Морфологические особенности атеросклеротической бляшки: моделирование атеросклероза после стентирования как модель преждевременного старения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Введение. Атеросклероз и установку стентов можно рассматривать как модель преждевременного старения организма. Эти процессы связаны с хроническим воспалением, оксидативным стрессом, потерей клеточной функции и нарушением регенерации, что делает их удобной моделью для изучения механизмов возраст-ассоциированной патологии.

Целью исследования явилось иммуногистохимическое (ИГХ) исследование на маркеры: α-SMA, c-kit, endothelin I на модели генерализованного атеросклероза у экспериментальных животных.

Материал и методы. В эксперимент были включены 23 самца кроликов породы «советская шиншилла», полученные из сертифицированного питомника и содержавшиеся в стандартизированных условиях с контролируемым световым режимом, температурой и влажностью. Животные были разделены на три группы: интактные кролики (n=3), кролики на холестериновой диете (n=10) и кролики на холестериновой диете с установкой стента (n=10). Гистологический и ИГХ-анализ тканей проводился с использованием стандартных методик, включая окрашивание гематоксилином-эозином, детекцию белков α-SMA, эндотелина-1 и c-Kit, морфометрию с применением автоматизированного анализа изображений, статистическая обработка данных выполнялась с использованием программного обеспечения StatTech v.3.1.10.

Результаты. Уровень эндотелина-1 резко повышается при атеросклерозе и особенно сильно растет после установки стента, что свидетельствует о нарушении внутренней оболочки сосуда и сужении просвета артерий. Уровень белка C-kit также заметно увеличивается при атеросклерозе, и еще более выражено после стентирования, что указывает на активизацию процессов восстановления сосудов. В то же время уменьшается количество белка α-SMA, как сигнал об утрате способности мышечных клеток сосудов сокращаться и свидетельствует об усилении воспалительных изменений в стенке сосудов.

Заключение. В ходе исследования была воспроизведена экспериментальная модель атеросклероза и стентирования у кроликов, позволяющая изучать молекулярные и клеточные механизмы сосудистой патологии, ассоциированной с преждевременным старением. ИГХ-анализ показал значительное повышение экспрессии α-SMA, эндотелина-1 и c-Kit в атеросклеротической бляшке, особенно в группе животных, подвергшихся стентированию, что свидетельствует об усиленной пролиферации гладкомышечных клеток и эндотелиальной дисфункции. Полученные данные подтверждают, что высокохолестериновая диета и установка стента вызывают не только структурные изменения сосудистой стенки, но и активируют воспалительные процессы, аналогичные тем, которые наблюдаются при возрастных изменениях сосудов у человека.

Об авторах

Кирилл Ленарович Козлов

Частное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский медико-социальный институт»

Автор, ответственный за переписку.
Email: kozlov_kl@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3660-5864

ведущий научный сотрудник

Россия, 195271, Санкт-Петербург, Кондратьевский пр., д. 72, лит. А

Алексей Григорьевич Сопромадзе

Частное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский медико-социальный институт»

Email: sopral@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-8478-947X

студент

Россия, 195271, Санкт-Петербург, Кондратьевский пр., д. 72, лит. А

Дмитрий Станиславович Медведев

Частное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский медико-социальный институт»

Email: mds@dsmedvedev.ru
ORCID iD: 0000-0001-7401-258X

доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник кафедры медико-социальной реабилитации и эрготерапии

Россия, 195271, Санкт-Петербург, Кондратьевский пр., д. 72, лит. А

Андрей Владимирович Бородулин

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет»

Email: avborodulin@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-4944-2593

кандидат медицинских наук, доцент кафедры общей хирургии

Россия, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7–9

Виктория Олеговна Полякова

Частное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский медико-социальный институт»

Email: vopol@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8682-9909

профессор, доктор биологических наук, профессор, профессор РАН

Россия, 195271, Санкт-Петербург, Кондратьевский пр., д. 72, лит. А

Список литературы

  1. Abdalwahab A., Farag M., Brilakis E.S., Galassi A.R., Egred M. Management of coronary artery perforation. Cardiovascular Revascularization Medicine. 2021; 26: 55–60. doi: 10.1016/j.carrev.2020.11.013.
  2. Alfonso F., Coughlan J.J., Giacoppo D., Kastrati A., Byrne R.A. Management of in-stent restenosis. EuroIntervention. 2022; 18 (2): 103. doi: 10.4244/EIJ-D-21-01034.
  3. Cassese S., Byrne R.A., Tada T., Pinieck S., Joner M., Ibrahim T., King L.A. et al. Incidence and predictors of restenosis after coronary stenting in 10 004 patients with surveillance angiography. Heart. 2014; 100 (2): 153–9. doi: 10.1136/heartjnl-2013-304933
  4. Hu W., Jiang J. Hypersensitivity and in-stent restenosis in coronary stent materials. Frontiers in bioengineering and biotechnology. 2022; 10: 1003322. doi: 10.3389/fbioe.2022.1003322.
  5. Chen Z., Matsumura M., Mintz G.S., Noguchi M., Fujimura T., Usui E., Seike F. et al. Prevalence and impact of neoatherosclerosis on clinical outcomes after percutaneous treatment of second-generation drug-eluting stent restenosis. Circulation: Cardiovascular Interventions. 2022: 15 (9): 011693. doi: 10.1161/CIRCINTERVENTIONS.121.011693.
  6. Clare J., Ganly J., Bursill C.A., Sumer H., Kingshott P., de Haan J.B. The mechanisms of restenosis and relevance to next generation stent. Biomolecules. 2022; 12 (3): 430. doi: 10.3390/biom12030430.
  7. Hubert A., Seitz A., Pereyra V.M., Bekeredjian R., Sechtem U., Ong P. Coronary artery spasm: the interplay between endothelial dysfunction and vascular smooth muscle cell hyperreactivity. European Cardiology Review. 2020; 15: 15. doi: 10.15420/ecr.2019.20.
  8. Pal N., Din J., O'Kane P. Contemporary management of stent failure: part one O’Kane. Interventional Cardiology Review. 2019; 14 (1): 10–6. doi: 10.15420/icr.2018.39.1.
  9. Labarrere C.A., Dabiri A. E., Kassab G. S. Thrombogenic and inflammatory reactions to biomaterials in medical devices. Frontiers in Bioengineering and biotechnology. 2020; 8: 123. doi: 10.3389/fbioe.2020.00123.
  10. Madhavan M.V., Kirtane A.J., Redfors B., Généreux P., Ben-Yehuda O., Palmerini T., Benedetto U. et al. Stent-related adverse events > 1 year after percutaneous coronary intervention. J. of the American College of Cardiology. 2020; 75 (6): 590–604. doi: 10.1016/j.jacc.2019.11.058.
  11. Condello F., Spaccarotella C., Sorrentino S., Indolfi C., Stefanini G.G., Polimeni A., Condello F. Stent thrombosis and restenosis with contemporary drug-eluting stents: predictors and current evidence. J. of clinical medicine. 2023; 12 (3): 1238. doi: 10.3390/jcm12031238.
  12. Чаулин А.М., Григорьева Ю.В., Суворова Г.Н., Дупляков Д.В. Способы моделирования атеросклероза у кроликов. Современные проблемы науки и образования. 2020; 5: 141. doi: 10.17513/spno.30101 [Chaulin A.M., Grigorieva Yu.V., Suvorova G.N., Duplyakov D.V. Methods of modeling atherosclerosis in rabbits. Modern problems of science and education. 2020; 5: 141. doi: 10.17513/spno.30101 (in Russian)]
  13. Чаулин А.М., Григорьева Ю.В., Суворова Г.Н., Дупляков Д.В. Экспериментальные модели атеросклероза на кроликах. Морфологические ведомости. 2020; 28 (4): 78–87 [Chaulin A.M., Grigorieva Yu.V., Suvorova G.N., Duplyakov D.V. Experimental models of atherosclerosis in rabbits. Morphological bulletin. 2020; 28 (4): 78–87 (in Russian)]
  14. Suryawan I.G.R., Luke K., Agustianto R.F., Mulia EP.B. Coronary stent infection: a systematic review. Coronary Artery Disease. 2022; 33 (4): 318–26. doi: 10.1097/MCA.0000000000001098.
  15. Cornelissen A., Vogt F.J. The effects of stenting on coronary endothelium from a molecular biological view: Time for improvement? J. of cellular and molecular medicine. 2019; 23 (1): 39–46. doi: 10.1111/jcmm.13936.
  16. Kawasaki Y., Imaizumi T., Matsuura H., Ohara S., Takano K., Suyama K., Hashimoto K. et al. Renal expression of alpha-smooth muscle actin and c-Met in children with Henoch-Schonlein purpura nephritis. Pediatr Nephrol. 2008; 23 (6): 913–9. doi: 10.1007/s00467- 008-0749-6.
  17. Nakatani T., Honda E., Hayakawa S., Sato M., Satoh K., Kudo M., Munakata H. Effects of decorin on the expression of alpha-smooth muscle actin in a human myofibroblast cell line. Mol Cell Biochem. 2008; 308 (1–2): 201–7. doi: 10.1007/s11010-007-9629-9.
  18. Mammana C., Russo G., Tamburino C., Galassi A.R., Nicosia A., Grassi R., Monaco A. et al. Variazione di endotelina-1 nel circolo coronarico durante angioplastica con impianto di stent [Endothelin-1 variation in the coronary circulation during angioplasty with a stent implant]. Cardiologia. 1998; 43 (10): 1083–8. PMID: 9922573.
  19. Сваровская А.В., Кужелева Е.А., Огуркова О.Н., Гарганеева А.А. Значимость абдоминального ожирения и маркера эндотелиальной дисфункции у пациентов, перенесших плановое стентирование коронарных артерий. Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2021; 36 (3): 97–103. doi: 10.29001/2073-8552-2021-36-3-97-103 [Swarovskaya A.V., Kuzheleva E.A., Ogurkova O.N., Garganeeva A.A. The significance of abdominal obesity and a marker of endothelial dysfunction in patients undergoing elective coronary artery stenting. Siberian J. of Clinical and Experimental Medicine. 2021; 36 (3): 97–103. doi: 10.29001/2073-8552-2021-36-3-97-103 (in Russian)]
  20. Ouerd S., Idris-Khodja N., Trindade M., Ferreira N.S., Berillo O., Coelho S.C., Neves M.F. et al. Endotheliumrestricted endothelin-1 overexpression in type 1 diabetes worsens atherosclerosis and immune cell infiltration via NOX1. Cardiovasc Res. 2021: 117 (4): 1144–153. doi: 10.1093/cvr/cvaa168.
  21. Zhang C., Tian J., Jiang L., Xu L., Liu J., Zhao X., Feng X. et al. Prognostic value of plasma big endothelin-1 level among patients with three-vessel disease: A cohort study. J. Atheroscler. Thromb. 2019; 26 (11): 959–69. doi: 10.5551/jat.47324.
  22. Li M.W., Mian M.O., Barhoumi T., Rehman A., Mann K., Paradis P., Schiffrin EL. Endothelin-1 overexpression exacerbates atherosclerosis and induces aortic aneurysms in apolipoprotein E knockout mice. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2013; 33 (10): 2306–15. doi: 10.1161/ATVBAHA.113.302028.
  23. Davenport A.P., Hyndman K.A., Dhaun N., Southan C., Kohan D.E., Pollock J.S., Pollock D.M. et al. Endothelin. Pharmacol. Rev. 2016; 68 (2): 357–418. doi: 10.1124/pr.115.011833.
  24. Дергилев К.В., Цоколаева З.И., Белоглазова И.Б., Ратнер Е.И., Молокотина Ю.Д., Парфенова Е.В. Характеристика ангиогенных свойств ckit+-клеток миокарда. Гены & Клетки. 2018; XIII (3): 82–8. doi: 10.23868/201811038. [Dergilev K.V., Tsokolaeva Z.I., Beloglazova I.B., Ratner E.I., Molokotina Yu.D., Parfenova E.V. Characteristics of angiogenic properties of ckit+cells of the myocardium. Genes & Cells. 2018; XIII (3): 82–8. doi: 10.23868/201811038 (in Russian)]
  25. Song L., Zigmond Z.M., Martinez L., Lassance-Soares R.M., Macias A.E., Velazquez O.C., Liu Z.J. et al. Vazquez-Padron RI. c-Kit suppresses atherosclerosis in hyperlipidemic mice. Am. J. Physiol Heart Circ Physiol. 2019; 317 (4): 867–76. doi: 10.1152/ajpheart.00062.2019.
  26. Jain M., Frobert A., Valentin J., Cook S., Giraud M.N. The Rabbit Model of Accelerated Atherosclerosis: A Methodological Perspective of the Iliac Artery Balloon Injury. J. Vis Exp. 2017; 128: 55295. doi: 10.3791/55295.
  27. Fan J., Unoki H., Iwasa S., Watanabe T. Role of endothelin-1 in atherosclerosis. Ann N. Y. Acad Sci. 2000; 902: 84–93. doi: 10.1111/j.1749-6632.
  28. Bousette N., Giaid A. Endothelin-1 in atherosclerosis and other vasculopathies. Can J. Physiol Pharmacol. 2003; 81 (6): 578–87. doi: 10.1139/y03-010.
  29. Wang L., Cheng C.K., Yi M., Lui K.O., Huang Y. Targeting endothelial dysfunction and inflammation. J. Mol. Cell. Cardiol. 2022; 168: 58–67. doi: 10.1016/j.yjmcc.2022.04.011.
  30. Weiss D., Sorescu D., Taylor W.R. Angiotensin II and atherosclerosis. Am. J. Cardiol. 2001; 87 (8A): 25–32. doi: 10.1016/s0002-9149(01)01539-9.
  31. Wang L., Cheng C.K., Yi M., Lui K.O., Huang Y. Targeting endothelial dysfunction and inflammation. J. Mol. Cell. Cardiol. 2022; 168: 58–67. doi: 10.1016/j.yjmcc.2022.04.011.
  32. Zigmond Z.M., Song L., Martinez L., Lassance-Soares R.M., Velazquez O.C., Vazquez-Padron R.I. c-Kit expression in smooth muscle cells reduces atherosclerosis burden in hyperlipidemic mice. Atherosclerosis. 2021; 324: 133–40. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2021.03.004.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Этап доступа к сонной артерии

Скачать (120KB)
3. Рис. 2. Этап выделения сосудисто-нервного пучка в медиальной части шеи

Скачать (133KB)
4. Рис. 3. Этап мобилизации сонной артерии

Скачать (129KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».