Матриксная металлопротеиназа 9 в роли биологического маркера при сердечной недостаточности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Аннотация

Сердечная недостаточность (СН) является важной медицинской, социальной и экономической проблемой. Изучение новых биологических маркеров углубляет понимание патогенеза этого заболевания. В современной кардиологии наблюдается растущий интерес к матриксным металлопротеиназам (MMPs). Эти ферменты играют важную роль в ремоделировании тканей, ангиогенезе, а также в клеточной пролиферации, миграции и дифференцировке.

Цель данного литературного обзора заключается в анализе экспериментальных и клинических данных о MMP-9 как новом диагностическом и прогностическом маркере при СН. Представлен анализ современных публикаций на заданную тему. Мы изучили источники литературы, тематика которых охватывает все важные материалы о MMP-9 по состоянию на 01.12.2024. В ходе экспериментальных исследований установлено, что MMP-9 является ключевым участником ремоделирования сердца, так как она непосредственно вовлечена в деградацию белков внеклеточного матрикса и активацию профибротических путей, а также цитокинов и хемокинов. Данные клинических исследований свидетельствуют о весомой значимости MMP-9 для диагностики и прогноза у пациентов с СН.

Об авторах

Амина Магомедовна Алиева

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Автор, ответственный за переписку.
Email: amisha_alieva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5416-8579
SPIN-код: 2749-6427

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Алик Магомедович Рахаев

Кабардино-Балкарский государственный университет имени Х.М. Бербекова

Email: alikrahaev@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9601-1174
SPIN-код: 5166-8100

д-р мед. наук, профессор

Россия, Нальчик

Альбина Булатовна Султангалиева

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: albina_sult_2002@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-4194-8486
SPIN-код: 6613-2479
Россия, Москва

Ирина Евгеньевна Байкова

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: 1498553@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0886-6290
SPIN-код: 3054-8884

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Айла Мухамматовна Каракизова

Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Email: aila.karakizova@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0001-3481-012X
Россия, Москва

Гаяне Гургеновна Тотолян

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: tgg03@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9922-5845
SPIN-код: 1441-7740

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Джаннет Ануаровна Эльмурзаева

Кабардино-Балкарский государственный университет имени Х.М. Бербекова

Email: jannet.elmurzaeva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5640-6638
SPIN-код: 7284-3749

канд. мед. наук, доцент

Россия, Нальчик

Махты Исмаилович Аккиев

Кабардино-Балкарский государственный университет имени Х.М. Бербекова

Email: mahakki@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0007-4382-4383
Россия, Нальчик

Линда Абдул-Хамидовна Хачукаева

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: khachukaeva99@icloud.com
ORCID iD: 0009-0007-3306-4835
Россия, Москва

Алим Орусбиевич Асанов

Кабардино-Балкарский государственный университет имени Х.М. Бербекова

Email: asal2000@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-2507-4530
SPIN-код: 1551-1342

канд. мед. наук, доцент

Россия, Нальчик

Азрет Алимович Мусукаев

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: azret.musukaev@mail.ru
ORCID iD: 0009-0003-7010-4470
Россия, Москва

Игорь Геннадиевич Никитин

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: igor.nikitin.64@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1699-0881
SPIN-код: 3595-1990

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Список литературы

  1. Larina VN, Zamyatin KA, Sheregova EN, Kudinova MA. Adherence to treatment as an integral component of the management of patients with heart failure. Russian Journal of Cardiology. 2024;29(1):5690. doi: 10.15829/1560-4071-2024-5690 EDN: KRULNV
  2. Boytsov SA. Chronic heart failure: evolution of etiology, prevalence and mortality over the past 20 years. Terapevticheskii Arkhiv. 2022;94(1):5–8. doi: 10.26442/00403660.2022.01 EDN: HRWCBS
  3. Alieva AM, Teplova NV, Batov MA, et al. Pentraxin-3 - a promising biological marker in heart failure: literature review. Consilium Medicum. 2022;24(1):53–59. doi: 10.26442/20751753.2022.1.201382 EDN: MTPNUO
  4. Alieva AM, Reznik EV, Pinchuk TV, et al. Growth differentiation factor-15 (GDF-15) is a biological marker in heart failure. The Russian Archives of Internal Medicine. 2023;13(1):14–23. doi: 10.20514/2226-6704-2023-13-1-14-23 EDN: DHDDPP
  5. Alieva AM, Teplova NV, Kislyakov VA, et al. Biomarkers in cardiology: microRNAs and heart failure. Therapy. 2022; 1:60–70. doi: 10.18565/therapy.2022.1.60-70 EDN: FKQBDC
  6. Larina VN, Lunev VI. The value of biomarkers in the diagnosis and prognosis of heart failure in older age. The Russian Archives of Internal Medicine. 2021;11(2):98–110. doi: 10.20514/2226-6704-2021-11-2-98-110 EDN: RRKISN
  7. Pecherina TB, Barbarash OL. Clinical and prognostic significance of matrix metalloproteinases in patients with myocardial infarction. Fundamental and Clinical Medicine. 2019;4(2):84–94. doi: 10.23946/2500-0764-2019-4-2-84-94 EDN: TOYVUV
  8. Wysocka A, Szczygielski J, Kopańska M, et al. Matrix metalloproteinases in cardioembolic stroke: from background to complications. Int J Mol Sci. 2023;24(4):3628. doi: 10.3390/ijms24043628 EDN: FMWXML
  9. Trentini A, Manfrinato MC, Castellazzi M, Bellini T. Sex-related differences of matrix metalloproteinases (MMPs): new perspectives for these biomarkers in cardiovascular and neurological diseases. J Pers Med. 2022;12(8):1196. doi: 10.3390/jpm12081196 EDN: YEGIXU
  10. Rodrigues KE, Pontes MHB, Cantão MBS, Prado AF. The role of matrix metalloproteinase-9 in cardiac remodeling and dysfunction and as a possible blood biomarker in heart failure. Pharmacol Res. 2024;206:107285. doi: 10.1016/j.phrs.2024.107285 EDN: JNUTRQ
  11. Rashid ZA, Bardaweel SK. Novel matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) inhibitors in cancer treatment. Int J Mol Sci. 2023;24(15):12133. doi: 10.3390/ijms241512133 EDN: FYYQDL
  12. Augoff K, Hryniewicz-Jankowska A, Tabola R, Stach K. MMP9: a tough target for targeted therapy for cancer. Cancers (Basel). 2022;14(7):1847. doi: 10.3390/cancers14071847 EDN: ZJZLSD
  13. Li T, Li X, Feng Y, et al. The role of matrix metalloproteinase-9 in atherosclerotic plaque instability. Mediators Inflamm. 2020;2020:3872367. doi: 10.1155/2020/3872367 EDN: OIZGEP
  14. Mashaqi S, Mansour HM, Alameddin H, et al. Matrix metalloproteinase-9 as a messenger in the cross talk between obstructive sleep apnea and comorbid systemic hypertension, cardiac remodeling, and ischemic stroke: a literature review. J Clin Sleep Med. 2021;17(3):567–591. doi: 10.5664/jcsm EDN: CAMPOC
  15. Iyer RP, Jung M, Lindsey ML. MMP-9 signaling in the left ventricle following myocardial infarction. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2016;311(1):H190-H198. doi: 10.1152/ajpheart.00243.2016 EDN: WTEMPH
  16. Becirovic-Agic M, Chalise U, Daseke MJ 2nd, et al. Infarct in the heart: what's MMP-9 got to do with it? Biomolecules. 2021;11(4):491. doi: 10.3390/biom11040491 EDN: WBHNMO
  17. Vandooren J, Van den Steen PE, Opdenakker G. Biochemistry and molecular biology of gelatinase B or matrix metalloproteinase-9 (MMP-9): the next decade. Crit Rev Biochem Mol Biol. 2013;48(3):222–272. doi: 10.3109/10409238.2013.770819
  18. Boon L, Ugarte-Berzal E, Vandooren J, Opdenakker G. Glycosylation of matrix metalloproteases and tissue inhibitors: present state, challenges and opportunities. Biochem J. 2016;473(11):1471–1482. doi: 10.1042/BJ20151154 EDN: WUZBNX
  19. O'Sullivan S, Medina C, Ledwidge M, et al. Nitric oxide-matrix metaloproteinase-9 interactions: biological and pharmacological significance — NO and MMP-9 interactions. Biochim Biophys Acta. 2014;1843(3):603–617. doi: 10.1016/j.bbamcr.2013.12.006
  20. Serifova X, Ugarte-Berzal E, Opdenakker G, Vandooren J. Homotrimeric MMP-9 is an active hitchhiker on alpha-2-macroglobulin partially escaping protease inhibition and internalization through LRP-1. Cell Mol Life Sci. 2020;77(15):3013–3026. doi: 10.1007/s00018-019-03338-4 EDN: ANOLIG
  21. Bassiouni W, Ali MAM, Schulz R. Multifunctional intracellular matrix metalloproteinases: implications in disease. FEBS J. 2021;288(24):7162–7182. doi: 10.1111/febs.15701 EDN: XTYKLE
  22. Coates-Park S, Lazaroff C, Gurung S, et al. Tissue inhibitors of metalloproteinases are proteolytic targets of matrix metalloproteinase 9. Matrix Biol. 2023;123:59–70. doi: 10.1016/j.matbio.2023.09.002 EDN: KUTRZH
  23. Zhang J. Biomarkers of endothelial activation and dysfunction in cardiovascular diseases. Rev Cardiovasc Med. 2022;23(2):73. doi: 10.31083/j.rcm2302073 EDN: UCDOZK
  24. Hibbs MS, Hoidal JR, Kang AH. Expression of a metalloproteinase that degrades native type V collagen and denatured collagens by cultured human alveolar macrophages. J Clin Invest. 1987;80(6):1644–1650. doi: 10.1172/JCI113253
  25. Vaisar T, Kassim SY, Gomez IG, et al. MMP-9 sheds the beta2 integrin subunit (CD18) from macrophages. Mol Cell Proteomics. 2009;8(5):1044–1060. doi: 10.1074/mcp.M800449-MCP200
  26. Liu Z, Zhou X, Shapiro SD, et al. The serpin alpha1-proteinase inhibitor is a critical substrate for gelatinase B/MMP-9 in vivo. Cell. 2000;102(5):647–655. doi: 10.1016/s0092-8674(00)00087-8 EDN: XPXENV
  27. Koenig W, Sager HB. Inflammation and cardiovascular disease: new epidemiologic data and their potential implications for anti-cytokine therapy. Eur J Prev Cardiol. 2023;30(16):1728–1730. doi: 10.1093/eurjpc/zwad251 EDN: IKNZEZ
  28. Henein MY, Vancheri S, Longo G, Vancheri F. The role of inflammation in cardiovascular disease. Int J Mol Sci. 2022;23(21):12906. doi: 10.3390/ijms232112906 EDN: POQJBU
  29. Toba H, Cannon PL, Yabluchanskiy A, et al. Transgenic overexpression of macrophage matrix metalloproteinase-9 exacerbates age-related cardiac hypertrophy, vessel rarefaction, inflammation, and fibrosis. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2017;312(3):H375-H383. doi: 10.1152/ajpheart.00633.2016
  30. Kawamura N, Kubota T, Kawano S, et al. Blockade of NF-kappaB improves cardiac function and survival without affecting inflammation in TNF-alpha-induced cardiomyopathy. Cardiovasc Res. 2005;66(3):520–529. doi: 10.1016/j.cardiores.2005.02.007 EDN: INBGHT
  31. Zhu E, Yuan C, Hu S, et al. Injection of matrix metalloproteinase-9 leads to ventricular remodeling. Dis Markers. 2022;2022:1659771. doi: 10.1155/2022/1659771 EDN: XYTUWA
  32. Ducharme A, Frantz S, Aikawa M, et al. Targeted deletion of matrix metalloproteinase-9 attenuates left ventricular enlargement and collagen accumulation after experimental myocardial infarction. J Clin Invest. 2000;106(1):55–62. doi: 10.1172/JCI8768
  33. Nandi SS, Katsurada K, Sharma NM, et al. MMP9 inhibition increases autophagic flux in chronic heart failure. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2020;319(6):H1414–H1437. doi: 10.1152/ajpheart.00032.2020 EDN: MSTJRV
  34. Scrimgeour NR, Wrobel A, Pinho MJ, Høydal MA. microRNA-451a prevents activation of matrix metalloproteinases 2 and 9 in human cardiomyocytes during pathological stress stimulation. Am J Physiol Cell Physiol. 2020;318(1):C94–C102. doi: 10.1152/ajpcell.00204.2019 EDN: RZNDJO
  35. Xing Y, Xie S, Shi W, et al. Targeting interleukin-21 inhibits stress overload-induced cardiac remodelling via the TIMP4/MMP9 signalling pathway. Eur J Pharmacol. 2023;940:175482. doi: 10.1016/j.ejphar.2022.175482 EDN: MJBSTT
  36. Goerg J, Sommerfeld M, Greiner B, et al. Low-dose empagliflozin improves systolic heart function after myocardial infarction in rats: regulation of MMP9, NHE1, and SERCA2a. Int J Mol Sci. 2021;22(11):5437. doi: 10.3390/ijms22115437 EDN: UFRSGD
  37. Suryono S, Rohman MS, Widjajanto E, et al. Colchicine as potential inhibitor targeting MMP-9, NOX2 and TGF-β1 in myocardial infarction: a combination of docking and molecular dynamic simulation study. J Biomol Struct Dyn. 2023;41(21):12214–12224. doi: 10.1080/07391102.2023.2166590 EDN: EWNOXF
  38. Cohen L, Sagi I, Bigelman E, et al. Cardiac remodeling secondary to chronic volume overload is attenuated by a novel MMP9/2 blocking antibody. PLoS One. 2020;15(4):e0231202. doi: 10.1371/journal.pone.0231202 Erratum in: PLoS One. 2020;15(10):e0241419. doi: 10.1371/journal.pone.0241419 EDN: SRRFTG
  39. Zhao K, Li Y, Zhou Z, et al. Ginkgolide A alleviates cardiac remodeling in mice with myocardial infarction via binding to matrix metalloproteinase-9 to attenuate inflammation. Eur J Pharmacol. 2022;923:174932. doi: 10.1016/j.ejphar.2022.174932 EDN: MTAWBI
  40. Liu S, Jiang H, Chang C, et al. Effects and mechanism of noninvasive positive-pressure ventilation in a rat model of heart failure due to myocardial infarction. Med Sci Monit. 2021;27:e928476. doi: 10.12659/MSM.928476 EDN: TOTPXA
  41. Olejarz W, Łacheta D, Kubiak-Tomaszewska G. Matrix metalloproteinases as biomarkers of atherosclerotic plaque instability. Int J Mol Sci. 2020;21(11):3946. doi: 10.3390/ijms21113946 EDN: LQWOTG
  42. Wang Y, Jiao L, Qiang C, et al. The role of matrix metalloproteinase 9 in fibrosis diseases and its molecular mechanisms. Biomed Pharmacother. 2024;171:116116. doi: 10.1016/j.biopha.2023.116116 EDN: GPIRBY
  43. Gregersen I, Scarth ME, Abdullah R, et al. Elevated interleukin 8 and matrix metalloproteinase 9 levels are associated with myocardial pathology in users of anabolic-androgenic steroids. Eur J Prev Cardiol. 2024;31(12):1469–1476. doi: 10.1093/eurjpc/zwae126 EDN: OBODPB
  44. Sundström J, Evans JC, Benjamin EJ, et al. Relations of plasma matrix metalloproteinase-9 to clinical cardiovascular risk factors and echocardiographic left ventricular measures: the Framingham Heart Study. Circulation. 2004;109(23):2850–2856. doi: 10.1161/01.CIR.0000129318.79570.84
  45. Wilson EM, Gunasinghe HR, Coker ML, et al. Plasma matrix metalloproteinase and inhibitor profiles in patients with heart failure. J Card Fail. 2002;8(6):390–398. doi: 10.1054/jcaf.2002.129659
  46. Zile MR, Desantis SM, Baicu CF, et al. Plasma biomarkers that reflect determinants of matrix composition identify the presence of left ventricular hypertrophy and diastolic heart failure. Circ Heart Fail. 2011;4(3):246–256. doi: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.110.958199
  47. Pan W, Yang D, Yu P, Yu H. Comparison of predictive value of NT-proBNP, sST2 and MMPs in heart failure patients with different ejection fractions. BMC Cardiovasc Disord. 2020;20(1):208. doi: 10.1186/s12872-020-01493-2 EDN: KPDYAY
  48. Somuncu MU, Pusuroglu H, Karakurt H, et al. The prognostic value of elevated matrix metalloproteinase-9 in patients undergoing primary percutaneous coronary intervention for ST-elevation myocardial infarction: A two-year prospective study. Rev Port Cardiol (Engl Ed). 2020;39(5):267–276. doi: 10.1016/j.repc.2019.09.011 EDN: VDUKSB
  49. Jordakieva G, Budge-Wolfram RM, Budinsky AC, et al. Plasma MMP-9 and TIMP-1 levels on ICU admission are associated with 30-day survival. Wien Klin Wochenschr. 2021;133(3-4):86–95. doi: 10.1007/s00508-019-01592-x EDN: CWHSBF
  50. Elhewala AA, Sanad M, Soliman AM, et al. Matrix metalloproteinase-9 in pediatric rheumatic heart disease with and without heart failure. Biomed Rep. 2021;14(1):4. doi: 10.3892/br.2020.1380
  51. Andreev DA, Balakin EI, Samoilov AS, Pustovoit VI. The role of doxorubicin in the formation of cardiotoxicity — generally accepted statement. Part I. Prevalence and mechanisms of formation (review). Drug development & registration. 2024;13(1):190–199. doi: 10.33380/2305-2066-2024-13-1-1508 EDN: WPQBWA
  52. Avagimyan A, Pogosova N, Kakturskiy L, et al. Doxorubicin-related cardiotoxicity: review of fundamental pathways of cardiovascular system injury. Cardiovasc Pathol. 2024;73:107683. doi: 10.1016/j.carpath.2024.107683 EDN: ZEZZXU
  53. Vitale R, Marzocco S, Popolo A. Role of oxidative stress and inflammation in doxorubicin-induced cardiotoxicity: a brief account. Int J Mol Sci. 2024;25(13):7477. doi: 10.3390/ijms25137477 EDN: PYKJYG
  54. Todorova VK, Azhar G, Stone A, et al. Neutrophil biomarkers can predict cardiotoxicity of anthracyclines in breast cancer. Int J Mol Sci. 2024;25(17):9735. doi: 10.3390/ijms25179735 EDN: VYRBLG
  55. Teplyakov AT, Shilov SN, Grakova EV, et al. Prognostic value of matrix metalloproteinases in patients with anthracycline-induced heart failure. Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2022;11(3):72–83. doi: 278-2022-11-3-72-83 EDN: GQXTMM
  56. Basia D, Gupta MD, Kunal S, et al. Matrix metalloproteinases and their gene polymorphism in young ST-segment elevation myocardial infarction. Indian Heart J. 2022;74(6):519–523. doi: 10.1016/j.ihj.2022.11.001 EDN: NEIHJI
  57. Osipova OA, Shepel RN, Agarkov NM, et al. Factors associated with deterioration of myocardial inotropic function in patients with coronary artery disease. Cardiovascular Therapy and Prevention. 2024;23(8):4081. doi: 10.15829/1728-8800-2024-4081 EDN: HHJBEI

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Роль MMP-9 при ремоделировании сердца. MMP-9 — матриксная металлопротеиназа 9; IL — интерлейкин; TNF-α — фактор некроза опухоли альфа; TGF-β — трансформирующий фактор роста бета; NF-κB — ядерный фактор «каппа-би»; CD36 — относится к классу B скэвенджер-рецепторов. Адаптировано из [10], публикуется с разрешения правообладателя. © K.E. Rodrigues и соавт., 2025.

Скачать (583KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Ссылка на описание лицензии: https://eco-vector.com/for_authors.php#07
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».