Сопряженность экспрессии кальций-транспортирующих белков саркоплазматического ретикулума с их полиморфными вариантами генов и структурно-функциональным состоянием сердца пациентов с фибрилляцией предсердий

Цель. Исследовать взаимосвязь между экспрессией Са2+-транспортирующих белков саркоплазматического ретикулума, полиморфными вариантами их генов и структурно-функциональным состоянием сердца пациентов с фибрилляцией предсердий (ФП).

Материалы и методы. В исследование включили пациентов с ФП. Больным проведена радиочастотная аблация, во время которой была взята биопсия миокарда. Пациентам проводили эхокардиографию (ЭхоКГ) до оперативного вмешательства. У больных определены полиморфные варианты rs1860561 гена ATP2A2 и rs6684209, rs7521023 гена CASQ2 методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени и уровень экспрессии белков SERCA2a и CASQ2 в миокарде методом иммуноблоттинга.

Результаты. Для носителей генотипов GG rs1860561 гена ATP2A2 и CC rs6684209 гена CASQ2 характерны значимо более высокие экспрессии соответствующих белков. С помощью кластерного анализа были выявлены группы пациентов по уровню экспрессии SERCА2a и CASQ2: 1 – пациенты с низким содержанием белков; 2 – с высоким содержанием белков. По клинико-анамнестическим показателям пациенты отобранных групп оказались практически однородны. У пациентов с высоким уровнем SERCА2a величины конечного систолического и диастолического объемов левого желудочка (ЛЖ) были значимо больше, чем таковые у больных с низким уровнем этого белка. Скорости раннего (пик Е) и позднего диастолического наполнения (пик А) ЛЖ были статистически значимо ниже в группе с высоким уровнем экспрессии SERCА2a. Сравнительный анализ данных ЭхоКГ пациентов, распределенных по уровню экспрессии CASQ2 в миокарде, не выявил значимых различий между группами.

Заключение. Генотипы rs1860561 гена ATP2A2 и rs6684209 гена CASQ2 могут модулировать уровень экспрессии SERCA2a и CASQ2. Экспрессия SERCA2a сопряжена с функционально-структурными показателями сердца пациентов с ФП.

1. Alonso A., Bengtson L.G. A rising tide: the global epidemic of atrial fibrillation. Circulation. 2014;129(8):829–830. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.113.007482.

2. Schnabel R.B., Sullivan L.M., Levy D., Pencina M.J., Massaro J.M., D’Agostino R.B. et al. Development of a risk score for atrial fibrillation (Framingham Heart Study): a community-based cohort study. Lancet. 2009;373(9665):739–745. DOI: 10.1016/S0140-6736(09)60443-8.

3. Kirchhof P., Breithardt G., Aliot E., Al Khatib S., Apostolakis S., Auricchio A. et al. Personalized management of atrial fibrillation: proceedings from the fourth atrial fibrillation competence NETwork/European Heart Rhythm Association consensus conference. Europace. 2013;15(11):1540–1556. DOI: 10.1093/europace/eut232.

4. Landstrom A.P., Dobrev D., Wehrens X.H.T. Calcium signaling and cardiac arrhythmias. Circ. Res. 2017;120(12):1969– 1993. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.117.310083.

5. Eisner D.A. Ups and downs of calcium in the heart. J. Physiol. 2018;596(1):19–30. DOI: 10.1113/JP275130.

6. Gaburjakova M., Bal N.C., Gaburjakova J., Periasamy M. Functional interaction between calsequestrin and ryanodine receptor in the heart. Cell Mol. Life Sci. 2013;70(16):2935–2945. DOI: 10.1007/s00018-012-1199-7.

7. Sun J., Ailiman M. Regulation of calcium pump through Notch/ Jagged/Hes signaling pathway in canine model of chronic atrial fibrillation. Int. J. Clin. Exp. Pathol. 2019;12(11):4034–4040.

8. Wang H.L., Zhou X.H., Li Z.Q., Fan P., Zhou Q.N., Li Y.D. et al. Prevention of atrial fibrillation by using sarcoplasmic reticulum calcium atpase pump overexpression in a rabbit model of rapid atrial pacing. Med. Sci. Monit. 2017;23:3952–3960. DOI: 10.12659/msm.904824.

9. Molina C.E., Abu-Taha I.H., Wang Q., Roselló-Díez E., Kamler M., Nattel S. et al. Profibrotic, electrical, and calcium-handling remodeling of the atria in heart failure patients with and without atrial fibrillation. Front Physiol. 2018;9:1383. DOI: 10.3389/fphys.2018.01383.

10. Voigt N., Heijman J., Wang Q., Chiang D.Y., Li N., Karck M. et al. Cellular and molecular mechanisms of atrial arrhythmogenesis in patients with paroxysmal atrial fibrillation. Circulation. 2014;129(2):145–156. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.113.006641.

11. Francia P., Adduci C., Ricotta A., Stanzione R., Sensini I., Uccellini A. et al. Common genetic variants in selected Ca²⁺ signaling genes and the risk of appropriate ICD interventions in patients with heart failure. J. Interv. Card. Electrophysiol. 2013;38(3):169–177. DOI: 10.1007/s10840-013-9827-1.

12. Refaat M.M., Aouizerat B.E., Pullinger C.R., Malloy M., Kane J., Tseng Z.H. Association of CASQ2 polymorphisms with sudden cardiac arrest and heart failure in patients with coronary artery disease. Heart Rhythm. 2014;11(4):646–652. DOI: 10.1016/j.hrthm.2014.01.015.

13. Schotten U., Dobrev D., Platonov P.G., Kottkamp H., Hindricks G. Current controversies in determining the main mechanisms of atrial fibrillation. J. Intern. Med. 2016;279(5):428– 438. DOI: 10.1111/joim.12492.

14. Hirose M., Laurita K.R. Calcium-mediated triggered activity is an underlying cellular mechanism of ectopy originating from the pulmonary vein in dogs. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2007;292(4):H1861–1867. DOI: 10.1152/ajpheart.00826.2006.

15. Бокерия Л.А., Бокерия О.Л., Аверина И.И. Электрическое ремоделирование при компенсированной гипертрофии сердца. Анналы аритмологии. 2010;7(3):5–15.

16. Dai J., Zhang H., Chen Y., Chang Y., Yuan Q., Ji G. et al. Characterization of Ca+ handling proteins and contractile proteins in patients with lone atrial fibrillation. Int. J. Cardiol. 2016;202:749–751. DOI: 10.1016/j.ijcard.2015.10.010.

17. Eisner D.A., Caldwell J.L., Trafford A.W., Hutchings D.C. The control of diastolic calcium in the heart: basic mechanisms and functional implications. Circ. Res. 2020;126(3):395–412. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.119.315891.