоме 20q11.23. Ген LBP участвует в острой фазе иммунологического ответа. Поскольку у пациентов с варикозным расширением вен, как правило, наблюдается хроническая воспалительная реакция в нижних конечностях, с этой точки зрения логично предположить, что ген LBP может быть связан с патогенезом заболевания. Следовательно, возможно, что ген VSTM2L косвенно связан с развитием варикозной болезни нижних конечностей по вышеописанному сценарию [14].

Еще один довольно интересный и перспективный для изучения белок-кодирующий ген — ACOT11 (ацил-КоА тиоэстеразы 11), расположенный на хромосоме 1p32.3. Он кодирует члена семейства ацил-КоА тиоэстераз, которые катализируют превращение активированных жирных кислот в соответствующие неэстерифицированные жирные кислоты и кофермент A. Заболевания, связанные с ACOT11, включают синдром Лоэйса—Дитца и гнойный лимфаденит. Синдром Лоэйса—Дитца — наследственное заболевание, при котором происходит нарушение соединительной ткани, предрасполагающее пациентов к развитию аневризм аорты и других сосудистых патологий. Этот синдром в своей основе схож с варикозной болезнью, при развитии которой происходит изменение эластического каркаса вены с формированием различных деформаций и расширений, подобных аневризмам. Кроме того, лимфодренажная функция физиологически тесно связана с венозной дренажной функцией. Таким образом, ген ACOT11 является довольно перспективным для дальнейшего изучения и поиска связи его с патологией как венозной, так и лимфатических систем [14].

В исследовании, проведенном D.T. Smelser и соавт. [18], изучали гены PIEZO1 и CASZ1 у пациентов с варикозной болезнью. Авторы выявили усеченный вариант белка (PTV) гена PIEZO1 у большинства обследованных больных. По данным исследования, пациенты — носители редкого варианта PTV PIEZO1 чаще нуждались в проведении оперативного лечения по поводу варикозной болезни по сравнению с обычным вариантом (62,5% против 36,9%) [18]. Пациенты с PTV CASZ1 в клинической практике встречаются очень редко, связи с варикозной болезнью не было установлено. Ген PIEZO1 кодирует белок механочувствительных ионных каналов. В эксперименте на мышах было показано, что нарушение синтеза этого белка приводит к нарушению ангиогенеза [19]. Кроме того, PIEZO1 контролирует миграцию кератиноцитов во время заживления ран [20]. Дальнейшие исследования в данном направлении с накоплением большей базы данных и выборки пациентов, в том числе по расовой принадлежности, могут позволить определить необходимость выполнения оперативного вмешательства пациентам с варикозной болезнью.

Регуляторные РНК как маркеры варикозной болезни

В последние годы ученых все больше интересуют роли регуляторных РНК, поскольку эти молекулы регулируют экспрессию генов и участвуют в разных процессах, в том числе и ремоделировании стенок сосудов. Во многих исследованиях сообщалось, что некодирующие РНК (ncRNA), такие как длинные некодирующие РНК (lncRNA) и микроРНК (miRNA), являются важными регуляторными молекулами в посттранскрипционной регуляции генов [21—23]. Семейство miR-34 известно своими функциями, подавляющими рост опухолевых клеток, включая ингибирование стволовых раковых клеток, их пролиферацию, миграцию и инвазию, одновременно способствуя старению и апоптозу [24, 25]. J. Wu и соавт. [24] описали повышение экспрессии miR-34а и miR-34с в эпидермальных кератиноцитах края раны венозных язв, что свидетельствует об их роли в проявлении трофических нарушений при варикозной болезни. В экспериментах in vitro было показано, что miR-34a и miR-34c стимулируют выработку воспалительных медиаторов и ингибируют пролиферацию и миграцию кератиноцитов. Исследуемые miR-34 повышали экспрессию матричной РНК (mRNA) TNF-α, IL-1β, IL-8, CXCL1, CXCL5, CCL2 и CCL20 в кератиноцитах. Ингибирование же этих РНК приводило к снижению экспрессии IL-8, CXCL1 и CXCL5 в кератиноцитах. При нанесении на раневые поверхности miR-34a авторы отмечали выраженное замедление заживления ран и увеличение концентрации провоспалительных цитокинов in vivo. Также авторы выявили основную мишень семейства miR-34 — ген LGR4 [24]. Белок LGR4 способствует пролиферации кератиноцитов посредством передачи сигналов рецепторам эпидермального фактора роста [26]. Нокаутирование LGR4 значительно замедляло заживление раны на моделях мышей и способствовало накоплению провоспалительных цитокинов, а также способствовало продукции привлекающих нейтрофилы хемокинов IL-8, CXCL1 и CXCL5 [24].

Разумеется, формирование фона для появления трофических язв — это важный процесс, однако процесс, который приводит к столь запущенным последствиям, не менее значим. Ремоделирование стенки вены и формирование несостоятельности клапанов — это базовые процессы развития варикозной болезни, в которых значимую роль играет миграция гладкомышечных клеток (ГМК) и изменение их фенотипа с сократительного на синтетический. X. Huang и соавт. показали, что активация miR-202 в варикозно измененных венах модулирует фенотипический переход сосудистых ГМК посредством подавления экспрессии PGC-1α, которая оказалась снижена в стенках варикозно расширенных вен [27], что, по предположению этих и других авторов, могло вызвать митохондриальную дисфункцию и окислительный стресс, проявляющийся при первичной варикозной трансформации [27, 28]. PGC-1α — транскрипционный коактиватор рецептора PPARγ, регулирующий гены, которые участвуют в энергетическом обмене [29]. PGC-1α запускает ответ на гипоксию [30], а также фенотипический переход ГМК [31]. Более того, этот белок является критическим модулятором воспалительного ответа [32], а также может участвовать в регуляции артериального давления [33], клеточного гомеостаза холестерина и развитии ожирения [34]. M. Smetanina и соавт. [35] выявили тенденцию к снижению mRNA PGC-1α в варикозных венах (p=0,053) с помощью микрочипового анализа.

Другим значимым моментом в перестройке венозной стенки и формировании всего симптомокомплекса варикозной болезни с микро- и макропроявлениями является увеличение уровня матриксных металлопротеиназ (MMP). Уже показано во многих исследованиях, что у пациентов с клиническим классом C2 и выше в венозной стенке повышен уровень MMP-2 и MMP-9 [21]. Сами по себе MMP являются ферментами, участвующими в разрушении и перестройке внеклеточного матрикса, что, относительно стенки вены, ведет к ее ремоделированию и деформации, а также клапанной несостоятельности. ncRNA могут изменять активность MMP-9. Исследование A.S. Biranvand и соавт. [36] на дифференцированных макрофагах продемонстрировало обратную корреляцию между уровнями lncRNA-GAS5, miRNA-1202 и miRNA-661 и уровнем MMP-9, тем самым указав на возможное влияние данных некодирующих РНК на уровень металлопротеиназы у пациентов с варикозной болезнью.

Другие молекулярные маркеры варикозной болезни

Одним из многочисленных направлений в понимании всей картины патогенеза и развития варикозной болезни является изучение гомеостаза. Все его составляющие макромолекулы и ионы, безусловно, играют важную роль — какие-то опосредованно, какие-то напрямую, поскольку наш организм существует только в гармонии всех систем и компонентов.

K. Smith и соавт. провели систематический обзор баз данных и выявили корреляцию между уровнем кальция крови и длительно незаживающими ранами [37]. Выборка составляла 2359 пациентов с ранами. Сюда входили пациенты с пролежнями, диабетическими язвами и язвами, возникшими вследствие прогрессирования варикозной болезни. Авторы исследования определили, что пациенты с дефицитом кальция в крови больше подвержены развитию длительно незаживающих ран. Еще в 2018 г. Сметанина М.А. и соавт. [35] изучали гены внеклеточного матрикса и сигнальные пути в контексте варикозной болезни, и в том числе ген HRC, который оказался гиперметилирован в варикозных венах. Этот ген кодирует богатый гистидином кальцийсвязывающий белок, который находится в просвете соединительного саркоплазматического ретикулума скелетных мышц и в кальциосомах гладкой мускулатуры, он ответственен за гомеостаз кальция в организме. В независимом исследовании (при валидации данных микрочипового анализа методом количественной ПЦР) метилирование этого гена в варикозных венах было увеличено в 1,691 раза по сравнению с неварикозными венами [неопубликованные авторами настоящей статьи данные], что может косвенно свидетельствовать о влиянии уровня кальция и регуляции его уровня данным геном в развитии заболевания [38]. S. Yuan и соавт. [38] показали, что более высокие генетически предсказанные уровни циркулирующих кальция и цинка были связаны со снижением риска варикозной болезни, в то время как предсказанный повышенный уровень циркулирующего железа имел положительную связь с заболеванием. Предполагается, что железо участвует в прогрессировании венозных заболеваний, образовании язв и нарушении заживления [39].

Заключение

Варикозная болезнь — это широко распространенное заболевание, в патогенезе которого еще много белых пятен, касающихся в том числе механизмов наследования заболевания и его запуска на генетическом уровне. Проводятся широкомасштабные исследования по этой проблеме, формируются базы данных, изучается генетический материал крови, самих стенок вен и других окружающих тканей. Для лучшего понимания этих процессов потребуется время и сформированные базы данных. Возможно, в дальнейшем это поможет находить индивидуальный подход к каждому пациенту и максимально использовать персонализированную медицину.

Исследование выполнено при поддержке ПФНИ РФ 0245-2021-0006 №121031300045-2 «Фундаментальные основы здоровьесбережения».

The study was supported by the Fundamental Fund for Scientific Research of the Russian Federation 0245-2021-0006 No. 121031300045-2 «Fundamental principles for health sparing».

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Гаврилов К.А., Шевела А.И.

Сбор и обработка материала — Гаврилов К.А., Сметанина М.А., Короленя В.А.

Статистическая обработка данных — Гаврилов К.А., Сметанина М.А., Филипенко М.Л.

Написание текста — Гаврилов К.А., Сметанина М.А., Короленя В.А.

Редактирование — Гаврилов К.А., Сметанина М.А., Короленя В.А.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.