ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2022-2-90-96ssmu-4818Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSОценка функционального состояния митохондрий мононуклеарных лейкоцитов методом проточной цитометрии у пациентов с хронической сердечной недостаточностью под влиянием убидекаренонаEvaluation of the functional state of mitochondria isolated from mononuclear leukocytes by flow cytometry in patients with chronic heart failure receiving ubidecarenonehttps://orcid.org/0000-0002-0435-2631ЛобановаО. А.LobanovaO. A.

Лобанова Ольга Алексеевна – ассистент, кафедра математики и естественно-научных дисциплин

197341, г. Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2

2, Akkuratova Str., St. Petersburg, 197341

agaf3@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1000-1114ГайковаяЛ. Б.GaikovayaL. B.

Гайковая Лариса Борисовна – доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой биологической и общей химии, зав. центральной клинической диагностической лабораторией (ЦКДЛ)

191015, г. Санкт-Петербург, ул. Кирочная, 41

41, Kirochnaya Str., St. Petersburg, 191015

largaykovaya@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1404-9396ДадалиВ. А.DadaliV. A.

Дадали Владимир Абдулович – доктор химических наук, профессор

191015, г. Санкт-Петербург, ул. Кирочная, 41

41, Kirochnaya Str., St. Petersburg, 191015

vdadali@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3435-5881ЕрмаковА. И.ErmakovA. I.

Ермаков Алексей Игоревич – врач клинической лабораторной диагностики, ЦКДЛ, СЗГМУ им. И.И. Мечникова; аспирант, кафедра лабораторной медицины и генетики, НМИЦ им. В.А. Алмазова

191015, г. Санкт-Петербург, ул. Кирочная, 41,

197341, г. Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2

2, Akkuratova Str., St. Petersburg, 197341,

41, Kirochnaya Str., St. Petersburg, 191015

aleksei.ermakov@szgmu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8480-9162КухарчикГ. А.KukharchikG. A.

Кухарчик Галина Александровна – доктор медицинских наук, декан лечебного факультета, НМИЦ им. В.А. Алмазова; профессор, кафедра факультетской терапии, СЗГМУ им. И.И. Мечникова

197341, г. Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2,

191015, г. Санкт-Петербург, ул. Кирочная, 41

2, Akkuratova Str., St. Petersburg, 197341,

41, Kirochnaya Str., St. Petersburg, 191015

kukharchik_ga@almazovcentre.ruНациональный медицинский исследовательский центр (НМИЦ) им. В.А. АлмазоваРоссияAlmazov National Medical Research Center (ANMRC)Russian FederationСеверо-Западный государственный медицинский университет СЗГМУ им. И.И. МечниковаРоссияNorth-Western State Medical University (NWSMU) named after I.I. MechnikovRussian FederationНациональный медицинский исследовательский центр (НМИЦ) им. В.А. Алмазова; Северо-Западный государственный медицинский университет СЗГМУ им. И.И. МечниковаРоссияAlmazov National Medical Research Center (ANMRC); North-Western State Medical University (NWSMU) named after I.I. MechnikovRussian Federation2022170720222129096Copyright © Лобанова О.А., Гайковая Л.Б., Дадали В.А., Ермаков А.И., Кухарчик Г.А., 20222022Лобанова О.А., Гайковая Л.Б., Дадали В.А., Ермаков А.И., Кухарчик Г.А.Lobanova O.A., Gaikovaya L.B., Dadali V.A., Ermakov A.I., Kukharchik G.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/4818

Цель – оценить функциональное состояние митохондрий мононуклеарных лейкоцитов периферической крови с применением метода проточной цитометрии у пациентов с хронической сердечной недостаточностью на фоне приема препарата убидекаренона (коэнзима Q).

Материалы и методы

Материалы и методы. В исследование включены 53 пациента с хронической сердечной недостаточностью после перенесенного инфаркта миокарда. Пациенты были распределены в две группы: первая группа получала только оптимально подобранную стандартную терапию, вторая группа – дополнительно к оптимально подобранной медикаментозной терапии получала препарат убидекаренона («Кудевита»). Оценка митохондриального мембранного потенциала проводилась методом проточной цитометрии с применением йодистого пропидия и йодид 3,3’-дигексилоксакарбоцианина (DiOC6(3)). Определение содержания коэнзима Q в крови проводилось методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с ультрафиолетовой детекцией.

Результаты

Результаты. Выявлена прямая корреляционная зависимость между содержанием коэнзима Q в плазме крови и процентом DiOC-позитивных клеток (R = 0,39; р < 0,05) у пациентов с хронической сердечной недостаточностью. В группе пациентов, получавших только оптимально подобранную стандартную терапию, не выявлено статистически значимых различий в содержании коэнзима Q и процентном содержании DiOC-позитивных и DiOC-негативных клеток до начала и после терапии. В группе пациентов, получавших дополнительно препарат убидекаренона, после терапии наблюдалось статистически значимое увеличение доли DiOC-позитивных клеток и уменьшение доли DiOC-негативных клеток.

Заключение

Заключение. Установлено повышение функциональной активности митохондрий у пациентов с хронической сердечной недостаточностью на фоне терапии препаратом убидекаренона. Метод проточной цитометрии может быть использован для оценки функционального состояния митохондрий и контроля эффективности применяемой терапии.

Aim

Aim. To evaluate the functional state of mitochondria isolated from peripheral blood mononuclear leukocytes using flow cytometry in patients with chronic heart failure receiving ubidecarenone (coenzyme Q).

Materials and methods

Materials and methods. The study included 53 patients with chronic heart failure who had experienced myocardial infarction. The patients were divided into two groups: group 1 received optimally chosen standard therapy, while group 2 received optimally chosen standard therapy and ubidecarenone (“Kudevite”). The mitochondrial membrane potential was evaluated by flow cytometry using propidium iodide and 3,3′-dihexyloxacarbocyanine iodide (DiOC6(3)). The levels of coenzyme Q were determined using high-performance liquid chromatography with ultraviolet (UV) detection.

Results

Results. A direct correlation was established between the coenzyme Q levels in the blood plasma and the percentage of DiOC6(3)-positive cells (R = 0.39; р < 0.05) in the patients with chronic heart failure. In group 1, no significant differences in the coenzyme Q levels and the percentage of DiOC6(3)-positive and DiOC6(3)-negative cells before and after the therapy were observed. In group 2, a significant increase in the proportion of DiOC6(3)-positive cells and a significant decrease in the percentage of DiOC6(3)-negative cells were revealed.

Conclusion

Conclusion. The increase in the functional activity of mitochondria in the patients with chronic heart failure receiving ubidecarenone was identified. Flow cytometry can be used to evaluate the functional state of mitochondria and observe the efficiency of the selected therapy.

 

 

митохондриихроническая сердечная недостаточностькоэнзим Qпроточная цитометриямитохондриальный мембранный потенциалmitochondriachronic heart failurecoenzyme Qflow cytometrymitochondrial membrane potentialReferencesКалюжин В.В., Тепляков А.Т., Вечерский Ю.Ю., Рязанцева Н.В., Хлапов А.П. Патогенез хронической сердечной недостаточности: изменение доминирующей парадигмы. Бюллетень сибирской медицины. 2007;4:71–79.Калюжин В.В., Тепляков А.Т., Вечерский Ю.Ю., Рязанцева Н.В., Хлапов А.П. Патогенез хронической сердечной недостаточности: изменение доминирующей парадигмы. Бюллетень сибирской медицины. 2007;4:71–79.Курбатова О.В., Измайлова Т.Д., Сурков А.Н., Намазова-Баранова Л.С., Полякова С.И., Мирошкина Л.В. и др. Митохондриальная дисфункция у детей с печеночными формами гликогеновой болезни. Вестник РАМН. 2014;69(7–8):78–84. DOI: 10.15690/vramn.v69i7-8.1112.Курбатова О.В., Измайлова Т.Д., Сурков А.Н., Намазова-Баранова Л.С., Полякова С.И., Мирошкина Л.В. и др. Митохондриальная дисфункция у детей с печеночными формами гликогеновой болезни. Вестник РАМН. 2014;69(7–8):78–84. DOI: 10.15690/vramn.v69i7-8.1112.Geromel V., Darin N., Chretien D., Benit P., DeLonlay P., Rötig A. et al. Coenzyme Q and idebenone in the therapy of respiratory chain diseases: rationale and comparative benefis. Mol. Gen. Met. 2002;77(1–2):21–30. DOI: 10.1016/s1096-7192(02)00145-2.Geromel V., Darin N., Chretien D., Benit P., DeLonlay P., Rötig A. et al. Coenzyme Q and idebenone in the therapy of respiratory chain diseases: rationale and comparative benefis. Mol. Gen. Met. 2002;77(1–2):21–30. DOI: 10.1016/s1096-7192(02)00145-2.Aimo A., Borrelli C., Vergaro G., Piepoli M.F., Caterina A.R., Mirizzi G. et al Targeting mitochondrial dysfunction in chronic heart failure: Current evidence and potential approaches. Curr. Pharm. Des. 2016;22(31):4807–4822. DOI: 10.2174/1381612822666160701075027.Aimo A., Borrelli C., Vergaro G., Piepoli M.F., Caterina A.R., Mirizzi G. et al Targeting mitochondrial dysfunction in chronic heart failure: Current evidence and potential approaches. Curr. Pharm. Des. 2016;22(31):4807–4822. DOI: 10.2174/1381612822666160701075027.Duchen M.R. Mitochondria in health and disease: perspectives on a new mitochondrial biology. Mol. Aspects Med. 2004;25(4):365–451. DOI: 10.1016/j.mam.2004.03.001.Duchen M.R. Mitochondria in health and disease: perspectives on a new mitochondrial biology. Mol. Aspects Med. 2004;25(4):365–451. DOI: 10.1016/j.mam.2004.03.001.Essop M.F., Opie L.H. Metabolic therapy for heart failure. Eur. Heart J. 2004;25(20):1765–1768. DOI: 10.1016/j.ehj.2004.08.019.Essop M.F., Opie L.H. Metabolic therapy for heart failure. Eur. Heart J. 2004;25(20):1765–1768. DOI: 10.1016/j.ehj.2004.08.019.Фрелих Г.А., Поломеева Н.Ю., Васильев А.С., Удут В.В. Современные методы оценки функционального состояния митохондрий. Сибирский медицинский журнал. 2013;28(3):7–13.Фрелих Г.А., Поломеева Н.Ю., Васильев А.С., Удут В.В. Современные методы оценки функционального состояния митохондрий. Сибирский медицинский журнал. 2013;28(3):7–13.Гривенникова В.Г., Виноградов А.Д. Генерация активных форм кислорода митохондриями. Успехи биологической химии. 2013;53:245–296.Гривенникова В.Г., Виноградов А.Д. Генерация активных форм кислорода митохондриями. Успехи биологической химии. 2013;53:245–296.Pieczenik S.R., Neustadt J. Mitochondrial dysfunction and molecular pathways of disease. Exp. Mol. Pathol. 2007;83(1):84– 92. DOI: 10.1016/j.yexmp.2006.09.008.Pieczenik S.R., Neustadt J. Mitochondrial dysfunction and molecular pathways of disease. Exp. Mol. Pathol. 2007;83(1):84– 92. DOI: 10.1016/j.yexmp.2006.09.008.Sakamuru S., Li Xiao, Attene-Ramos M.S., Huang R., Lu J., Shou L. et al. Application of a homogenous membrane potential assay to assess mitochondrial function. Physiol. Genomics. 2012;44(9):495–503. DOI: 10.1152/physiolgenomics.00161.2011.Sakamuru S., Li Xiao, Attene-Ramos M.S., Huang R., Lu J., Shou L. et al. Application of a homogenous membrane potential assay to assess mitochondrial function. Physiol. Genomics. 2012;44(9):495–503. DOI: 10.1152/physiolgenomics.00161.2011.Sakamuru S., Attene-Ramos M.S., Xia M. Mitochondrial membrane potential assay. Methods Mol. Biol. 2016;1473:17– 22. DOI: 10.1007/978-1-4939-6346-1_2.Sakamuru S., Attene-Ramos M.S., Xia M. Mitochondrial membrane potential assay. Methods Mol. Biol. 2016;1473:17– 22. DOI: 10.1007/978-1-4939-6346-1_2.Glisic-Milosavljevic S., Waukau J., Jana S., Jailwala P., Rovensky J., Ghosh S. Comparison of apoptosis and mortality measurements in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) using multiple methods. Cell Prolif. 2005;38(5):301– 311. DOI: 10.1111/j.1365-2184.2005.00351.x.Glisic-Milosavljevic S., Waukau J., Jana S., Jailwala P., Rovensky J., Ghosh S. Comparison of apoptosis and mortality measurements in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) using multiple methods. Cell Prolif. 2005;38(5):301– 311. DOI: 10.1111/j.1365-2184.2005.00351.x.Wlodkowic D., Telford W., Skommer J., Darzynkiewicz Z. Apoptosis and beyond: cytometry in studies of programmed cell death. Methods Cell Biol. 2011;103:55–98. DOI: 10.1016/B978-0-12-385493-3.00004-8.Wlodkowic D., Telford W., Skommer J., Darzynkiewicz Z. Apoptosis and beyond: cytometry in studies of programmed cell death. Methods Cell Biol. 2011;103:55–98. DOI: 10.1016/B978-0-12-385493-3.00004-8.Cortez E., Neves F.A., Bernardo A.F., Stumbo A.C., Carvalho L., Garcia-Souza E. et al. Lymphocytes mitochondrial physiology as biomarker of energy metabolism during fasted and fed conditions. Scientific World Journal. 2012; 2012:629326. DOI: 10.1100/2012/629326.Cortez E., Neves F.A., Bernardo A.F., Stumbo A.C., Carvalho L., Garcia-Souza E. et al. Lymphocytes mitochondrial physiology as biomarker of energy metabolism during fasted and fed conditions. Scientific World Journal. 2012; 2012:629326. DOI: 10.1100/2012/629326.Palloti F., Lenaz G. Isolation and subfraction of mitochondria from animal cells and tissue culture lines. Methods Cell Biol. 2007;80:3–44. DOI: 10.1016/S0091-679X(06)80001-4.Palloti F., Lenaz G. Isolation and subfraction of mitochondria from animal cells and tissue culture lines. Methods Cell Biol. 2007;80:3–44. DOI: 10.1016/S0091-679X(06)80001-4.Schiattarella G.G., Magliulo F., Cattaneo F., Gargiulo G., Sannino A., Franzone A. et al. Novel molecular approaches in heart failure: Seven trans-membrane receptors signaling in the heart and circulating blood leukocytes. Front. Cardiovasc. Med. 2015;2:13. DOI: 10.3389/fcvm.2015.00013.Schiattarella G.G., Magliulo F., Cattaneo F., Gargiulo G., Sannino A., Franzone A. et al. Novel molecular approaches in heart failure: Seven trans-membrane receptors signaling in the heart and circulating blood leukocytes. Front. Cardiovasc. Med. 2015;2:13. DOI: 10.3389/fcvm.2015.00013.Jiang P., Wu M., Zheng Y., Wang C., Li Y., Xin J. et al. Analysis of coenzyme Q(10) in human plasma by column-switching liquid chromatography. J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 2004;805(2):297–301. DOI: 10.1016/j.jchromb.2004.03.008.Jiang P., Wu M., Zheng Y., Wang C., Li Y., Xin J. et al. Analysis of coenzyme Q(10) in human plasma by column-switching liquid chromatography. J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 2004;805(2):297–301. DOI: 10.1016/j.jchromb.2004.03.008.Mosca F., Fattorini D., Bompadre S., Littarru G.P. Assay of coenzyme Q(10) in plasma by a single dilution step. Anal. Biochem. 2002;305(1):49–54. DOI: 10.1006/abio.2002.5653.Mosca F., Fattorini D., Bompadre S., Littarru G.P. Assay of coenzyme Q(10) in plasma by a single dilution step. Anal. Biochem. 2002;305(1):49–54. DOI: 10.1006/abio.2002.5653.Bhatti J.S., Bhatti G.K., Reddy P.H. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress in metabolic disorders – A Step towards mitochondria based therapeutic strategies. Biochim. Biophys. Acta. 2017;1863(5):1066–1077. DOI: 10.1016/j.bbadis.2016.11.010.Bhatti J.S., Bhatti G.K., Reddy P.H. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress in metabolic disorders – A Step towards mitochondria based therapeutic strategies. Biochim. Biophys. Acta. 2017;1863(5):1066–1077. DOI: 10.1016/j.bbadis.2016.11.010.Wang Y., Hekimi S. Understanding ubiquinone. Trends Cell Biol. 2016;26(5):367–378. DOI: 10.1016/j.tcb.2015.12.007.Wang Y., Hekimi S. Understanding ubiquinone. Trends Cell Biol. 2016;26(5):367–378. DOI: 10.1016/j.tcb.2015.12.007.

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