Содержание цАМФ в митохондриях кардиомиоцитов у мышей С57ВL/6 с меланомой В16/F10 на фоне хронической нейрогенной боли

Цель. Изучить влияние роста злокачественной опухоли на фоне хронической нейрогенной боли (ХНБ) у мышей обоего пола на уровень цАМФ в митохондриях кардиомиоцитов.

Материалы и методы. Мыши линии С57ВL/6 (n=336) распределены на группы: интактная группа (♂n=21; ♀n=21), контрольная группа (♂n=21; ♀n=21) – воспроизведение модели ХНБ, группа сравнения (♂n=63; ♀n=63) – мыши с меланомой В16/F10, основная группа (♂n=63; ♀n=63) – мыши, с ростом меланомы на фоне ХНБ. Через 1, 2 и 3 недели роста меланомы у животных исследуемых групп из кардиомиоцитов выделяли митохондрии методом дифференциального центрифугирования на высокоскоростной рефрижераторной центрифуге Avanti J-E, BECMAN COULTER, USA. В митохондриях кардиомиоцитов методом ИФА определяли концентрацию цАМФ (RayBio USA).

Результаты. При ХНБ уровень цАМФ в митохондриях снижался в 3,6 раза только у самок. У животных группы сравнения уровень цАМФ повышался, начиная со 2 недели роста опухоли в среднем в 4 раза, тогда как в основной группе с 1-й недели в 2–4 раза, истощаясь к концу эксперимента.

Заключение. ХНБ оказывала влияние на содержание цАМФ в митохондриях кардиомиоцитов у самок даже без опухолевого роста. В основной группе ХНБ стимулировала повышение уровня цАМФ в митохондриях кардиомиоцитов у животных обоего пола на 1 неделю раньше, чем в группе сравнения и приводила к его полному истощению к 3 неделе эксперимента.

1. Lin TY, Mai QN, Zhang H, et al. Cardiac contraction and relaxation are regulated by distinct subcellular cAMP pools. Nat Chem Biol. 2024;20(1):62-73. DOI: 10.1038/s41589-023-01381-8

2. Wehbe N., Slika H., Mesmar J., Nasser S.A., Pintus G., Baydoun S., Badran A., Kobeissy F., Eid A.H., Baydoun E. The Role of Epac in Cancer Progression. Int. J. Mol. Sci. 2020;21(18):6489. https://doi.org/10.3390/ijms21186489

3. Robichaux W.G., Cheng X. Intracellular cAMP Sensor EPAC: Physiology, Pathophysiology, and Therapeutics Development. Physiol. Rev. 2018;98(2):919-1053. https://doi.org/10.1152/physrev.00025.2017

4. Khaliulin I., Ascione R., Maslov L.N., Amal H., Suleiman M.S. Preconditioning or Postconditioning with 8-Br-cAMP-AM Protects the Heart against Regional Ischemia and Reperfusion: A Role for Mitochondrial Permeability Transition. Cells. 2021;10(5):1223. https://doi.org/10.3390/cells10051223

5. Rech L., Abdellatif M., Pöttler M., Stangl V., Mabotuwana N., Hardy S., Rainer P.P. Small molecule STING inhibition improves myocardial infarction remodeling. Life Sci. 2022;291:120263. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2021.120263

6. Laudette M., Sainte-Marie Y., Cousin G., Bergonnier D., Belhabib I., Brun S., Formoso K., Laib L., Tortosa F., Bergoglio C., Marcheix B., Borén J., Lairez O., Fauconnier J., Lucas A., Mialet-Perez J., Moro C., Lezoualc’h F. Cyclic AMP-binding protein Epac1 acts as a metabolic sensor to promote cardiomyocyte lipotoxicity. Cell death dis. 2021;12(9):824. https://doi.org/10.1038/s41419-021-04113-9

7. Chistiakov D.A., Shkurat T.P., Melnichenko A.A., Grechko A.V., Orekhov A.N. The role of mitochondrial dysfunction in cardiovascular disease: a brief review. Ann. Med. 2018;50(2):121-127. https://doi.org/10.1080/07853890.2017.1417631

8. Ould Amer Y., Hebert-Chatelain E. Mitochondrial cAMP-PKA signaling: what do we really know? Biochim. Biophys. Acta. Bioenerg. 2018;(1859):868-877. https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2018.04.005

9. Colombe A.S., Pidoux G. Cardiac cAMP-PKA Signaling Compartmentalization in Myocardial Infarction. Cells. 2021;10(4):922. https://doi.org/10.3390/cells10040922

10. Bers D.M. Going to cAMP just got more complicated. J. Physiol. 2007;583:415. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2007.140764

11. Tan Y.Q., Li J., Chen H.W. Epac, a positive or negative signaling molecule in cardiovascular diseases. Biomed. Pharmacother. 2022;148:112726. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2022.112726

12. Frantsiyants E.M., Neskubina I.V., Shikhlyarova A.I., Yengibaryan M.A., Vashchenko L.N., Surikova E.I., Nemashkalova L.A., Kaplieva I.V., Trepitaki L.K., Bandovkina V.A., Pogorelova Y.A. Content of apoptosis factors and self-organization processes in the mitochondria of heart cells in female mice C57BL/6 under growth of melanoma B16/F10 linked with comorbid pathology. Cardiometry. 2021;18:121-130. https://doi.org/10.18137/cardiometry.2021.18.121130

13. Франциянц Е.М., Нескубина И.В., Черярина Н.Д., Сурикова Е.И., Шихлярова А.И., Бандовкина В.А., Немашкалова Л.А., Каплиева И.В., Трепитаки Л.К., Качесова П.С., Котиева И.М., Морозова М.И., Погорелова Ю.А. Функциональное состояние митохондрий кардиомиоцитов при злокачественном процессе на фоне коморбидной патологии в эксперименте. ЮжноРоссийский онкологический журнал. 2021;2(3):13-22. https://doi.org/10.37748/2686-9039-2021-2-3-2

14. Кит О.И., Франциянц Е.М., Бандовкина В.А., Каплиева И.В., Котиева И.М., Трепитаки Л.К., Сидоренко Ю.С. Влияние хронической нейрогенной боли на течение злокачественного процесса меланомы В16/F10 у самцов мышей. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2019;1(201):106-111. https://doi.org/10.23683/0321-3005-2019-1-106-111

15. Егорова М.В., Афанасьев С.А. Выделение митохондрий из клеток и тканей животных и человека: Современные методические приемы. Сибирский медицинский журнал. 2011;26(1-1):22-8. EDN: https://elibrary.ru/NHHOZX

16. Ma Y., Chen J., Yu D., Wei B., Jin H., Zeng J., Liu X. cAMP-PKA signaling is involved in regulation of spinal HCN channels function in diabetic neuropathic pain. Neurosci. Lett. 2021;750:135763. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2021.135763

17. Signorile A., Santeramo A., Tamma G., Pellegrino T., D’Oria S., Lattanzio P., De Rasmo D. Mitochondrial cAMP prevents apoptosis modulating Sirt3 protein level and OPA1 processing in cardiac myoblast cells. Biochim. Biophys. Acta Mol. Cell Res. 2017;1864(2):355-66. https://doi.org/10.1016/j.bbamcr.2016.11.022

18. Trexler C.L., Odell A.T., Jeong M.Y., Dowell R.D., Leinwand L.A. Transcriptome and functional profile of cardiac myocytes is influenced by biological sex. Circ. Cardiovasc. Genet. 2017;10:e001770. https://doi.org/10.1161/circgenetics.117.001770

19. Machuki J.O., Zhang H.Y., Geng J., Fu L., Adzika G.K., Wu L., Shang W., Wu J., Kexue L., Zhao Z., Sun H. Estrogen regulation of cardiac cAMP-L-type Ca (2+) channel pathway modulates sex differences in basal contraction and responses to beta2AR-mediated stress in left ventricular apical myocytes. Cell Commun. Signal. 2019;17:34. https://doi.org/10.1186/s12964-019-0346-2

20. El-Battrawy I., Zhao Z., Lan H., Schünemann J.D., Sattler K., Buljubasic F., Patocskai B., Li X., Yücel G., Lang S., Nowak D., Cyganek L., Bieback K., Utikal J., Zimmermann W.H., Ravens U., Wieland T., Borggrefe M., Zhou X.B., Akin I. Estradiol protection against toxic effects of catecholamine on electrical properties in human-induced pluripotent stem cell derived cardiomyocytes. Int. J. Cardiol. 2018;254:195-202. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2017.11.007

21. Parks R.J., Bogachev O., Mackasey M., Ray G., Rose R.A., Howlett S.E. The impact of ovariectomy on cardiac excitation-contraction coupling is mediated through cAMP/PKA-dependent mechanisms. J. Mol. Cell Cardiol. 2017;111:51-60. https://doi.org/10.1016/j.yjmcc.2017.07.118

22. Caldwell J.L., Lee I.J., Ngo L., Wang L., Bahriz S., Xu B., Bers D.M., Navedo M.F., Bossuyt J., Xiang Y.K., Ripplinger C.M. Whole-heart multiparametric optical imaging reveals sex-dependent heterogeneity in cAMP signaling and repolarization kinetics. Sci. Adv. 2023;9(3):eadd5799. https://doi.org/10.1126/sciadv.add5799

23. Patra C., Foster K., Corley J.E., Dimri M., Brady M.F. Biochemistry, cAMP. 2023 Jul 25. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2024 Jan. PMID: 30571052

24. Liu Y., Chen J., Fontes S.K., Bautista E.N., Cheng Z. Physiological and pathological roles of protein kinase A in the heart. Cardiovasc. res. 2022;118(2):386-98. https://doi.org/10.1093/cvr/cvab008

25. Bano D., Prehn J.H.M. Apoptosis-Inducing Factor (AIF) in Physiology and Disease: The Tale of a Repented Natural Born Killer. EBioMedicine. 2018;30:29-37. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2018.03.016