Инфламмасома — новый взгляд на терапию сердечно-сосудистых заболеваний. Часть II

Как было показано в первой части нашего обзора, роль запуска инфламмасомного каскада в сердечной ткани может вести как к формированию, так и к прогрессированию различных сердечных патологий. Поэтому вопрос об ингибировании инфламмасомы при различных сердечно-сосудистых патологиях заслуживает отдельного внимания. В настоящее время ведется активная разработка препаратов, ингибирующих сборку инфламмасомы, продукцию провоспалительных цитокинов, а также их связывание с рецепторами на поверхности клеток. Целью нашего обзора являлось выявление роли различного вида инфламмасом в формировании сердечно-сосудистой патологии, а также определение эффективности препаратов, направленных на ингибирование их каскада.

Методология исследования

Методологический подход включал в себя систематический анализ оригинальных исследований, метаанализов, а также обзорных статей, опубликованных в международных базах данных ("Medline", "PubMed", "Scopus"). Ключевые слова, которые мы использовали: "инфламмасома", "NLRP3", "AIM2", "NLRC4", "фибрилляция предсердий", "хроническая сердечная недостаточность", "ишемическая болезнь сердца", "миокардиты", "перикардиты", "сердечно-сосудистые заболевания". Описательный обзор проводился в соответствии с протоколом PRISMA (http://www.prisma-statement.org), используемым для этого типа исследования (ID-423604).

Роль инфламмасомы в патогенезе заболеваний сердца

Фибрилляция предсердий

Исследования последних лет показали важную роль запуска инфламмасомы при возникновении и поддержании фибрилляции предсердий (ФП). Так, у пациентов с пароксизмальной и длительно персистирующей формами ФП отмечалась повышенная активность NLRP3 в кардиомиоцитах предсердий. Причем при пароксизмальной форме увеличивалась экспрессия только активного белка Casp1-p20, а при длительно персистирующей — экспрессия NLRP3, ASC, активного Casp1-p20 и NF-κB [1]. В фибробластах предсердия у пациентов с персистирующей ФП также замечено увеличение экспрессии NLRP3 и провоспалительного IL-1β [2]. В гомогенатах цельной ткани предсердий пациентов с послеоперационной ФП наблюдается высокая экспрессия активированных компонентов NLRP3-инфламмасомы, включая домены NACHT, LRR и PYD [3]. Экспрессия белка CaMKII, CaMKII-зависимое фосфорилирование сердечного RyR2 и вероятность его одноканального открытия значительно увеличены при послеоперационной ФП [3]. Вышеперечисленные события способны усиливать спонтанное высвобождение Ca²⁺ из эндоплазматического ретикулума в кардиомиоцитах, что способствует нарушению электропроводимости посредством индукции ранней и/или отсроченной постдеполяризации [4]. В то же время, как было описано ранее, запуск NLRP3-инфламмасомы в кардиомиоцитах может усиливать сверхбыстрые K⁺-токи замедленного выпрямления, что поддерживает патологический механизм re-entry при ФП вследствие уменьшения длительности и рефрактерности предсердного потенциала действия [5]. В периферической крови пациентов с пароксизмальной и длительно персистирующей формами ФП наблюдается повышенный уровень провоспалительных IL-1β [6] и IL-18 [7], что косвенно указывает на активацию инфламмасомы. Причем при длительно персистирующей форме ФП уровень IL-18 был выше, чем в группе с пароксизмальной ФП, а также IL-18 положительно коррелировал с размером левого предсердия [7]. Таким образом, можно предположить, что при данной патологии активация инфламмасомы участвует в поддержании эктопической активности.

В кардиологии имеется практика применения колхицина при ФП. В настоящее время существуют убедительные доказательства того, что колхицин снижает опосредованную воспалением выработку IL-1β и IL-18, ингибируя сборку и активацию NLRP3-инфламмасомы в различных клетках [8]. Например, у пациентов, принимавших колхицин после оперативных вмешательств на сердце, наблюдалась меньшая частота возникновения послеоперационной ФП, а также снижение пребывания в стационаре и реабилитационный период [9]. Стоит отметить, что в рекомендациях ACC/AHA от 2019г колхицин указан как препарат для профилактики послеоперационной ФП (класс доказательности IIb, уровень доказательности B) [10]. Таким образом, можно говорить о непосредственном участии активации инфламмасомы в эктопической активности предсердий при ФП и рассматривать её компоненты в качестве точки приложения для терапии.

Хроническая сердечная недостаточность

При хронической сердечной недостаточности (ХСН) запуск сборки инфламмасомы в клетках сердца играет важную роль в инициации и поддержании очагов хронического воспаления, приводящего к ремоделированию сердечной ткани и развитию фиброза. Так, при исследовании ткани левого желудочка (ЛЖ) у пациентов с ХСН отмечалась повышенная экспрессия AIM2, NLRC4, расщепленных функционально активных фрагментов каспазы-1 и IL-1β [11], что свидетельствует о локальной активации AIM2- и NLRC4-инфламмасомы. Известно, что запуск каскада реакций инфламмасом в клетках миокарда может приводить к пироптозу. В свою очередь, при пироптозе клеток сердечной ткани может высвобождаться двухцепочечная ДНК (дцДНК), которая может распознаваться AIM2 соседних клеток, активируя инфламмасому. При выполнении совместного окрашивания на дцДНК и AIM2 на гистологических срезах было обнаружено, что внеядерная дцДНК была колокализована с AIM2 [11]. NLRP3-инфламмасома также задействована в патогенезе сердечной недостаточности (СН). Повышенная экспрессия NLRP3 отмечалась в тканях ЛЖ у людей с терминальной СН. Причем NLRP3 высоко экспрессировался именно в кардиомиоцитах, а также в островках интерстициальных клеток, локализованных между ними, и фибробластах сердца, что, по-видимому, способствовало развитию фиброза [12]. При исследовании периферической крови пациентов с ХСН также были выявлены повышенные уровни NLRP3, IL-1β и IL-18 [13]. Была отмечена положительная корреляция между концентрациями NLRP3 и IL-1β, с одной стороны, и трансмитральным кровотоком (E/e'), показателем диастолической дисфункции при ХСН с сохранной фракцией выброса (ФВ), с другой [13]. Уровень IL-1β в периферической крови положительно коррелировал с увеличением функционального класса ХСН [14]. В свою очередь, IL-18 положительно коррелировал с тяжестью заболевания [15].

В последнее время проводят различные клинические испытания препаратов — ингибиторов IL-1β — у пациентов с ХСН. Эти лекарственные средства оказывают положительное действие на течение данной патологии, клиническую симптоматику заболевания и качество жизни пациентов. Так, при 2-недельном применении анакинры пациентов с ХСН улучшалось обеспечение кислородом кардиомиоцитов, уменьшалась задержка в этих клетках углекислого газа, увеличивалась толерантность к физической нагрузке [15]. При 2-недельном лечении анакинрой пациентов с ХСН со сниженной ФВ отмечалось увеличение ФВ ЛЖ [16]. При использовании другого ингибитора IL-1β — канакинумаба — у пациентов с ХСН отмечалось увеличение ФВ ЛЖ через 12 мес. после терапии [17]. Клиническое исследование CANTOS показало, что применение канакинумаба уменьшало частоту госпитализаций пациентов с ХСН, а также смертность, связанную с декомпенсацией заболевания [18]. В настоящее время на стадии 1B клинических испытаний находится прямой ингибитор NLRP3 под коммерческим названием дапансутрил. При применении данного препарата у пациентов с ХСН со сниженной ФВ отмечалось увеличение ФВ после 14-дневного курса лечения [19]. Таким образом, препараты, направленные на ингибирование продуктов активности инфламмасомы, активно разрабатываются и применяются в клинической практике для лечения ХСН, что делает исследования в этой области весьма перспективными.

Ишемическая болезнь сердца

В патогенезе развития ишемической болезни сердца (ИБС), включающей острые преходящие и хронические состояния, также принимает участие активированная инфламмасома и ее продукты. Например, экспрессия NLRP3 увеличивается в миокарде пациентов, перенесших острый инфаркт миокарда (ИМ) 3-дневной давности [20]. Действительно, исследования последних лет показывают, что активация инфламмасомы может происходить на всех этапах патогенеза ИМ [21]. Это может объясняться запуском каскада реакций NLRP3-инфламмасомы, вызванной DAMPs соседних клеток, подвергшихся сосудистому некрозу. Эти клетки после активации инфламмасомы погибают пироптозом вследствие расщепления и встраивания газдермина D в цитоплазматическую мембрану, что может способствовать "самоподдержанию" воспаления в ткани сердца при остром коронарном синдроме (ОКС). Продукты активации инфламмасомы — IL-18 и IL-1β — при ишемизации миокарда могут продуцироваться различными клетками сердечной ткани, включая кардиомиоциты, клетки эндотелия сосудов и макрофаги, что способствует нарушению сократительной функции кардиомиоцитов, а также усилению атеросклеротического поражения коронарных артерий. Так, в коронарных артериях, подвергшихся атеросклерозу, наблюдалась активация белка ASC, каспазы-1 и как следствие повышенная продукция IL-18 [22]. При иммуногистохимическом окрашивании атеросклеротических бляшек коронарных артерий пациентов с ИБС были выявлены пенистые макрофаги, экспрессировавшие на высоком уровне NLRP3, ASC и каспазу-1 по периферии некротических липидных ядер [22]. Также при исследовании интракоронарных тромбов пациентов, перенесших острый ИМ с подъемом сегмента ST (ОИМпST), была выявлена повышенная экспрессия TLR4, NLRP3 и IL-1β в моноцитах и нейтрофилах, содержащихся в составе тромбов [23]. Следовательно, при острых коронарных событиях происходит запуск каскада реакций инфламмасомы, что способствует нарушению сократительной способности миокарда, его ремоделированию, а также атерогенезу коронарных артерий.

В периферической крови пациентов как с ОКС, так и со стабильной ИБС отмечались высокие уровни NLRP3, IL-1β, IL-18 в мононуклеарных клетках [24]. Уровни этих белков положительно коррелировали с коронарным кальцием [25], тропонином Т [23], риском сердечно-сосудистых осложнений (ССО) и неблагоприятным исходом [26]. Так, уровень NLRP3 в моноцитах крови пациентов с ОКС положительно коррелировал с количеством пораженных сосудов, количеством сосудистых поражений, а также с наличием бифуркационных поражений коронарных артерий [26]. Многомерный регрессионный анализ Кокса показал, что NLRP3 является независимым предиктором MACE. Также концентрация NLRP3 в моноцитах крови положительно коррелировала с баллами по шкалам GRACE, TIMI, SYNTAX и индексом Gensini [26]. Таким образом, запуск воспалительных реакций в ткани сердца при ИБС может способствовать пироптозу соседних клеток, поддержанию ишемии, увеличению области очагов некроза и влиять на прогноз заболевания.

Применение колхицина у пациентов как со стабильной ИБС, так и у пациентов, недавно перенесших ИМ, показало свою эффективность. При стабильной ИБС, колхицин в дозе 0,5 мг/сут., назначаемый в дополнение к статинам и другим стандартным методам вторичной профилактики, оказался эффективным для предотвращения сердечно-сосудистых событий [27]. Применение колхицина после острого ИМ снижало риск возникновения последующих ССО [28], а у пациентов с ОКС колхицин понижал концентрацию хемокинов и подавлял направленную миграцию моноцитов в очаги некроза [29]. Однако имеются противоположные данные о том, что применение колхицина не уменьшало размер зоны миокарда, подвергшейся инфаркту, и не влияло на ремоделирование и конечный диастолический объем ЛЖ [30]. Применение селективных блокаторов IL-1β — канакинумаба в дозе 150 мг каждые 3 мес. — у пациентов с ИБС приводило к значительно более низкой частоте повторных сердечно-сосудистых событий, независимо от снижения уровня липидов по сравнению с плацебо [31]. Тогда как использование анакинры у пациентов с ОИМпST сопровождалось снижением частоты возникновения СН после ОИМ [32]. Также использование анакинры у пациентов с перенесенным ОИМпST было безопасным и благоприятно влияло на ремоделирование ЛЖ [33] и снижало частоту возникновения СН [32].

Перикардиты

У пациентов с хроническим перикардитом, перенесших рецидив основного заболевания, отмечалась повышенная экспрессия NLRP3, ASC и каспазы-1 в клетках перикардиальной ткани [34], что указывает на участие NLRP3-инфламмасомы в развитии воспаления при перикардитах. Это также подтверждено эффективностью некоторых препаратов, ингибирующих каскад ее реакций. Так, колхицин у пациентов с рецидивирующим перикардитом снижал частоту рецидивов и уменьшал клиническую симптоматику в течение 72 ч после его применения [35]. Кроме того, препарат анакинра снижал частоту рецидивов у пациентов с рецидивирующим перикардитом [36], в т. ч. у пациентов, резистентных к терапии колхицином [37], способствовал снижению количества госпитализаций и потребности в использовании глюкокортикостероидов [36]. Причем сочетание анакинры с колхицином показало большую эффективность с точки зрения снижения рецидивов перикардита по сравнению с монотерапией анакинрой [38]. Сравнительно недавно прошел клинические испытания препарат рилонацепт, который является ингибитором провоспалительных IL-1a и IL-1β [39]. Так, его применение при рецидивирующих перикардитах способствовало быстрому разрешению эпизодов рецидивирующего перикардита и снижало риски развития рецидива.

Миокардиты

Присутствие активированной NLRP3-инфламмасомы в сердечной ткани при развитии миокардита было показано многочисленными исследованиями. При иммунофлуоресцентном окрашивании биоптата эндомиокардиальной ткани, полученной от пациентов с острым миокардитом, отмечались повышенные уровни ASC и каспазы-1 [40]. Причем внутриклеточные агрегаты ASC и/или каспазы-1 обнаруживались в цитоплазме различных клеток, вовлеченных в воспалительный процесс — лейкоциты, инфильтрирующие миокард, кардиомиоциты, фибробласты и эндотелий коронарных сосудов [40]. Также обнаружена зависимость между количеством выявляемых инфламмасом и тяжестью СН, развившейся вследствие миокардита. Большее количество компонентов инфламмасом и лейкоцитов, содержавших эти компоненты, наблюдалось у пациентов со сниженной ФВ ЛЖ (<40%), которая не восстанавливалась на протяжении 6 мес. после миокардита [40]. У пациентов с миокардитами вирусной этиологии отмечалась повышенная экспрессия IL-1β в ткани сердца [41]. Можно предположить активацию сигнального каскада NLRP3-инфламмасомы в сердечной ткани при миокардитах различной этиологии, что подтверждается эффективностью применения препаратов-ингибиторов продуктов инфламмасомы. Так, применение анакинры в дополнение к стандартному лечению при хронически активном миокардите способствовало купированию клинических проявлений, снижению системного уровня воспаления, а также улучшению ФВ ЛЖ [42]. В 2023г было запущено клиническое исследование ARAMIS по применению анакинры при остром миокардите, но результаты пока не опубликованы [43]. Таким образом, инфламмасома в развитии миокардита играет важную роль, а терапия, направленная на подавление каскада ее реакций, является весьма перспективной.

Перспективы применения препаратов-ингибиторов активности инфламмасом

В связи с важной ролью запуска инфламмасомы в ткани сердца, а также прямыми и косвенными доказательствами эффективности терапии, направленной на подавление различных стадий ее активации, встает вопрос о применении препаратов-ингибиторов при более широком спектре заболеваний в рутинной практике.

Имеются обширные клинические исследования применения ингибиторов IL-1β — канакинумаба и анакинры — при остром ИМ [31-33]. Данные препараты уменьшали постинфарктное ремоделирование сердечной мышцы, уменьшали системные воспалительные реакции организма, а также снижали вероятность смертности и развития впервые возникшей ХСН. Имеются данные об использовании анакинры и канакинумаба для терапии пациентов с ХСН как со сниженной ФВ [17], так и с сохранной [44]. В целом применение ингибиторов IL-1β способствовало значительному увеличению толерантности к аэробной нагрузке у пациентов, улучшению качества жизни, а также снижению частоты госпитализаций по поводу декомпенсации СН. При рецидивирующем перикардите использование анакинры показало снижение риска рецидивов по сравнению с плацебо [37]. В последнее время появились сообщения о высокой эффективности применения препарата рилонацепт, представляющего собой ингибитор IL-1a и IL-1β, при рецидивирующем перикардите [39]. Рилонацепт способствовал быстрому разрешению эпизодов рецидивирующего перикардита, снижал частоту рецидивов, способствовал уменьшению болевого синдрома, улучшал качество жизни. Применение анакинры при миокардитах на данный момент активно обсуждается. Недавно было запущено рандомизированное исследование острого миокардита, результаты которого пока неизвестны [43].

На данный момент селективный ингибитор NLRP3 — дапансутрил — проходит клинические испытания у пациентов со стабильной ХСН со сниженной ФВ (NYHA II-III) [19], а его использование сопровождалось увеличением толерантности к физическим нагрузкам и ФВ ЛЖ, улучшением качества жизни.

Применение неселективных ингибиторов инфламмасомы и ее продуктов, таких как колхицин, также показало свою эффективность при различных заболеваниях сердца, его механизм действия подробно еще не изучен. Считается, что колхицин способствует разрушению тубулина, тем самым нарушая взаимодействие между NLRP3-сенсором и адаптерным белком ASC [45], также он подавляет активацию рецептора P2X7, необходимого для запуска инфламмасомы К⁺-зависимым образом [45]. Применение колхицина после перенесенного ИМ снижало риск ССО, а также частоту повторных госпитализаций по поводу приступов стенокардии [28]. Использование колхицина после ОКС показало уменьшение вероятности развития ХСН [30] и уменьшение размера миокардиального очага поражения [46]. Однако имеются сообщения о том, что колхицин не уменьшает зону инфаркта и вероятность развития ССО после перенесенного ОКС [30]. При стабильной ИБС колхицин показал существенное снижение ССО [27], однако в группе пациентов, принимавших колхицин, увеличилась смертность от несердечно-сосудистых причин [27]. Колхицин был эффективен при профилактике послеоперационной ФП [9]. В 2019г колхицин был включен в рекомендации ACC/AHA как препарат для профилактики послеоперационной ФП (класс доказательности IIb, уровень доказательности B) [10]. Однако рекомендации ACC/AHA от 2023г не рекомендуют использовать данный препарат для профилактики послеоперационной ФП, т. к. более поздние исследования не подтвердили его эффективность, а нежелательные реакции со стороны желудочно-кишечного тракта при его использовании были весьма значительными [47]. При рецидивирующем перикардите терапия колхицином приводила к уменьшению симптоматики, а также к снижению частоты и количества рецидивов [35]. По Российским клиническим рекомендациям от 2022г колхицин можно использовать в монотерапии острых неспецифических перикардитов при непереносимости нестероидных противовоспалительных препаратов. Также присоединение колхицина в низких дозах к уже имеющейся терапии рекомендовано с точки зрения снижения риска развития рецидива заболевания. Ингибиторы натрий-глюкозного котранспортера 2 типа SGLT2, находящие своё применение при ХСН, также могут ингибировать NLRP3-инфламмасому и снижать уровень IL-1β+ макрофагов за счет повышения уровня β-гидроксибутирата, который представляет собой кетоновое тело, переносящее энергию от адипоцитов к сердцу во время длительного голодания или же во время физических упражнений [48]. Препараты, ингибирующие каскад реакций инфламмасомы, и их действие при различных сердечных патологиях представлены в таблице 1.

Заключение

В заключение необходимо отметить, что инфламмасома играет важную роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний, а ингибирующее влияние терапевтических препаратов на её воспалительный каскад приводит к улучшению течения заболевания. Однако вопрос рутинного применения этих препаратов при некоторых патологиях до сих пор остается открытым и требует дальнейшего изучения для выявления показаний к данному виду терапии.

Отношения и деятельность. Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (соглашение №  075-15-2022-301 от 20.04.2022).