Систематический анализ молекулярно-биологических механизмов поддержки хондроитина сульфатом метаболизма соединительной ткани

Цель исследования – провести анализ ролей недифференцированной дисплазии соединительной ткани (нДСТ) при развитии заболеваний хряща и связочного аппарата.

Материал и методы. В настоящей работе представлены результаты анализа литературы по фундаментальным и клиническим исследованиям взаимосвязей между хондроитина сульфатом (ХС) и патологией соединительной ткани (СТ). Проведен анализ 922 публикаций по взаимосвязи ДСТ и ХС и 2249 публикаций по молекулам – рецепторам ХС. Эти массивы публикаций анализировались с использованием топологического и метрического подходов к анализу данных.

Результаты и обсуждение. Генетическая предрасположенность к нДСТ значительно усугубляется на фоне неадекватного питания, приводящего к дефициту определенных микронутриентов, поддерживающих реконструктивные процессы в СТ. Представлены результаты систематического анализа перспективности использования препаратов на основе стандартизированных субстанций ХС у пациентов с нДСТ. ХС является материалом для реконструкции СТ. ХС повышает активность факторов роста и снижает воспалительную деструкцию СТ (ингибирование секреции гистамина, провоспалительных хемокинов, Толл-подобных рецепторов и каскада NF-κB через воздействие на рецептор CD44).

Заключение. Фармакологические эффекты ХС указывают на важность использования стандартизированных форм ХС в терапии пациентов с нДСТ.

1. Яковлев ВМ, Нечаева ГИ. Системные дисплазии соединительной ткани: актуальность проблемы в клинике внутренних болезней. Сибирский медицинский журнал. 2011;26(3):9-13.

2. Арсентьев ВГ, Баранов ВС, Шабалов НП. Наследственные заболевания соединительной ткани как конституциональная причина полиорганных нарушений у детей. Санкт-Петербург: СпецЛит; 2015. 231 c.

3. Международная классификация болезней 10-го пересмотра (МКБ-10). Доступно по ссылке: http://mkb-10.com/ (дата обращения 12.01.2021).

4. Нечаева ГИ, Мартынов АИ, Акатова ЕВ и др. Дисплазия соединительной ткани: сердечно-сосудистые изменения, современные подходы к диагностике и лечению. Москва; 2017.

5. Филипенко ПС, Малоокая ЮС. Роль дисплазии соединительной ткани в формировании пролапса митрального клапана. Клиническая медицина. 2006;84(12):13-9.

6. Шупина МИ, Терещенко ЮВ, Нечаева ГИ и др. Геометрия левого желудочка у лиц молодого возраста с дисплазией соединительной ткани. Лечащий врач. 2020;(7):14-20.

7. Beckers AB, Keszthelyi D, Fikree A, et al. Gastrointestinal disorders in joint hypermobility syndrome/Ehlers-Danlos syndrome hypermobility type: A review for the gastroenterologist. Neurogastroenterol Motil. 2017 Aug;29(8):e13013. doi: 10.1111/nmo.13013

8. Young JJ, Hartvigsen J, Jensen RK, et al. Prevalence of multimorbid degenerative lumbar spinal stenosis with knee and/or hip osteoarthritis: protocol for a systematic review and meta-analysis. Syst Rev. 2020 Oct 7;9(1):232. doi: 10.1186/s13643-020-01478-4

9. Goode AP, Cleveland RJ, Schwartz TA, et al. Relationship of joint hypermobility with low Back pain and lumbar spine osteoarthritis. BMC Musculoskelet Disord. 2019 Apr 9;20(1):158. doi: 10.1186/s12891-0192523-2

10. Кононова НЮ, Чернышева ТЕ, Стяжкина СН. Является ли дисплазия соединительной ткани предиктором преждевременного старения? (результаты 5-летнего мониторинга). Медицинский вестник Северного Кавказа. 2016;11(2.2):326-30.

11. Головской БВ, Усольцева ЛВ, Ховаева ЯВ, Иванова НВ. Особенности клинического проявления дисплазии соединительной ткани у лиц трудоспособного возраста. Клиническая медицина. 2002;80(12):39-41.

12. Мартынов АИ, Нечаева ГИ, Акатова ЕВ и др. Клинические рекомендации Российского научного медицинского общества терапевтов по диагностике, лечению и реабилитации пациентов с дисплазиями соединительной ткани. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2018;13(1-2):137-209.

13. Alberts B, Johnson A, Lewis J. Molecular Biology of the Cell. 4 th ed. New York: Garland Science; 2002. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21054/

14. Торшин ИЮ, Громова ОА. Дисплазия соединительной ткани, клеточная биология и молекулярные механизмы воздействия магния. РМЖ. 2008;16(4):230-8.

15. Торшин ИЮ, Громова ОА. Дисплазия соединительной ткани, магний и нуклеотидные полиморфизмы. Кардиология. 2008;48(10):57-65.

16. Домницкая ТМ, Дьяченко АВ, Куприянова ОО, Домницкий МВ. Клиническое использование оротата магния у подростков с дисплазией соединительной ткани сердца. Кардиология. 2005;3(45):76-81.

17. Керимкулова НВ, Торшин ИЮ, Громова ОА и др. Систематический анализ молекулярно-физиологических эффектов синергидного воздействия железа, марганца и меди на соединительную ткань. Гинекология. 2012;14(6):51-8.

18. Керимкулова НВ, Никифорова НВ, Торшин ИЮ и др. Беременность и роды у женщин с дисплазией соединительной ткани и железодефицитной анемией. Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2014;13(5):11-21.

19. Лила АМ, Громова ОА, Торшин ИЮ и др. Молекулярные эффекты хондрогарда при остеоартрите и грыжах межпозвоночного диска. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2017;9(3):88-97. doi: 10.14412/2074-2711-2017-3-88-97

20. Torshin IYu, Rudakov KV. On the theoretical basis of the metric analysis of poorly formalized problems of recognition and classification. Pattern Recognit Image Anal. 2015;25:577-87. doi: 10.1134/S1054661815040252

21. Torshin IYu, Rudakov KV. On metric spaces arising during formalization of problems of recognition and classification. Part 2: density properties. Pattern Recognit Image Anal. 2016;26(3):483-96.

22. Rosenbloom AL, Silverstein JH. Connective tissue and joint disease in diabetes mellitus. Endocrinol Metab Clin North Am. 1996 Jun;25(2):473-83. doi: 10.1016/s08898529(05)70335-2

23. Громова ОА, Торшин ИЮ, Семенов ВА и др. О неврологических ролях хондроитина сульфата и глюкозамина сульфата: систематический анализ. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2019;11(3):137-43. doi: 10.14412/2074-2711-2019-3-137-143

24. Лила АМ, Торшин ИЮ, Громова ОА. Стоит ли переосмыслить полученный полвека назад положительный опыт применения хондроитинсульфатов при атеросклерозе? ФАРМАКОЭКОНОМИКА. Современная фармакоэкономика и фармакоэпидемиология. 2020;13(2):184-91. doi: 10.17749/2070-4909/farmakoekonomika.2020.043

25. Caterson B, Mahmoodian F, Sorrell JM, et al. Modulation of native chondroitin sulphate structure in tissue development and in disease. J Cell Sci. 1990 Nov;97(Pt 3):411-7.

26. Kosho T. CHST14/D4ST1 deficiency: New form of Ehlers-Danlos syndrome. Pediatr Int. 2016 Feb;58(2):88-99. doi: 10.1111/ped.12878

27. Watanabe Y, Takeuchi K, Higa Onaga S, et al. Chondroitin sulfate N-acetylgalactosaminyltransferase-1 is required for normal cartilage development. Biochem J. 2010 Nov 15;432(1):47-55. doi: 10.1042/BJ20100847

28. Morrone A, Tylee KL, Al-Sayed M, et al. Molecular testing of 163 patients with Morquio A (Mucopolysaccharidosis IVA) identifies 39 novel GALNS mutations. Mol Genet Metab. 2014 Jun;112(2):160-70. doi: 10.1016/j.ymgme.2014.03.004

29. Izumikawa T, Kitagawa H. Mice deficient in glucuronyltransferase-I. Prog Mol Biol Transl Sci. 2010;93:19-34. doi: 10.1016/S18771173(10)93002-0

30. Zhen Y, Haugsten EM, Singh SK, Wesche J. Proximity Labeling by a Recombinant APEX2-FGF1 Fusion Protein Reveals Interaction of FGF1 with the Proteoglycans CD44 and CSPG4. Biochemistry. 2018 Jul 3;57(26):3807-16. doi: 10.1021/acs.biochem.8b00120

31. Sepuru KM, Rajarathnam K. Structural basis of chemokine interactions with heparan sulfate, chondroitin sulfate, and dermatan sulfate. J Biol Chem. 2019 Oct 25;294(43):15650-61. doi: 10.1074/jbc.RA119.009879

32. Mack M, Pfirstinger J, Weber C, et al. Chondroitin sulfate A released from platelets blocks RANTES presentation on cell surfaces and RANTES-dependent firm adhesion of leukocytes. Eur J Immunol. 2002 Apr;32(4):1012-20. doi: 10.1002/1521141(200204)32:4<1012::AIDIMMU1012>3.0.CO;2-T

33. Mbemba E, Slimani H, Atemezem A, et al. Glycans are involved in RANTES binding to CCR5 positive as well as to CCR5 negative cells. Biochim Biophys Acta. 2001 Feb 9;1510(1-2):354-66. doi: 10.1016/s00052736(00)00368-0

34. Deshauer C, Morgan AM, Ryan EO, et al. Interactions of the Chemokine CCL5/RANTES with Medium-Sized Chondroitin Sulfate Ligands. Structure. 2015 Jun 2;23(6):1066-77. doi: 10.1016/j.str.2015.03.024

35. Gross AR, Theoharides TC. Chondroitin sulfate inhibits secretion of TNF and CXCL8 from human mast cells stimulated by IL-33. Biofactors. 2019 Jan;45(1):49-61. doi: 10.1002/biof.1464. Epub 2018 Dec 6.

36. Lorentz A, Baumann A, Vitte J, Blank U. The SNARE Machinery in Mast Cell Secretion. Front Immunol. 2012 Jun 5;3:143. doi: 10.3389/fimmu.2012.00143. eCollection 2012.

37. Frey H, Schroeder N, Manon-Jensen T, et al. Biological interplay between proteoglycans and their innate immune receptors in inflammation. FEBS J. 2013 May;280(10):2165-79. doi: 10.1111/febs.12145. Epub 2013 Feb 21.

38. Kawashima H, Hirose M, Hirose J, Nagakubo D. Binding of a large chondroitin sulfate/dermatan sulfate proteoglycan, versican, to L-selectin, P-selectin, and CD44. J Biol Chem. 2000 Nov 10;275(45):35448-56. doi: 10.1074/jbc.M003387200

39. Ruffell B, Poon GF, Lee SS, et al. Differential use of chondroitin sulfate to regulate hyaluronan binding by receptor CD44 in Inflammatory and Interleukin 4-activated Macrophages. J Biol Chem. 2011 Jun 3;286(22):19179-90. doi: 10.1074/jbc.M110.200790. Epub 2011 Apr 6.

40. Chiu RK, Carpenito C, Dougherty ST, et al. Identification and characterization of CD44RC, a novel alternatively spliced soluble CD44 isoform that can potentiate the hyaluronan binding activity of cell surface CD44. Neoplasia. 1999 Nov;1(5):446-52. doi: 10.1038/sj.neo.7900045

41. Jones M, Tussey L, Athanasou N, Jackson DG. Heparan sulfate proteoglycan isoforms of the CD44 hyaluronan receptor induced in human inflammatory macrophages can function as paracrine regulators of fibroblast growth factor action. J Biol Chem. 2000 Mar 17;275(11):7964-74. doi: 10.1074/jbc.275.11.7964

42. Croft DR, Dall P, Davies D, et al. Complex CD44 splicing combinations in synovial fibroblasts from arthritic joints. Eur J Immunol. 1997 Jul;27(7):1680-4. doi: 10.1002/eji.1830270713

43. Mansson B, Carey D, Alini M, et al. Cartilage and bone metabolism in rheumatoid arthritis. Differences between rapid and slow progression of disease identified by serum markers of cartilage metabolism. J Clin Invest. 1995 Mar;95(3):1071-7. doi: 10.1172/JCI117753

44. Gomoll AH. Serum levels of hyaluronic acid and chondroitin sulfate as a non-invasive method to evaluate healing after cartilage repair procedures. Arthritis Res Ther. 2009;11(4):118. doi: 10.1186/ar2730

45. Kim JS, Werth VP. Identification of specific chondroitin sulfate species in cutaneous autoimmune disease. J Histochem Cytochem. 2011 Aug;59(8):780-90. doi: 10.1369/0022155411411304

46. Nzeusseu Toukap A, Galant C, Theate I, et al. Identification of distinct gene expression profiles in the synovium of patients with systemic lupus erythematosus. Arthritis Rheum. 2007 May;56(5):1579-88. doi: 10.1002/art.22578

47. Alarcon GS, Willkens RF, Ward JR, et al. Early undifferentiated connective tissue disease. IV. Musculoskeletal manifestations in a large cohort of patients with undifferentiated connective tissue diseases compared with cohorts of patients with well-established connective tissue diseases: followup analyses in patients with unexplained polyarthritis and patients with rheumatoid arthritis at baseline. Arthritis Rheum. 1996 Mar;39(3):403-14. doi: 10.1002/art.1780390308

48. Bollet AJ. Connective tissue polysaccharide metabolism and the pathogenesis of osteoarthritis. Adv Intern Med. 1967;13:33-60.

49. Торшин ИЮ, Лила АМ, Наумов АВ и др. Перспективы персонификации профилактики и терапии остеоартрита на основании анализа коморбидного фона, генетических полиморфизмов и микроэлементного статуса. ФАРМАКОЭКОНОМИКА. Современная фармакоэкономика и фармакоэпидемиология. 2021;14(1) (В печати).

50. Martinez-Calatrava MJ, Largo R, Herrero-Beaumont G. Improvement of experimental accelerated atherosclerosis by chondroitin sulphate. Osteoarthritis Cartilage. 2010 Jun;18 Suppl 1:S12-6. doi: 10.1016/j.joca.2010.01.014

51. Торшин ИЮ, Лила АМ, Наумов АВ и др. Метаанализ клинических исследований эффективности лечения остеоартита препаратом Хондрогард. ФАРМАКОЭКОНОМИКА. Современная фармакоэкономика и фармакоэпидемиология. 2020;13(4):5-16. doi: 10.17749/2070-4909/farmakoekonomika.2020.066

52. Шавловская ОА, Золотовская ИА, Прокофьева ЮС. Антирезорбтивная активность фармацевтического хондроитина сульфата у лиц старшей возрастной группы. Терапевтический архив. 2020; 92(12):75-9. doi: 10.26442/00403660.2020.12.200448