Genomic and Proteomic Study of the Inflammatory Pathway in Patients With Atrial Fibrillation and Cardiometabolic Syndrome

Abstract

Atrial fibrillation (AF) and cardiometabolic syndrome (CMS) have been linked to inflammation and fibrosis. However, it is still unknown which inflammatory cytokines contribute to the pathogenesis of AF. Furthermore, cardiometabolic syndrome (CMS) risk factors such as obesity, hypertension, insulin resistance/glucose intolerance are also associated with inflammation and increased level of cytokines and adipokines. We hypothesized that the inflammatory immune response is exacerbated in patients with both AF and CMS compared to either AF or CMS alone. We investigated inflammatory cytokines and fibrotic markers as well as cytokine genetic profiles in patients with lone AF and CMS. CMS, lone AF patients, patients with both lone AF and CMS, and control patients were recruited. Genetic polymorphisms in inflammatory and fibrotic markers were assessed. Serum levels of connective tissue growth factor (CTGF) were tested along with other inflammatory markers including platelet-to-lymphocyte ratio (PLR), monocyte-to-HDL ratio (MHR) in three groups of AF+CMS, AF, and CMS patients. There was a trend in the CTGF levels for statistical significance between the AF and AF+CMS group (P = 0.084). Genotyping showed high percentages of patients in all groups with high secretor genotypes of Interleukin-6 (IL-6) (P = 0.037). Genotyping of IFN-γ and IL-10 at high level showed an increase in expression in the AF + CMS group compared to AF and CMS alone suggesting an imbalance between the inflammatory and anti-inflammatory cytokines which is exacerbated by AF. Serum cytokine inflammatory cytokine levels showed that IL-4, IL-5, IL-10, IL-17F, and IL-22 were significant between the AF, AF+CMS, and CMS patients. Combination of both CMS and AF may be associated with a higher degree of inflammation than what is seen in either CMS or AF alone. Thus, the identification of a biomarker capable of identifying metabolic syndrome associated with disease will help in identification of a therapeutic target in treating this devastating disease.

Biomarkers of inflammation, parameters characterizing obesity and cardiac remodeling in patients with atrial fibrillation and metabolic syndrome

“…МС ассоциирован с повышенным уровнем провоспалительных цитокинов (ИЛ-6, ФНО-α), а также адипокинов (лептин, грелин), мо- чевой кислоты и снижением уровня противовоспалительных цитокинов (ИЛ-10) [24]. В литературе имеются указания на единичные исследования, в которых были сопоставлены уровни провоспалительных и противовоспалительных цитокинов у больных с ФП в сочетании с МС и с концентрацией этих цитокинов у пациентов с изолированной ФП или с МС без аритмии [20]. В частности, Itani НА, et al на небольшой выборке, состоящей из 71 пациента, исследовав концентрацию 13 провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, установили, что концентрация в крови противовоспалительных цитокинов ИЛ-4 и ИЛ-10 у больных с изолированной ФП выше, чем у пациентов с МС или с МС в сочетании с ФП [20].…”

“…В литературе имеются указания на единичные исследования, в которых были сопоставлены уровни провоспалительных и противовоспалительных цитокинов у больных с ФП в сочетании с МС и с концентрацией этих цитокинов у пациентов с изолированной ФП или с МС без аритмии [20]. В частности, Itani НА, et al на небольшой выборке, состоящей из 71 пациента, исследовав концентрацию 13 провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, установили, что концентрация в крови противовоспалительных цитокинов ИЛ-4 и ИЛ-10 у больных с изолированной ФП выше, чем у пациентов с МС или с МС в сочетании с ФП [20]. В этом же исследовании отмечена тенденция, не достигшая значимости, к более высоким значениям провоспалительных цитокинов ИЛ-6, ФНО-α, интерферона-гамма (ИФ-γ) у больных с сочетанием ФП и МС в сравнении с изолированной ФП и изолированным МС [20].…”

“…В частности, Itani НА, et al на небольшой выборке, состоящей из 71 пациента, исследовав концентрацию 13 провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, установили, что концентрация в крови противовоспалительных цитокинов ИЛ-4 и ИЛ-10 у больных с изолированной ФП выше, чем у пациентов с МС или с МС в сочетании с ФП [20]. В этом же исследовании отмечена тенденция, не достигшая значимости, к более высоким значениям провоспалительных цитокинов ИЛ-6, ФНО-α, интерферона-гамма (ИФ-γ) у больных с сочетанием ФП и МС в сравнении с изолированной ФП и изолированным МС [20]. В нашей работе на большой выборке (482 пациента и 195 обследованных из группы сравнения) показано, что у больных ФП в сочетании с МС концентрации в плазме крови ИЛ-6 и в сыворотке крови СРБ и ФНО-α существенно выше, чем у больных с изолированной аритмией или у пациентов с изолированным МС, а также значительно выше, чем у обследованных без аритмии, без АГ и метаболических нарушений.…”

“…ИЛ-6 стимулирует янускиназу/сигнальные преобразователи и активаторы пути транскрипции (JAK/STAT). Ранее выполненные исследования свидетельствуют о том, что ИЛ-6 в плазме при ФП повышен [9,12,20]. Высокий уровень ИЛ-6 и других провоспалительных цитокинов в крови при МС обусловлен дисфункцией адипоцитов и ассоциирован с увеличением субпопуляции макрофагов в жировой ткани.…”

“…Следовательно, можно полагать, что системное и локальное воспаление, характерные для МС, способны вызвать предсердную кардиомиопатию, которая может способствовать развитию ФП [14]. Ранее лишь в единичных исследованиях были сопоставлены уровни провоспалительных и противовоспалительных цитокинов у больных с ФП в сочетании с МС с концентрацией этих цитокинов у пациентов с изолированной ФП или с МС без аритмии, и данные этих исследований неоднозначны [20,21]. Исходя из того, что опубликованные ранее данные противоречивы или были получены на небольших выборках пациентов, было проведено данное исследование.…”