Вконтакте Одноклассники Фейсбук Гугл+ Английский Испанский Итальянский Русский Украинский

Реклама

Активность ангиотензинпревращающего фермента и ингибирование у собак с сердечными болезнями и полиморфизмом ангиотензинпревращающего фермента


Активность ангиотензинпревращающего фермента и ингибирование у собак с сердечными болезнями и полиморфизмом ангиотензинпревращающего фермента

Абстракт

ЗАДАЧА: Целью этого исследования было оценить активность ангиотензинпревращающего фермента (ACE) у собак и с полиморфизмом ACE и без ACE в гене ACE собак, до и после лечения ингибитором АПФ.

МЕТОДЫ: Тридцать одну собаку (20 дикого типа, 11 ACE-полиморфизм) с сердечными заболеваниями оценивали с помощью измерения активности ACE и систолического артериального давления до и после введения ингибитора АПФ (эналаприл).

РЕЗУЛЬТАТЫ: Средняя активность ACE перед обработкой была значительно ниже для собак с полиморфизмом ACE, чем для собак с последовательностью дикого типа (P = 0,007). Через две недели ингибитора АПФ активность ACE была значительно снижена как для генотипов (дикого типа, P <0,0001, ACE-полиморфизма P = 0,03); средняя активность ACE после терапии не различалась между группами.

ВЫВОД: Полиморфизм ACE связан с более низкими уровнями активности ACE. Собаки с полиморфизмом по-прежнему испытывают подавление активности АПФ в ответ на ингибитор АПФ. Возможно, что генетический статус и активность ACE собак могут влиять на реакцию собак с этим вариантом на ингибитор АПФ.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Полиморфизм; ангиотензин-превращающий фермент; собачьи; эналаприл

Литература. Meurs K.M., Stern J.A., Atkins C.E., Adin D., Aona B., Condit J., DeFrancesco T., Reina-Doreste Y., Keene B.W., Tou S., Ward J., Woodruff K. Angiotensin-converting enzyme activity and inhibition in dogs with cardiac disease and an angiotensin-converting enzyme polymorphism // J Renin Angiotensin Aldosterone Syst. 2017 Oct-Dec;18(4)

Введение

Фармакологическое управление высоко активированной ренин-ангиотензин-альдостероновой системой (RAAS) с ингибитором ангиотензинпревращающего фермента (ACE) является хорошо принятым компонентом управления сердечными заболеваниями и застойной сердечной недостаточностью (ХСН) у людей [1]. Собаки часто используется для изучения лечения сердечных заболеваний и сердечной недостаточности как в качестве модели животных для сердечно-сосудистых заболеваний человека, так и для ветеринаров, которые управляют естественной сердечной болезнью у домашних собак с сердечным заболеванием [2-4].

Было показано, что у человека введение / удаление гена ACE (I / D) в интроне 16 влияет на активность ACE с аллелем делеции (D), связанным с более высокими уровнями ACE-активности, а затем аллелем введения (I) [5]. Полиморфизм был связан с разным ответом на ингибиторы АПФ [6-8]. Люди с этим полиморфизмом увеличили базовую активность АПФ, увеличили уровень продукции ангиотензина II и потребовали более высоких доз ингибиторов АПФ для достижения адекватного ответа на ингибирование АПФ. Ранее мы идентифицировали один нуклеотидный полиморфизм (SNP) в одном и том же интроне в гене ACE собаки. Мы предположили, что этот SNP в гене ACE собак может быть связан с переменным ответом на терапию ингибитора АПФ у собаки. Использование ингибиторов АПФ у домашней собаки с сердечными заболеваниями является общим компонентом контроля болезней сердца в ветеринарной медицине. Собака также является очень распространенной моделью для изучения сердечных заболеваний и лечения сердечных заболеваний для людей, а фармакогенетические вариации, которые могут повлиять на ответ на терапию, могут иметь важные последствия для сердечных исследований. В представленном здесь исследовании мы оценивали собак с миксоматозной болезнью митрального клапана, наиболее распространенной формой сердечных заболеваний у собаки, с полиморфизмом гена ACE и без него, а также оценивали активность ACE и систолическое артериальное давление до и после ингибирования АПФ с помощью эналаприла.

Материалы и методы

Это исследование проводилось в соответствии с руководящими указаниями Комитета по уходу и использованию животных Государственного университета штата Северная Каролина.

Собственные собаки с миксоматозным митральным клапаном, эхокардиографически идентифицированные сертифицированными ветеринарными кардиологами, были проспективно завербованы у пациентов в Колледже ветеринарной медицины штата Северная Каролина с 1 сентября 2013 года по 30 ноября 2015 года. Все собаки должны были иметь оценку 4/6 левый апикальный систолический шум и рентгенографически выраженное увеличение сердца (определяемое как позвоночная шкала сердца (VHS) ≥11) [2,11].

Были проведены физический осмотр, рентгенография грудной клетки и косвенное измерение кровяного давления. Собаки с продолжающейся сердечно-сосудистой патологией (легочная гипертензия, врожденные пороки сердца, системная гипертензия и т. д.) Или системные заболевания (почечная, эндокринная и т. д.), Как видно из истории, рентгенограммы или обычного биохимического профиля сыворотки, были исключены.

Косвенное измерение систолического артериального давления проводилось с использованием допплеровской системы Parks Medical Electronics, модель 811-B (Parks Medical, Las Vegas, NV, США). Размер манжеты выбирали путем измерения окружности области расположения манжеты и выбора размера манжеты с шириной 30-40% от окружности области размещения [12]. Хвостовая артерия была предпочтительным местом для измерения, но в в некоторых случаях использовалась дистальные артерии на передних или задних лапах. Измерения проводились до тех пор, пока не было, по меньшей мере, трех последовательных показаний (не более 10 мм рт. ст.) и значения были усреднены.

3-мл образец крови был взят из яремной вены для генотипирования полиморфизма ACE, как описано выше [9]. Вкратце, были использованы праймеры амплификации полимеразной цепной реакции (ПЦР) для ранее зарегистрированного SNP на собачьей хромосоме 9: 11507816 (dbSNP rs #: 850683722) используя программное обеспечение Primer 3 ( frodo.wi.mit.edu/) и последовательности нуклеотидов собак из ансамблевой геномной базы данных ( ensembl.org/index.html) [9]. Первым праймером был 5'-TCAGCTCCATGCAATCCATA- 3 ', обратным праймером был 5'-CCCCTTGCCCTATCTGTAAA-3'.

Продукты были секвенированы как передним, так и обратным праймерами. ПЦР проводили с использованием коктейля с водой, 10X KCL Taq-буфера, 1 мМ MgCl2, 0,2 единицы / мкл реакционного объема Taq ДНК-полимеразы, 0,5 единиц / мкл 0,4 мМ dNTP, 0,4 мкМ ПЦР-амплификационных праймеров и 100-200 мкг ДНК , Протокол ПЦР включал 5 минут при 95 ° C, 40 циклов 94 ° C в течение 30 секунд, 57 ° C в течение 30 секунд, 72 ° C в течение 30 секунд и 72 ° C в течение 7 минут. Продукты были секвенированы как передними, так и обратными праймерами и анализировались на секвенсере ABI Prism 377 (Фостер-Сити, Калифорния, США). Нуклеотидные последовательности визуально оценивали качество последовательности и выравнивали с помощью программного обеспечения SeqMan Pro (DNAStar; Madison, WI, USA) для оценки вариантов ДНК между отдельными животными. Последовательность ДНК сравнивалась с нормальной собачьей последовательностью в этой области, а также с ранее описанным полиморфизмом [9].

Два миллилитра крови помещали в стеклянную трубку без какого-либо антикоагулянта, а сыворотку отделяли и затем замораживали при -80 ° для последующего анализа активности ACE с использованием радиоанзиментарного анализа для прямого определения активности ACE (Клиника Майо, Рочестер, MN, США). Изменчивость этого анализа ранее определялась лабораторией с вариацией внутрипроблемного анализа 2,7% и вариацией между исследованиями на 8,1%. Поскольку собаки были генотипированы, те собаки, которые были гомозиготными по отношению к контрольной последовательности собачьего дикого типа ) или полиморфизм ACE были отобраны для дальнейшего участия в исследовании. Все собаки лечились со стартовой дозы по 0,5 мг / кг эналаприла перорально каждые 12 часов и повторно оценивались через 10-14 дней. Во время повторной оценки косвенное измерение артериального давления повторяли, а второй образец крови принимали для измерения активности ACE после эналаприла. Данные были визуально и статистически проверены на предмет нормальности с использованием теста нормальности D'Agostino Pearson omnibus. Обычно распределенные данные сообщаются как среднее ± стандартное отклонение (SD), в то время как ненормально распределенные данные сообщаются как медианы, а верхние и нижние 95% доверительные интервалы. Т-критерий использовался для сравнения нормально распределенных данных и теста Манна-Уитни U для неравномерно распределенных данных между двумя группами генотипов. Парализованный t-тест использовался для сравнения нормально распределенных данных, и для оценки нерегулируемых распределенных данных использовался для оценки неравномерно распределенных данных для базовой активности ACE для каждой собаки и систолического артериального давления к тем же измерениям, проведенным через 10-14 дней после начала терапии.

Результаты.

Один из собак был генотипирован в течение 20-месячного периода между 1 ноября 2013 года и 1 июля 2015 года. Тридцать одна из собак (таблица 1) была либо дикой (20 собак) или гомозиготных (11 собак) для полиморфизма ACE и были включены в исследование.

Клиническая характеристика животных

Средний возраст собак дикого типа составлял 10 лет ± 2,6 (SD), а средний возраст собак полиморфизма ACE составлял 9 лет ± 1,5. Между группами не было существенной разницы (P = 0,31).

Не было существенной разницы в увеличении сердца между двумя группами (P = 0,17). Медиана VHS для собак дикого типа составляла 11,3 (11,2 (более низкий доверительный интервал 95%) -12,2 (верхний доверительный интервал 95%)), а медиана VHS для собак с полиморфизмом ACE составляла 11,8 (11,29-13,04).

Активность предварительной обработки ACE измерялась у всех собак. Средняя активность ACE перед обработкой была значительно ниже для собак, гомозиготных по полиморфизму ACE (16,4 U / L, ± 9,3), чем для собак с последовательностью дикого типа (28,3 U / L, ± 11,95) (P = 0,008) ( Рисунок 1).

Среднее и стандартное отклонение (SD) активности ангиотензинпревращающего фермента (ACE)

Рисунок 1. Среднее и стандартное отклонение (SD) активности ангиотензинпревращающего фермента (ACE). Стандартные ошибки указывают на стандартное отклонение среднего значения.

Активность ACE после лечения была измерена у 19 собак с последовательностью дикого типа и девять собак, гомозиготных по полиморфизму ACE. Три собаки не смогли вернуться для переоценки, как первоначально планировалось, и были исключены из исследования. Через две недели терапии эналаприлом активность ACE была значительно снижена для обеих групп генотипов (дикого типа, P <0,0001, ACE-полиморфизм, P = 0,03). Медиана послеоперационной активности ACE для собак, гомозиготных по полиморфизму ACE, составляла 5,0 U / L (3,9-12,5), а для собак с последовательностью дикого типа - 5,0 U / L (7,0-17,8). Средняя активность ACE после терапии не различалась между группами (P = 0,60). Хотя величина изменений была значительно выше у собак дикого типа (медиана снижения 17,5 U / L, 10,1-22,6), чем у полиморфизма ACE (медиана снижения 4,7 U / L, 6,9-17,8) (P = 0,047) , Измерение артериального давления перед обработкой проводили на 16 собаках с последовательностью дикого типа и 11 собак с полиморфизмом ACE. Среднее предварительное лечение систолического артериального давления составляло 138 мм рт. ст. (± 23) для группы дикого типа и 136 мм рт. ст. (± 18) для группы полиморфизма ACE и не было существенно различно (P = 0,80). Среднее измерение артериального давления после лечения составляло 131 мм рт. ст. (± 17) для группы дикого типа и 145 мм рт. ст. (± 27) для полиморфизма ACE. Это также существенно не отличалось (P = 0,15). Не было существенной разницы в измерениях артериального давления до и после лечения в каждой группе (P = 0,36, парный t-тест, дикий тип, P = 0,43, парный t-тест, вариант).

Обсуждение

Это исследование было разработано для определения влияния полиморфизма ACE на активность ACE и артериального давления у собак с сердечными заболеваниями, обработанными ингибитором АПФ. Собаки, гомозиготные по полиморфизму ACE, имели более низкий базовый уровень активности ACE по сравнению с собаками дикого типа, но все же испытывали подавление активности ACE в ответ на терапию эналаприлом.

В этом исследовании оценивали 12 различных пород собак. Полиморфизм ACE был идентифицирован у пяти из 12 пород, но чаще всего наблюдался у Cavalier King Charles spaniel (шесть из 10 собак) (таблица 1). В предыдущем исследовании мы идентифицировали этот полиморфизм у трех из пяти боксеров и четырех из пяти доберманов [9]. Это говорит о том, что полиморфизм ACE чаще встречается у некоторых пород собак, хотя количество собак, изучаемых у каждой породы, было небольшим и более крупные исследования оправданы.

У людей полиморфизм ACE имеет клиническое значение при полиморфизме I / D, расположенный в той же самой интронной области гена, что и одно базовое изменение, которое мы идентифицировали у собаки [7,9]. Люди с сердечным заболеванием и полиморфизмом введения более высокого уровня активности ACE, чем те, у которых нет вставки [8]. Различное влияние этих полиморфизмов на активность ACE (более высокие уровни у людей с полиморфизмом введения, более низкие уровни у собак с полиморфизмом одной базовой пары) может указывать на то, что эта область интрона имеет роль в экспрессии генов, которая может варьироваться в зависимости от места воздействия интрона и если в этом месте был регулятор транскрипции, включающий энхансер гена или глушитель [12].

Это обучение имеет несколько ограничений. Мы идентифицировали существенную разницу в активности АПФ у собак с полиморфизмом; однако мы не оценили функциональные последствия этого открытия, такие как нижестоящие показатели активности системы RAAS (отношение мочи к альдостерону к креатинину). Мы сравнили измерение косвенного систолического артериального давления между двумя группами собак и не обнаружили существенной разницы. Однако мы также не обнаружили существенной разницы в артериальном давлении для обеих групп между измерениями до и после эналаприла. Это может просто предполагать, что косвенное измерение артериального давления является довольно грубым способом оценки изменений в РААС.

Выводы

В заключение мы отметили, что генетический полиморфизм в гене ACE собак связан с более низкими уровнями активности ACE. Возможно, генетический статус собаки может повлиять на изучение активности ACE у собак со спонтанной сердечной болезнью, а также с теми, которые используются в качестве модели болезни человека. Дальнейшее изучение клинической значимости этого вывода оправдано.

Литература

  1. Borghi C, Rossi F. Role of the renin–angiotensin–aldosterone system and its pharmacological inhibitors in cardiovascular diseases: complex and critical issues. High Blood Press Cardiovasc Prev 2015; 22: 429–444.
  2. Kvart C, Haggstrom J, Pedersen HD, et al. Efficacy of enalapril for prevention of congestive heart failure in dogs with myxomatous valve disease and asymptomatic mitral regurgitation. J Vet Intern Med2002; 16: 80–88.
  3. Atkins CE, Keene BW, Brown WA. Results of the veterinary enalapril trial to prove reduction in onset of heart failure in dogs chronically treated with enalapril alone for compensated, naturally occurring mitral valve insufficiency. J Am Vet Med Assoc 2007; 231: 1061–1069.
  4. Atkins CE, Haggstrom J. Pharmacologic management of myxomatous mitral valve disease in dogs. J Vet Cardiol 2012; 14: 165–184.
  5. Tiret L, Rigat B, Visvikis S, et al. Evidence, from combined segregation and linkage analysis, that a variant of the angiotensin I-converting enzyme (ACE) gene controls plasma ACE levels. Am J Hum Genet1992; 51: 197–205.
  6. Wu CK, Luo JL, Tsai CT, et al. Demonstrating the pharmacogenetic effects of angiotensin-converting enzyme inhibitors on long-term prognosis of diastolic heart failure. Pharmacogenomics J 2010; 10: 46–53.
  7. McNamara DM, Holubkov R, Postova L, et al. Pharmacogenetic interactions between angiotensin-converting enzyme inhibitor therapy and the angiotensin-converting enzyme deletion polymorphism in patients with congestive heart failure. J Am Coll Cardiol 2004; 44: 2019–2026.
  8. McNamara DM. Genomic variation and neurohormonal intervention in heart failure. Heart Fail Clin2010; 6: 35–43.
  9. Meurs KM, Chdid L, Reina-Doreste Y, et al. Polymorphisms in the canine and feline renin–angiotensin–aldosterone system genes. Anim Genet 2015; 46: 224–226.
  10. Buchanan JW. Vertebral scale system to measure heart size in radiographs. Vet Clin North Am Small Anim Pract 2000; 30: 379–393.
  11. Brown S, Atkins C, Bagley R, et al. Guidelines for the identification, evaluation and management of systemic hypertension in dogs and cats; 2007 ACVIM Forum Consensus Statement. J Vet Intern Med2007; 21: 542–558.
  12. Chorev M, Carmel L. The function of introns. Front Genet 2012; 3: 1–13.

^Наверх

Полезно знать