Введение к работе
Актуальность проблемы
В последние годы отмечается значительно возросший интерес к изучению роли факторов роста и дифференцировки клеток в регуляции гестационных процессов. Основной функцией факторов роста и дифференцировки является способность влиять на рост и пролиферацию клеток различных типов тканей, тем самым они оказывают непосредственное воздействие на развитие плода. Известно, что их эффекты неоднозначны, они могут как индуцировать, так и ингибировать рост клеток. Определение концентраций и функциональной активности факторов роста может иметь большую диагностическую значимость, так как, возможно, позволит прогнозировать развитие разнообразных форм патологии беременности, соответственно, вовремя корректировать подобные состояния, что, в свою очередь, может повысить количество благоприятных исходов беременностей и родов.
Одним из наиболее перспективных и многообещающих маркеров, способных предсказать характер течения беременности, является плацентарный фактор роста (PlGF) (Орлов А.В., 2008, , 2012, et al., 2015). Измерение сывороточных концентраций PlGF может быть полезным для диагностики такого серьезного осложнения второй половины беременности, как гестоз. Симптомы гестоза (отеки, гипертензия и протеинурия), которые на сегодняшний день используют в диагностике этого осложнения, могут проявляться как вместе, так и по отдельности, давая недостаточно информации и ставя под сомнение точность диагноза, поэтому определение PlGF может иметь важное практическое значение.
Система инсулиноподобных факторов роста (IGFs) и белков, связывающих инсулинопо-добные факторы роста (IGF-BPs.) также влияет на течение гестационных процессов, однако, данные литературы, освещающие их роль в развитии осложненной беременности, достаточно противоречивы et al., 2004, Капустин Р.В., 2014) и часто не позволяют сделать однозначный вывод об их значении в формировании таких осложнений беременности, как гестоз, а также макросомия плода.
Фактор роста и дифференцировки 15 (GDF-15) в настоящее время является одним из наименее изученных. Анализ литературных данных выявил относительно небольшое количество публикаций, посвященных исследованию GDF-15 в течение беременности. В ряде работ показана его причастность к процессам, сопровождающим развитие эмбриона до и после имплантации et al., 2004, Jones R. L. et al., 2006). Публикации, освещающие роль GDF-15 в формировании осложненной беременности, единичны, а представленные в них результаты
противоречивы et al., 2003, Sugulle M. et al., 2009, Zolotukhin P.V. et al., 2015), что указывает на необходимость проведения дальнейших работ по исследованию этого вопроса.
Изучение PlGF, GDF-15, IGF-1 и IGF-BP-1 будет способствовать более глубокому пониманию процессов, происходящих в системе «мать-плацента-плод» в течение физиологической беременности, а также при таких осложнениях гестационного процесса, как гестоз и макросо-мия плода.
Цель исследования — изучение факторов роста и дифференцировки клеток на разных этапах беременности и их оценка в качестве биомаркеров осложненной гестации (гестоза и макросомии плода).
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
-
Определить содержание PlGF, GDF-15, IGF-1 и IGF-BP-1 в сыворотке крови женщин на сроках 5-6, 11-12, 15-18 и 38-40 недель при физиологически протекающей беременности.
-
Изучить взаимосвязь между концентрациями исследуемых факторов роста, маркерами пренатального скрининга (ХГЧ, РАРР-А, св. -ХГЧ, АФП, эстриол) и уровнем окислительного стресса (индуцированная хемилюминисценция сыворотки крови) при физиологически протекающей беременности.
-
Оценить диагностическую значимость определения исследуемых факторов роста и диф-ференцировки клеток при беременности, осложненной гестозом, изучить их концентрации в материнской и пуповинной крови.
-
Оценить диагностическую значимость определения исследуемых факторов роста и диф-ференцировки клеток при беременности, осложненной макросомией плода, изучить их концентрации в материнской и пуповинной крови.
-
Проанализировать взаимосвязь между содержанием PlGF, GDF-15, IGF-1, IGF-BP-1 и концентрациями маркеров, характеризующих течение беременности и развитие плода (ХГЧ, АФП) на сроке 38-40 недель при различных вариантах течения беременности (гестоз; макросомия плода).
Научная новизна
Впервые определены концентрации факторов роста PlGF, GDF-15, IGF-1 и IGF-BP-1 в сыворотке крови женщин в I, II и III триместрах при физиологическом течении беременности. Показано увеличение содержания факторов роста и дифференцировки клеток в крови матери с увеличением срока гестации.
Установлены корреляционные связи между факторами роста и маркерами пренатального скрининга, характеризующими течение беременности и развитие плода в I, II и III триместрах при физиологической беременности.
Определены концентрации факторов роста P1GF, GDF-15, IGF-1 и IGF-BP-1 в материнской и пуповинной крови при осложненном течении беременности (гестоз, макросомия плода).
Впервые показана диагностическая значимость изменений концентрации P1GF в материнской крови при гестозе сроке на 38-40 недели беременности. Выявлено изменение концентраций GDF-15 в пуповинной и P1GF в материнской крови при гестозе.
Показана диагностическая значимость изменений концентрации IGF-1 в материнской крови при макросомии плода. Впервые выявлены изменения концентраций GDF-15, IGF-1 в пуповинной крови, а также показано изменение концентрации IGF-1 в материнской крови при макросомии плода.
Практическая значимость
На основе полученных данных выявлено, что количественные изменения рассматриваемых в работе факторов роста и дифференцировки клеток могут отображать состояние фетопла-центарного комплекса в целом как при физиологически протекающей беременности, так и в случаях возникновения различных осложнений. Определение факторов роста и дифференцировки клеток целесообразно использовать при лабораторной диагностике осложненной беременности (гестоз, макросомия плода).
Работа выполнена в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России 2009 - 2013» по теме «Разработка технологии мониторинга репродуктивной функции человека и развития плода с использованием новых геномных и постгеномных маркеров», государственный контракт № 02.740.11.0501, в рамках проектной части госзадания Министерства науки и образования РФ № 6.703.2014/К «Поиск новых мишеней для предиктивной диагностики заболеваний репродуктивной системы».
Положения, выносимые на защиту
В ходе физиологического развития беременности происходит повышение продукции факторов роста и дифференцировки клеток, участвующих в становлении маточного и фетоплацентарного кровотока. Наиболее выраженные биохимические изменения исследуемых показателей имеют место к концу беременности.
При физиологически протекающей беременности в сыворотке крови беременных происходит повышение концентраций факторов роста, которое коррелирует с содержанием в сыворотке крови белков-маркеров, характеризующих течение беременности в I, II и III триместрах.
При осложненной гестозом беременности отсутствуют корреляционные взаимосвязи факторов роста и маркеров пренатального скрининга, характерные для физиологически протекающей гестации.
При беременности, осложненной гестозом, происходят изменения концентраций факторов роста и дифференцировки. Характерными изменениями являются уменьшение кон-
центрации PlGF в сыворотке материнской крови и увеличение концентрации GDF-15 в пуповинной. Определение P1GF в сыворотке крови при беременности, осложненной ге-стозом имеет большую диагностическую значимость, чем определение других факторов роста. При беременности, осложненной макросомией, наблюдаются изменения концентраций факторов роста и дифференцировки клеток, по сравнению с неосложненной беременностью. К характерным изменениям относят увеличение концентрации IGF-1 в материнской крови и увеличение концентрации GDF-15 и IGF-1 в пуповинной крови. IGF-1 является дополнительным диагностически значимым маркером макросомии плода. Внедрение результатов исследования. Результаты исследования по использованию факторов роста для оценки осложнений беременности внедрены в практическую деятельность ГБУ РО «Областной центр охраны здоровья семьи и репродукции» и МБУЗ Родильный дом № 5 города Ростова-на-Дону. Материалы диссертационной работы используются в лекционных курсах на кафедре генетики Южного федерального университета.
Апробация работы. Основные положения работы представлены на следующих научных форумах и конференциях:
Международная научно-практическая конференция «Постгеномные методы анализа в биологии, лабораторной и клинической медицине» (г. Москва, 17-19 ноября 2010 г.); первая международная научно-практическая конференция «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине» (г. Санкт- Петербург, 23-26 ноября 2010 г.); Всероссийская научно-практическая конференция «Модернизация науки и образования» (г. Махачкала, 26-27 апреля 2011 г.); IV Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины» (г. Ростов-на-Дону, 22-25 сентября 2011 г.); V Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины» (г. Ростов-на-Дону, 3-5 октября 2013 г.); X Международная научно-практическая конференция «Проблемы современной биологии» (г. Москва, 15 октября 2013 г.), XVI Всероссийский научный форум «Мать и дитя» (Москва, 22-25 сентября 2015 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 научных работ, в том числе 7 статей в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 38 отечественных и 232 иностранных источников. Работа иллюстрирована 16 таблицами и 31 рисунком.