Роль внеклеточных везикул плазмы как предикторов гестационного сахарного диабета в первом триместре беременности
Цель: Изучение особенностей состава и количества внеклеточных везикул в плазме крови в I триместре беременности и оценка их способности к ранней предикции гестационного сахарного диабета (ГСД).Ходжаева З.С., Абрамова М.Е., Муминова К.М., Горина К.А., Фролова Е.Р., Горюнов К.В., Силачев Д.Н., Шевцова Ю.А.
Материалы и методы: В проспективное исследование были включены 45 беременных в возрасте от 24 до 42 лет, наблюдавшихся в ФГБУ «НМИЦ АГП им. академика В.И. Кулакова» МЗ РФ. По исходам беременности пациентки были распределены на 2 группы: I группа (основная) – беременные с ГСД (n=20), II группа (сравнения) – беременные с нормогликемией (n=25). Критериями включения в I группу были: одноплодная беременность и ГСД, подтвержденный пероральным глюкозо-толерантным тестом (ПГТТ). Критериями включения во II группу были: одноплодная беременность с нормальными показателями ПГТТ. У всех пациенток было получено информированное согласие на участие в исследовании. Критериями невключения пациентов были: многоплодная беременность, хромосомные аномалии, сахарный диабет 1 и 2 типов, аутоиммунные, онкологические заболевания, врожденные пороки развития плода. В 11–14 недель беременности производился забор венозной крови. Внеклеточные везикулы были выделены из плазмы методом центрифугирования. Метод анализа траекторий наночастиц (NTA) был использован для оценки линейных размеров и количества полученных внеклеточных везикул.
Результаты: Анализ NTA показал, что средний размер внеклеточных везикул был почти одинаковым (92 (85, 103) нм в основной и 92 (84, 101) нм в группе сравнения). Однако концентрация внеклеточных везикул была значительно выше у пациенток с развившимся впоследствии ГСД. При изучении зависимости вероятности развития ГСД от концентрации внеклеточных везикул плазмы с помощью ROC-анализа была получена кривая. Площадь под ROC-кривой составила 0,813±0,080 с 95% ДИ: 0,657–0,970. Полученная модель была статистически значимой (p=0,003). Пороговое значение концентрации везикул в точке cut-off, которому соответствовало наивысшее значение индекса Юдена, составило 3,224×1011 част/мл. Развитие ГСД прогнозировалось при значении концентрации везикул выше данной величины или равном ей. Чувствительность и специфичность модели составили 80,0% и 66,7%, соответственно.
Заключение: Полученные результаты свидетельствуют о новых возможностях раннего прогнозирования ГСД с помощью изучения концентрации внеклеточных везикул.
Ключевые слова
гестационный сахарный диабет
беременность
гипергликемия
внеклеточные везикулы
экзосомы
биомаркеры
Список литературы
- Melchior H., Kurch-Bek D., Mund M. The prevalence of gestational diabetes. Dtsch. Arztebl. Int. 2017; 114(24): 412-8. https://dx.doi.org/10.3238/arztebl.2017.0412.
- Hod M., Kapur A., Sacks D.A., Hadar E., Agarwal M., Di Renzo G.C. et al. The International Federation of Gynecology and Obstetrics (FIGO) Initiative on gestational diabetes mellitus: A pragmatic guide for diagnosis, management, and care. Int. J. Gynaecol. Obstet. 2015; 131(Suppl. 3): S173-211. https://dx.doi.org/10.1016/S0020-7292(15)30033-3.
- Zhu Y., Zhang C. Prevalence of gestational diabetes and risk of progression to type 2 diabetes: A global perspective. Curr. Diab. Rep. 2016; 16(1): 7. https://dx.doi.org/10.1007/s11892-015-0699-x.
- Дедов И.И., Шестакова М.В., Викулова О.К., Железнякова А.В., Исаков М.А. Сахарный диабет в Российской Федерации: распространенность, заболеваемость, смертность, параметры углеводного обмена и структура сахароснижающей терапии по данным Федерального регистра сахарного диабета, статус 2017 г. Сахарный диабет. 2018; 21(3): 144-59.
- Ходжаева З.С., Снеткова Н.В., Клименченко Н.И., Абрамова М.Е., Дегтярева Е.И., Донников А.Е. Клинико-молекулярно-генетические детерминанты формирования гестационного сахарного диабета. Акушерство и гинекология. 2019; 4: 18-26.
- Ходжаева З.С., Снеткова Н.В., Муминова К.Т., Горина К.А., Абрамова М.Е, Есаян Р.М. Особенности течения беременности у женщин с гестационным сахарным диабетом. Акушерство и гинекология. 2020; 7: 47-52.
- Mirghani Dirar A., Doupis J. Gestational diabetes from A to Z. World J. Diabetes. 2017; 8(12): 489-511. https://dx.doi.org/10.4239/wjd.v8.i12.489.
- Brink H.S., van der Lely A.J., van der Linden J. The potential role of biomarkers in predicting gestational diabetes. Endocr. Connect. 2016; 5(5): R26-34. https://dx.doi.org/10.1530/EC-16-0033.
- Абрамова М.Е., Ходжаева З.С., Горина К.А., Муминова К.Т., Горюнов К.В., Рагозин А.К., Силачев Д.Н. Гестационный сахарный диабет: скрининг и диагностические критерии в ранние сроки беременности. Акушерство и гинекология. 2021; 5: 25-32.
- van der Pol E., Böing A., Harrison P., Sturk A., Nieuwland R. Classification, functions, and clinical relevance of extracellular vesicles. Pharmacol. Rev. 2012; 64(3): 676-705. https://dx.doi.org/10.1124/pr.112.005983.
- Akers J., Gonda D., Kim R., Carter B., Chen C. Biogenesis of extracellular vesicles (EV): exosomes, microvesicles, retrovirus-like vesicles, and apoptotic bodies. J. Neurooncol. 2013; 113(1): 1-11. https://dx.doi.org/10.1007/s11060-013-1084-8.
- Witwer K.W., Théry C. Extracellular vesicles or exosomes? On primacy, precision, and popularity influencing a choice of nomenclature. J. Extracell. Vesicles. 2019; 8(1): 1648167. https://dx.doi.org/10.1080/20013078.2019.1648167.
- Mir B., Goettsch C. Extracellular vesicles as delivery vehicles of specific cellular cargo. Cells. 2020; 9(7): 1601. https://dx.doi.org/10.3390/cells9071601.
- Colombo M., Raposo G., Théry C. Biogenesis, secretion and intercellular interactions of exosomes and other extracellular vesicles. Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 2014; 30: 255-89. https://dx.doi.org/10.1146/annurev-cellbio-101512-122326.
- Sarker S., Scholz-Romero K., Perez A., Illanes S.E., Mitchell M.D., Rice G.E., Salomon C. Placenta-derived exosomes continuously increase in maternal circulation over the first trimester of pregnancy. J. Transl. Med. 2014; 12: 204. https://dx.doi.org/10.1186/1479-5876-12-204.
- Truong G., Guanzon D., Kinhal V., Elfeky O., Lai A., Longo S. et al. Oxygen tension regulates the miRNA profile and bioactivity of exosomes released from extravillous trophoblast cells - Liquid biopsies for monitoring complications of pregnancy. PLoS One. 2017; 12(3): e0174514. https://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0174514.
- Jayabalan N., Lai A., Nair S., Guanzon D., Scholz-Romero K., Palma C. et al. Quantitative proteomics by SWATH-MS suggest an association between circulating exosomes and maternal metabolic changes in gestational diabetes mellitus. Proteomics. 2019; 19(1-2): e1800164. https://dx.doi.org/10.1002/pmic.201800164.
- Salomon C., Yee S., Mitchell M., Rice G. The possible role of extravillous trophoblast-derived exosomes on the uterine spiral arterial remodeling under both normal and pathological conditions. Biomed. Res. Int. 2014; 2014: 693157. https://dx.doi.org/10.1155/2014/693157.
- Liu J., Wang S.Z., Wang Q.L., Du J.G., Wang B.B. Gestational diabetes mellitus is associated with changes in the concentration and Bioactivity of Placental Exosomes in the Maternal Circulation across gestation. Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2018; 22: 2036-43. https://dx.doi.org/10.26355/eurrev_201804_14733.
- Sáez T., Salsoso R., Leiva A., Toledo F., deVos P., Faas M. et al. Human umbilical vein endothelium-derived exosomes play a role in foetoplacental endothelial dysfunction in gestational diabetes mellitus. Biochim. Biophys. Acta. Mol. Basis Dis. 2018; 1864(2): 499-508. https://dx.doi.org/10.1016/j.bbadis.2017.11.010.
- James-Allan L.B., Rosario F.J., Barner K., Lai A., Guanzon D., McIntyre H.D. et al. Regulation of glucose homeostasis by small extracellular vesicles in normal pregnancy and in gestational diabetes. FASEB J. 2020; 34(4): 5724-39. https://dx.doi.org/10.1096/fj.201902522RR.
- Poirier C., Desgagné V., Guérin R., Bouchard L. MicroRNAs in pregnancy and gestational diabetes mellitus: emerging role in maternal metabolic regulation. Curr. Diab. Rep. 2017; 17(5): 35. https://dx.doi.org/10.1007/s11892-017-0856-5.
- Salomon C., Torres M.J., Kobayashi M., Scholz-Romero K., Sobrevia L., Dobierzewska A. et al. A gestational profile of placental exosomes in maternal plasma and their effects on endothelial cell migration. PLoS One. 2014; 9(6): e98667. https://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0098667.
- Lai R.C., Yeo R.W.Y., Tan K.H., Lim S.K. Exosomes for drug delivery – a novel application for the mesenchymal stem cell. Biotechnol. Adv. 2013; 31(5):543-51. https://dx.doi.org/10.1016/j.biotechadv.2012.08.008.
- International Association of Diabetes and Pregnancy Study Groups Consensus Panel. International association of diabetes and pregnancy study groups recommendations on the diagnosis and classification of hyperglycemia in pregnancy. Diabetes Care. 2010; 33(3): 676-82. https://dx.doi.org/10.2337/dc09-1848.
- Thery C., Witwer K.W., Aikawa E., Alcaraz M.J., Anderson J.D., Andriantsitohaina R. et al. Minimal information for studies of extracellular vesicles 2018 (MISEV2018): a position statement of the International Society for Extracellular Vesicles and update of the MISEV2014 guidelines. J. Extracell. Vesicles. 2018; 7(1): 1535750. https://dx.doi.org/10.1080/20013078.2018.1535750.
- Zhang H., Freitas D., Kim H.S., Fabijanic K., Li Z., Chen H. et al. Identification of distinct nanoparticles and subsets of extracellular vesicles by asymmetric flow field-flow fractionation. Nat. Cell Biol. 2018; 20(3): 332-43. https://dx.doi.org/10.1038/s41556-018-0040-4.
- Lee S.S., Won J.H., Lim G.J., Han J., Lee J.Y., Cho K.O., Bae Y.K. A novel population of extracellular vesicles smaller than exosomes promotes cell proliferation. Cell Commun. Signal. 2019; 17(1): 95. https://dx.doi.org/10.1186/s12964-019-0401-z.
- Tixeira R., Caruso S., Paone S., Baxter A.A., Atkin-Smith G.K., Hulett M.D., Poon I.K. Defining the morphologic features and products of cell disassembly during apoptosis. Apoptosis. 2017; 22(3): 475-7. https://dx.doi.org/10.1007/s10495-017-1345-7.
- Surman M., Hoja-Łukowicz D., Szwed S., Kędracka-Krok S., Jankowska U., Kurtyka M. et al. An insight into the proteome of uveal melanoma-derived ectosomes reveals the presence of potentially useful biomarkers. Int. J. Mol. Sci. 2019; 20(15): 3789. https://dx.doi.org/10.3390/ijms20153789.
- Ciardiello C., Migliorino R., Leone A., Budillon A. Large extracellular vesicles: Size matters in tumor progression. Cytokine Growth Factor Rev. 2020; 51: 69-74. https://dx.doi.org/10.1016/j.cytogfr.2019.12.007.
- Zhang M., Jin K., Gao L., Zhang Z., Li F., Zhou F., Zhang L. Methods and technologies for exosome isolationand characterization. Small Methods. 2018; 2: 1800021. https://dx.doi.org/10.1002/SMTD.201800021.
- Zaborowski M.P., Balaj L., Breakefield X.O., Lai C.P. Extracellular vesicles: composition, biological relevance, and methods of study. Bioscience. 2015; 65(8): 783-97. https://dx.doi.org/10.1093/biosci/biv084.
- Salomon C., Scholz-Romero K., Sarker S., Sweeney E., Kobayashi M., Correa P. et al. Gestational diabetes mellitus is associated with changes in the concentration and bioactivity ofplacenta-derived exosomes in maternal circulation across gestation. Diabetes. 2016; 65(3): 598-609.
- Yuan F., Li Y.M., Wang Z. Preserving extracellular vesicles for biomedical applications: consideration of storage stability before and after isolation. Drug Deliv. 2021; 28(1):1501-9. https://dx.doi.org/10.1080/10717544.2021.1951896.
- Arias M., Monteiro L.J., Acuña-Gallardo S., Varas-Godoy M., Rice G.E., Monckeberg M. et al. Extracellular vesicle concentration in maternal plasma as an early marker of gestational diabetes. Rev. Med. Chil. 2019; 147(12): 1503-9. https://dx.doi.org/10.4067/S0034-98872019001201503.
- Nakahara A., Elfeky O., Garvey C., Guanzon D., Longo S.A., Salmon C. Exosome profiles for normal and complicated pregnancies – a longitudinal study. Obstet. Gynecol. 2019; 133: 162. https://dx.doi.org/10.1097/01.AOG.0000558864.31601.aa.
- Kuwabara Y., Ono K., Horie T., Nishi H., Nagao K., Kinoshita M., Watanabe S. Increased microRNA-1 and microRNA-133a levels in serum of patients with cardiovascular disease indicate myocardial damage. Circ. Cardiovasc. Genet. 2011; 4(4): 446-54. https://dx.doi.org/10.1161/CIRCGENETICS.110.958975.
Поступила 25.02.2022
Принята в печать 28.03.2022
Об авторах / Для корреспонденции
Ходжаева Зульфия Сагдуллаевна, д.м.н., профессор, заместитель директора Института акушерства, НМИЦ АГиП им. В.И. Кулакова Минздрава России,+7(916)407-75-67, zkhodjaeva@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-8159-3714, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Абрамова Мария Евгеньевна, аспирант I отделения акушерского патологии беременности, НМИЦ АГиП им. В.И. Кулакова Минздрава России, +7(917)577-12-77,
m_abramova@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0001-8689-4700, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Муминова Камилла Тимуровна, к.м.н., н.с. I отделения акушерского патологии беременности, НМИЦ АГиП им. В.И. Кулакова» Минздрава России, +7(916)373-77-07, k_muminova@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0003-2708-4366, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Горина Ксения Алексеевна, к.м.н., н.с. I отделения акушерского патологии беременности, НМИЦ АГиП им. В.И. Кулакова Минздрава России, +7(926)649-77-32,
k_gorina@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0001-6266-2067, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Фролова Екатерина Романовна, ординатор I отделения акушерского патологии беременности, НМИЦ АГиП им. В.И. Кулакова Минздрава России, +7(985)473-85-47, kattirella@gmail.com, https://orcid.org 0000-0003-2817-3504, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Горюнов Кирилл Владимирович, к.б.н., н.с. лаборатории клеточных технологий, НМИЦ АГиП им. В.И. Кулакова Минздрава России, +7(916)410-88-44,
k_gorunov@oparina4.ru, https://orcid.org 0000-0002-8776-7196, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Силачев Денис Николаевич, д.б.н., заведующий лабораторией клеточных технологий, НМИЦ АГиП им. В.И. Кулакова Минздрава России, +7(905)792-13-01,
d_silachev@oparina4.ru, https://orcid.org 0000-0003-0581-9755, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Шевцова Юлия Александровна, м.н.с. лаборатории клеточных технологий, НМИЦ АГиП им. В.И. Кулакова Минздрава России, +7(925)673-24-27,
yu_shevtsova@oparina4.ru, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Вклад авторов: Ходжаева З.С., Абрамова М.Е., Муминова К.Т., Горина К.А., Фролова Е.Р. – разработка дизайна исследования, получение данных для анализа, обзор публикаций по изучаемой проблеме, их перевод, статистический анализ полученных данных, написание текста рукописи; Горюнов К.В., Силачев Д.Н., Шевцова Ю.А. – разработка дизайна исследования, анализ лабораторных данных; Ходжаева З.С. – разработка дизайна исследования, анализ полученных данных, написание, структурирование и редaктирование статьи.
Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов. Данные, подтверждающие выводы этого исследования, доступны по запросу у автора, ответственного за переписку после одобрения ведущим исследователем.
Финансирование: Исследование проведено без спонсорской поддержки.
Одобрение Этического комитета: Исследование было одобрено комиссией по этике биомедицинских исследований ФГБУ «НМИЦ АГП им. академика В.И. Кулакова» Министерства здравоохранения Российской Федерации (протокол от 11.11.2019).
Согласие пациентов на публикацию: Пациенты подписали информированное согласие на публикацию своих данных.
Обмен исследовательскими данными: Данные, подтверждающие выводы этого исследования, доступны по запросу у автора, ответственного за переписку, после одобрения ведущим исследователем.
Для цитирования: Ходжаева З.С., Абрамова М.Е., Муминова К.М., Горина К.А.,
Фролова Е.Р., Горюнов К.В., Силачев Д.Н., Шевцова Ю.А. Роль внеклеточных везикул плазмы как предикторов гестационного сахарного диабета
в первом триместре беременности.
Акушерство и гинекология. 2022; 4: 76-83
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2022.4.76-83
Также по теме
