Investigation of the pathomechanism and potential therapeutic targets in radiation-induced heart disease in a rat model
Authors: Kovács Mónika Gabriella 
Published: May 2022

A radiogén szívkárosodás (radiation-induced heart disease, RIHD) a mellkasi besugárzás lehetséges késői mellékhatása, mely végül összetett pathomechanizmusán keresztül bal kamrai hipertrófiához (left ventricular hypertrophy, LVH) és fibrózishoz vezet, és végül szívelégtelenség (heart failure, HF) alakul ki. A mikroRNS-212 (miR-212) a patológiás LVH kialakulásának fontos regulátora, mely a forkhead box O3 (FOXO3)- mediálta jelúton fejti ki hatását a nyomás- indukálta szívelégtelenségben. Az angiotenzin-II receptor blokkolók (angiotensin-II receptor blockers, ARBs) (pl. losartan) a különböző eredetű szívelégtelenségek kezelésére gyakran használt gyógyszerek. Az ARB-k átépülést gátló hatásáról szóló preklinikai bizonyítékok hiányosak, a klinikai kutatások pedig ellentmondóak. Ezek alapján célkitűzésünk volt i) felállítani egy patkány modellt az RIHD akut, korai és késői krónikus fázisának modellezésére, ii) megvizsgálni a miR-212 és iii) a kiválasztott targetjének, a FOXO3-nak a lehetséges szerepét az RIHD kifejlődésében, iv) és megvizsgálni a losartan hatását RIHD-s patkány modellünkben. Kísérleteinkben az RIHD kifejlődését Sprague-Dawley patkányokban szelektív szívbesugárzással (50 Gy) váltottuk ki. A modellbeállítási kísérletünkben a szív morfológiájának és funkciójának megítélésére transztorakális echokardiográfiát végeztünk 1, 3 és 19 héttel a szelektív szívbesugárzást követően. A követési idők végén qRT-PCR méréseket végeztünk a miR-212 és Foxo3 génexpresszió változásának vizsgálatára. A FOXO3 és foszfo-FOXO3 (pFOXO3) kardiális expresszióját Western blot technikával fehérje szinten is megvizsgáltuk 19 hét után. A diasztolés diszfunkció (diastolic dysfunction, DD) minden követési idő esetében kialakult az RIHD talaján. Három héttel a besugárzás után enyhe hipertrófia fejlődött ki, 19 hét után pedig kifejezett LVH-t és intersticiális fibrózist figyeltünk meg. Az RIHD modellünkben 3 és 19 hét után a miR-212 overexpressziója volt látható, a Foxo3 repressziója pedig mRNS szinten csak 19 hét után volt megfigyelhető. Ezzel ellentétben a besugárzás után 19 héttel a totál FOXO3 fehérje szinten nem mutatott csökkenést. Összefoglalva elmondhatjuk, hogy a miR-212 hatását az LVH kifejlődésére FOXO3-független jelutakon keresztül fejti ki RIHD-ban. A kezelési modellünkben hím Sprague-Dawley patkányokat három csoportba osztottunk: 1) kontroll, 2) besugárzott, 3) besugárzott és losartannal kezelt (per os 10 mg/kg/nap), és 1, 3, ill. 15 hétig követtük nyomon. 15 héttel a besugárzás után az LVH és fibrózis echokardiográfiás és szövettani jeleit a losartanos kezelés mérsékelte, ill. csökkentette a kimáz (Cma), a kötőszöveti növekedési faktor (Ctgf), a transzformáló növekedési faktor-béta (Tgfb) bal kamrai overexpresszióját is. Ehhez hasonlóan a Western blottal mért SMAD2/3 fehérje szintje is csökkent a losartanos kezelés hatására. Mindkét besugárzott csoportban emelkedett a túléléssel kapcsolatos foszfo-AKT/AKT és foszfo-ERK1,2/ERK1,2 arány 15 hét után. A losartan kardiális átépülést gátló hatása feltehetőleg a kimáz overexpressziójának, ill. a TGF-β/SMAD2/3 jelút egyes elemeinek a gátlásán keresztül valósulhat meg RIHD modellünkben.