Микровезикулы (МВ) – это небольшие мембранные пузырьки (от 40 до 100 нм в диаметре), образующиеся из эндосомальных мультивезикулярных телец в результате их слияния с поверхностной мембраной клетки [1].
Клетки организма человека секретируют микровезикулы во внеклеточное пространство и в такие биологические жидкости, как кровь, лимфа, спинномозговая жидкость, моча, слюна. За последнее десятилетие все больший интерес появляется к рассмотрению вопросов обнаружения микровезикул в моче. Эта биологическая жидкость имеет ряд преимуществ по сравнению с остальными: она легкодоступна, получить ее можно неинвазивными способами. Более того, наличие специфических веществ, находящихся в микровезикулах, дает возможность ранней диагностики заболеваний мочеполовой системы.
В состав микровезикул мочи включены белки цитоплазмы, мембранные белки, функционально активные рибонуклеиновые кислоты (мРНК, микроРНК, рРНК, тРНК и др.), отражающие физиологическое и, возможно, патофизиологическое состояние клеток органов мочеполовой системы. Открытие микровезикул в моче открывает новую область исследований биомаркеров патологии мочевыводящей системы [2].
В 2004 г. исследователь Trairak Pisitkun впервые выделил микровезикулы из мочи и посредством масс-спектрометрии идентифицировал около 300 белков [3]. А через 5 лет Patricia Gonzales et al. [4] создали базу данных веществ, выделенных из микровезикул мочи, основанную на опубликованных данных масс-спектрометрии. Соединения были получены из микровезикул, выделенных из мочи здоровых добровольцев. На сегодняшний день в базу включена информация о 1160 веществах биологической природы. Также авторы высказали мнение, будто микровезикулы, обнаруженные в моче, могут стать средством получения информации о патологическом состоянии почечных клеток [4].
Уже зная тот факт, что микровезикулы содержат внутриклеточные белки, H. Zhou (2008) задался вопросом: можно ли измерить факторы транскрипции в мочевых микровезикулах? Им было создано две модели острой почечной недостаточности (ОПН) (ишемия/реперфузия) и два вида повреждения подоцитов. В эксперименте использовались крысы и трансгенные мыши. Кроме того, моча была получена от больных ОПН, а также от пациентов, страдающих фокально-сегментарным гломерулосклерозом, и от здоровых лиц. Активирующий транскрипционный фактор 3 (ATF3) обнаруживался в микровезикулах мочи через 2–24 ч после ишемии/реперфузии. Следует особо отметить, что в обеих моделях мочевой АТF3 был обнаружен раньше, чем сывороточный креатинин. Мочевой ATF3 определялся только у пациентов с ОПН, что свидетельствует о несомненной диагностической ценности микровезиул, содержащих ATF3. У здоровых лиц и пациентов с фокально-сегментарным гломерулосклерозом указанные микровезикулы не выявлялись. Мочевой маркер опухоли Уилмса (WT-1) был обнаружен в микровезикулах у крыс и мышей до значительного клубочкового склероза. У пациентов с фокально-сегментарным гломерулосклерозом мочевой WT-1 также присутствовал у 9 из 10 больных. Таким образом, было доказано, что факторы транскрипции могут быть обнаружены в микровезикулах мочи. Следует отметить, что мочевой ATF3 может стать новым биомаркером повреждения клеток тубулярного аппарата почки для диагностики ранней ОПН, тогда как мочевой WT-1 может указывать на раннее повреждение подоцитов. Мочевые микровезикулярные факторы транскрипции представляют собой новый класс биомаркеров для выявления острых и хронических заболеваний почек [5].
В других исследованиях показано, что в норме в мочу здоровых добровольцев выделяются микровезикулы, происходящие из эпителия клубочков почки. Увеличение уровня маркера WT-1 в микровезикулах может выступать прямым признаком травмы, тогда как его уменьшение указывает на снижение степени деструкции подоцитов. В частности, увеличение содержания WT-1 коррелировало со степенью повреждения подоцитов как на экспериментальных моделях, так и у пациентов, страдавших хронической клубочковой патологией [6, 7]. У больных нефротическим синдромом возрастало количество микровезикул, содержащих белок подокаликсин, образующийся из гломерулярных подоцитов [8, 9].
Снижение и нормализация уровня маркеров повреждения подоцитов и WT-1 в микровезикулах могут быть использованы при диагностике заболеваний с нефротическим синдромом, а также для отслеживания динамики и ответной реакции на терапию.
С помощью множества биомаркеров в микровезикулах (мРНК, микро-РНК, белки и поверхностные рецепторы) возможно не только оценивать степень повреждения клубочков, но и различать тип гломерулярного повреждения, а также выявлять наличие регенеративных, фиброзных реакций, происходящих в ткани почек в результате их повреждения [4].
R. Samsonov et al. [10] в своей работе представили новый метод выделения микровезикул из мочи и доказали его пригодность для последующего анализа экзосомальной микро-РНК. Методика перспективна как для проведения масштабных клинических исследований, так и для разработки тестов клинической диагностики.
Кроме того, показано, что при развитии почечного фиброза содержание микро-РНК (мРНК-29, мРНК-200) в микровезикулах, выделенных от пациентов с хронической болезнью почек, было значительно снижено по сравнению с группой контроля [11].
Маркерами развития диабетической нефропатии (ДН) cлужат альбуминурия и скорость клубочковой фильтрации (СКФ) [12]. В течение продолжительного времени многочисленные исследования были направлены на выявление неинвазивного биомаркера ДН, но ни один из них не считался достаточно специфичным и чувствительным. Однако в 2017 г. исследователи из Университета Бари (Италия) проанализировали экскрецию аквапорина-2 (AQP2) и аквапорина-5 (AQP5) в составе микровезикул у пациентов, страдавших диабетом. Анализ показал, что уровень AQP5 был значительно увеличен у пациентов с ДН. Корреляционный анализ выявил положительную связь между AQP5 и гистологическим классом нефропатии. В совокупности результаты этого экспериментального исследования показывают, что определение экскреции AQP2 и AQP5 c мочой может представлять собой новую неинвазивную методику, с помощью которой можно идентифицировать и наблюдать пациентов с ДН на ранних стадиях заболевания, а также выявлять различия между классами ДН [13].
Следует отметить, что микровезикулы могут содержать вещества, позволяющие выявлять онкологические заболевания мочеполовой системы. При обследовании больных раком предстательной железы P. J. Mitchell et al. обнаружили в микровезикулах мочи биомаркеры, подтверждающие наличие онкологического заболевания, в то время как в группе контроля этих маркеров не наблюдалось [14]. У больных раком предстательной железы в мочевых микровезикулах были выявлены белки интегрин альфа-3 (ITGA3) и интегрин бета-1 (ITGB1). Необходимо добавить, что у пациентов с доброкачественной гиперплазией предстательной железы эти белки обнаруживались в меньшем количестве [15]. В другом исследовании проведено сравнение белкового состава мочевых микровезикул, полученных от пациентов с почечно-клеточной карциномой, и у здоровых лиц. У больных раком почки выявлено чрезмерное количество матриксной металлопротеиназы 9 и индуктора внеклеточной матриксной металлопротеиназы, которые участвуют в ремоделировании матрикса. Более того, содержание этих белков коррелировало с прогрессированием заболевания и метастатическим процессом [16].
Таким образом, в современной литературе идет накопление сведений о диагностической и прогностической ценности микровезикул в моче, что свидетельствует об информационной перспективности представленных исследований.
