Введение к работе
Актуальность исследования.
В настоящее время не вызывает сомнения, что для наиболее успешного решения биомедицинских проблем необходимо привлечение современных методических подходов молекулярной биологии, в частности постгеномных технологий. К их числу относятся протеомные исследования, представляющие собой качественно новый этап в развитии системного анализа белковых молекул. Эти исследования дают представление о совокупности белков, экспрессируемьгх геномом - протеоме исследуемого объекта (Арчаков А.И., 2004; Говорун В.М. и др., 2002; Шишкин С.С., 2002; Kalia A. et al., 2005).
Применение протеомных технологий является весьма перспективным для вьиснения ранее неизвестных механизмов нарушения молекулярных процессов на протяжении внутриутробного развития организма, во многом определяющего последующие этапы постнатального онтогенеза. Нормальное течение внутриутробного периода зависит от сбалансированного функционирования системы мать-плацента-плод, важную роль в которой играют околоплодные воды. Способность околоплодных вод быстро реагировать модификацией своего состава на все изменения, возникающие в указанной системе, позволяет использовать изучение протеомного спектра этой биологической жидкости для получения объективной информации о характере течения гестации и состоянии плода.
Белки, реализуя информационную программу клеток, играют ключевую роль в многочисленных процессах, происходящих на молекулярном уровне в фетоплацентарной системе. Физиологическое развитие беременности характеризуется определенной динамикой белкового состава, необходимой для поддержания нормального обеспечения функций всех звеньев данной системы. При срыве гомеостатических механизмов и развитии осложненной беременности наступают вначале обратимые, а затем и необратимые нарушения, которые во многих случаях проявляются в изменении спектра и структурно-функционального состояния белков. Эти отклонения могут выражаться в появлении или исчезновении отдельных белковых фракций (белков отличия), что обусловлено модификацией их продукции в организмах матери и плода, а также в плаценте.
На протяжении последних десятилетий среди осложнений гестации, приводящих к перинатальной заболеваемости и смертности, важное место занимают задержка роста плода (ЗРП) и гестоз (Сидорова И.С., 2003; Макаров О.В. 2006). Однако, несмотря на большое число проведенных исследований, в настоящее время отсутствуют достаточные знания о биохимических и, особенно, молекулярных механизмах их развития, что ограничивает возможности проведения научно-
обоснованных терапевтических мероприятий и реальную профилактику данных заболеваний. В этой связи чрезвычайно актуальным остается выявление объективных маркеров для своевременной диагностики и мониторинга ЗРП и гестоза.
Цель исследования. Установление взаимосвязи между особенностями динамики протеомного спектра околоплодных вод и характером течения гестации.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
-
Провести протеомный анализ околоплодных вод в разные сроки физиологической гестации.
-
Охарактеризовать динамику протеомного профиля околоплодных вод при гестации, осложненной ЗРП на фоне плацентарной недостаточности, выявить и идентифицировать белки отличия, появляющиеся или отсутствующие при данной патологии.
-
Изучить протеомный профиль околоплодных вод при гестозе и провести идентификацию белков отличия.
-
Сопоставить результаты протеомного анализа околоплодных вод при ЗРП и гестозе, выявить специфические белки отличия между их протеомными спектрами.
-
Провести количественную оценку информативных белков-маркеров в околоплодных водах методом иммуноферментного анализа при различных вариантах течения гестации.
Научная новизна работы. С помощью протеомного анализа получены новые данные об особенностях белкового состава околоплодных вод в разные сроки (23-24 и 39-40 недель) физиологической и осложненной (ЗРП и гестоз) беременности. Впервые выявлены и проанализированы в сравнительном аспекте общие закономерности и специфические изменения протеомного спектра околоплодных вод при различных вариантах течения гестации. Методом времяпролетной масс-спектрометрии идентифицированы обнаруженные белки отличия. Впервые в качестве информативных маркеров ЗРП и гестоза предложены, соответственно, цинк-а-2-гликопротеин и супрессор метастазирования рака молочной железы 1.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Динамика протеомного профиля околоплодных вод при физиологическом течении беременности характеризуется появлением в III триместре белков, функционально связанных с регуляцией родовой деятельности и процессами адаптации плода к внеутробному существованию.
-
В протеомном спектре околоплодных вод при ЗРП и гестозе имеют место значительные изменения, характеризующиеся как отсутствием ряда белков, так и появлением дополнительных белков по сравнению с физиологической беременностью. Белки отличия, характерные для ЗРП, участвуют в регуляции процессов трофики, роста и развития плода, про- и антиоксидантных процессах,
транспортных механизмах. Основные функции белков отличия при гестозе связаны с регуляцией процессов апоптоза, ангиогенеза, функционированием эндотелия сосудов, защитой от окислительного и карбонильного стрессов.
-
Отклонения в протеомных профилях околоплодных вод при ЗРП и гестозе имеют как неспецифический, так и специфический характер, проявляющийся особенностями динамики спектра белков отличия.
-
Модификация протеомного спектра при изученных осложнениях беременности, наряду с негативными последствиями, в ряде случаев может носить компенсаторный характер, направленный на пролонгирование гестации.
Теоретическое и практическое значение работы. Результаты работы имеют большое значение для понимания молекулярных механизмов развития осложненной гестации. Проведенные исследования свидетельствуют о том, что модификация продукции белков может служить одним из инициирующих факторов в сложной цепи специфических нарушений, приводящих к формированию ЗРП и гестоза
Полученные результаты создают предпосылки для использования в практическом здравоохранении белков отличия в качестве специфических маркеров осложненной беременности с целью ее диагностики, что позволит оптимизировать комплекс терапевтических мероприятий, направленных на улучшение перинатальных исходов.
По результатам исследования разработан информативный способ диагностики плацентарной недостаточности (заявка на изобретение № 2011133109 от 05.08.2011 г.), а также найдены протеомные маркеры прогнозирования церебральных поражений у новорожденных (патент № 2414715 от 11.11.2009 г.). Разработанные способы внедрены в работу отделения патологии беременности и родильного отделения ФГБУ «РНИИАП» Минздравсоцразвития России.
Материалы диссертации используются в лекциях и семинарах по повышению квалификации врачей ЮФО и СКФО, а также при проведении занятий с клиническими ординаторами и аспирантами ФГБУ «РНИИАП» Минздравсоцразвития России.
Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на следующих научных форумах: III и IV международных научно-практических конференциях «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологии и медицины» (г. Ростов-на-Дону, 2009, 2011), Всероссийском конгрессе «Современные технологии в эндокринологии» (г. Москва, 2009), X и XI Всероссийских научных форумах «Мать и дитя» (г. Москва, 2009, 2010), IV Международной конференции по акушерству, перинатологии и неонатологии «Здоровая женщина - здоровый новорожденный» (г. Санкт-Петербург, 2009), IX межвузовской конференции с международным участием «Обмен веществ при адаптации и повреждении» (г. Ростов-на-Дону, 2010),
Российском конгрессе с международным участием «Молекулярные основы клинической медицины - возможное и реальное» (г. Санкт-Петербург, 2010), Региональном научном форуме «Мать и дитя» (г. Екатеринбург, 2010), Международном конгрессе по репродуктивной медицине (г. Москва, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК. Общий объем публикаций составляет 1,8 п.л., личный вклад - 82,6%.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 157 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы, включающего 72 отечественных и 370 зарубежных источников. Работа иллюстрирована 3 таблицами и 11 рисунками.
