Построение диагностической модели преэклампсии на основе дифференциально экспрессируемых генов, связанных с лактиляцией, и анализа инфильтрации иммунных клеток

Почему это исследование беременности важно

Преэклампсия — опасное осложнение беременности, которое повышает артериальное давление и может повредить органы у матери и плода. В клинике врачи зачастую могут действовать только после появления симптомов, часто прибегая к преждевременным родам. В этом исследовании поставлен актуальный вопрос: можно ли обнаружить ранние предупреждающие признаки в генах и клетках плаценты задолго до того, как преэклампсия станет угрожающей жизни? Отслеживая, как в плаценте ведут себя определённые метаболические изменения и иммунные клетки, авторы ищут простые генетические сигналы, которые в будущем могли бы помочь предсказывать и лучше контролировать это состояние.

Поиск генетических сигнальных индикаторов

Исследователи начали с объединения нескольких крупных публичных наборов данных тканей плаценты от женщин с преэклампсией и без неё. Они искали в этих наборах гены, активность которых при преэклампсии изменяется по сравнению со здоровыми образцами. Из почти сотни таких генов они сосредоточились на особой подгруппе, связанной с недавно открытой модификацией белков — лактиляцией, при которой к белкам присоединяется небольшой химический фрагмент, происходящий от лактата. Выделились два гена: EAF1 и PFKP. Оба стабильно проявляли повышенную активность в плаценте у женщин с преэклампсией по сравнению со здоровыми контролями, что говорит о том, что они могут служить «сигнальными лампочками» заболевания.

Использование энергии и стресс плаценты

При изучении функций этих двух генов команда установила, что они тесно связаны с тем, как клетки перерабатывают сахар для выработки энергии. В частности, гены были обогащены в путях, связанных с гликолизом — быстрым, гипоксическим способом расщепления глюкозы — и с родственным путём глюконеогенеза. PFKP — ключевой фермент, контролирующий скорость гликолиза, тогда как EAF1 влияет на регуляцию активности других генов. При преэклампсии плацента часто испытывает дефицит кислорода, что заставляет клетки больше полагаться на гликолиз и вырабатывать больше лактата. Анализы в исследовании показывают, что профили активности генов, связанных с EAF1 и PFKP, резко отличаются между преэклампсией и нормальной беременностью, что усиливает идею о том, что нарушение энергетического обмена является центральным в этой патологии.

Построение прогностической модели на основе двух генов

На основе EAF1 и PFKP авторы создали статистическую модель, позволяющую отличать плаценты при преэклампсии от плацент здоровых беременностей. В основной когорте более 200 образцов эта двухгенная модель правильно классифицировала примерно четыре из пяти случаев. При тестировании на полностью независимом наборе данных точность возросла более чем до девяти из десяти образцов. Дополнительные проверки показали, что предсказания модели хорошо коррелируют с реальными исходами и что в смоделированных клинических сценариях использование модели приносит большую пользу по сравнению с простыми стратегиями «лечить всех» или «не лечить никого». Команда также подтвердила на собственных образцах плацентарной ткани, собранных в их больнице, что уровни РНК EAF1 и PFKP действительно выше в образцах с преэклампсией.

Иммунные клетки и скрытые подтипы

Преэклампсия — это не только проблема сосудов и гормонов; она также меняет иммунный ландшафт плаценты. Применив вычислительный инструмент для оценки состава иммунных клеток в тканях, исследователи обнаружили, что при преэклампсии чаще встречаются плазматические клетки, цитотоксические Т‑клетки, регуляторные Т‑клетки, активированные дендритные клетки и активированные тучные клетки, в то время как определённые вспомогательные Т‑клетки, натуральные киллеры, моноциты и противовоспалительные макрофаги оказались относительно уменьшенными. По шаблонам активности EAF1 и PFKP они далее разделили случаи преэклампсии на два молекулярных подтипа, которые различались по иммунному профилю, особенно по уровням активированных дендритных клеток. Это указывает на то, что то, что клиницисты объединяют под названием «преэклампсия», может на самом деле включать биологически разные формы, которые по‑разному реагируют на лечение.

Карта активности на уровне одиночных клеток в плаценте

Чтобы понять, в каких клетках активны эти гены, команда использовала секвенирование РНК отдельных клеток — метод, который считывает активность генов в тысячах отдельных клеток. Они идентифицировали более дюжины типов клеток в плаценте, включая разные трофобласты, образующие интерфейс между матерью и плодом, иммунные клетки, такие как макрофаги и клетки Хофбауэра, а также развивающиеся кровяные клетки. EAF1 наиболее сильно экспрессировался в определённых макрофагах и экстравиллезных трофобластах, тогда как PFKP был сосредоточен в экстравиллезных трофобластах. Многие из этих типов клеток демонстрировали изменённые доли при преэклампсии: некоторые популяции трофобластов и В‑клеток расширялись, а несколько макрофагоподобных клеток уменьшались. В совокупности эти сдвиги предполагают, что EAF1 и PFKP включены в сложную сеть энергетического метаболизма и иммунной регуляции в специфичных клетках, которые помогают закреплять и питать плаценту.

Что это значит для будущей помощи при беременности

Проще говоря, в этом исследовании предлагается, что всего два гена, участвующие в том, как клетки плаценты «сжигают» сахар и обращаются с лактатом, могут выступать многообещающими маркерами преэклампсии. Сочетая анализ больших данных с детальным изучением отдельных клеток, авторы связывают эти гены с нарушением энергетического обмена, смещённой иммунной средой и выделением отдельных подтипов болезни. Хотя для внедрения теста в клинику потребуются более крупные и разнообразные клинические исследования, работа указывает на будущее, в котором простой панельный генетический тест, основанный на том, как плацента производит и использует энергию, мог бы помочь врачам раньше выявлять беременностей с высоким риском и точнее настраивать наблюдение и лечение.

Цитирование: Zhang, J., Peng, Q., Fei, K. et al. Construction of a diagnostic model for preeclampsia based on differentially expressed lactylation-related genes and the immune infiltration analysis. Sci Rep 16, 14471 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45138-4

Ключевые слова: преэклампсия, плацента, лактиляция, гликолиз, иммунные клетки