aterosklerozАтеросклерозAteroscleroz2078-256X2949-3633НИИТПМ-филиал ИЦиГ СО РАНateroskleroz-41Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESАНТИСМЫСЛОВОЕ ОЛИГОНУКЛЕОТИДНОЕ ПРОИЗВОДНОЕ К МРНК ГЕНА SCN5A НАТРИЕВОГО КАНАЛА NAV1.5 СНИЖАЕТ ЧАСТОТУ СЕРДЕЧНЫХ СОКРАЩЕНИЙAN ANTISENSE OLIGONUCLEOTIDE DERIVATIVE TO THE MRNA OF THE NAV1.5 SODIUM CHANNEL GENE (SCN5A) DECREASES THE HEART RATEОшевскийС. И.OshevskiiS. I.oshevski@bionet.nsc.ruРагиноЮ. И.RaginoYu. I.ragino@mail.ruКаштановаЕ. В.KashtanovaE. V.elekashtanova@yandex.ruПолонскаяЯ. В.PolonskayaYu. V.yana-polonskaya@yandex.ruСтахневаЕ. М.StakhnevaE. M.stahneva@yandex.ruНиколинВ. П.NikolinV. P.nikolin@bionet.nsc.ruПоповаН. А.PopovaN. A.nelly bionet.nsc.ruКолчановН. А.KolchanovN. A.kol@bionet.nsc.ruВоеводаМ. И.VoevodaM. I.mvoevoda@ya.ruФГБНУ Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАНРоссияThe Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationФГБНУ НИИ терапии и профилактической медициныРоссияInstitute of Internal and Preventive MedicineRussian FederationФГБНУ Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН; Новосибирский национальный исследовательский государственный университетРоссияThe Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; National Reseach Novosibirsk State UniversityRussian FederationФГБНУ Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН; ФГБНУ НИИ терапии и профилактической медицины; Новосибирский национальный исследовательский государственный университетРоссияThe Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Institute of Internal and Preventive Medicine; National Reseach Novosibirsk State UniversityRussian Federation2017270920191321217Copyright © Ошевский С.И., Рагино Ю.И., Каштанова Е.В., Полонская Я.В., Стахнева Е.М., Николин В.П., Попова Н.А., Колчанов Н.А., Воевода М.И., 20192019Ошевский С.И., Рагино Ю.И., Каштанова Е.В., Полонская Я.В., Стахнева Е.М., Николин В.П., Попова Н.А., Колчанов Н.А., Воевода М.И.Oshevskii S.I., Ragino Y.I., Kashtanova E.V., Polonskaya Y.V., Stakhneva E.M., Nikolin V.P., Popova N.A., Kolchanov N.A., Voevoda M.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ateroskleroz.elpub.ru/jour/article/view/41

Цель исследования: оценить возможность нового подхода к воздействию на сердечный ритм за счет ингибирования антисмысловым олигонуклеотидным производным экспрессии гена SCN5A - классического натриевого канала сердца Nav1.5 (на примере мыши). Материал и методы: самцы мышей линии C57BL/6J, олигонуклеотидное производное длиной 15 нуклеотидов, защищенное от действия нуклеаз наличием межнуклеотидных фосфоротиоатных связей и блоками LNA-нуклеотидов (Locked nucleic acids) на 5ʹ- и 3ʹ-концах (АСО); стандартный метод введения раствора АСО в физиологическом растворе в хвостовую вену мыши; стандартный метод определения пульса и давления у мышей на аппарате CODA Surgical Monitor (Kent Scientific, USA); стандартные методы количественного определения аполипопротеина апоВ и липопротеинов: ХС ЛПВП, ХС ЛПНП, общего ХС, ТГ и АЛТ в сыворотке крови. Результаты: воздействие АСО приводит к снижению пульса у мышей в течение 10 дней на 12 % и последующему его равномерному повышению, почти достигая исходных значений на 16-й день, а также начиная с 1 дня после введения - к небольшому снижению средних значений систолического и диастолического давления с последующим его увеличеним, при постепенном перераспределении «превышения» давления в контрольной и опытной группе животных. Уровень липидного обмена у опытных животных понижен. Заключение: показана возможность нового подхода к воздействию на сердечный ритм за счет ингибирования антисмысловым олигонуклеотидным производным экспрессии гена SCN5A . Воздействие сопровождается небольшими изменениями систолического и диастолического давления и снижением уровня липидного обмена. Препарат представляется перспективным с точки зрения воздействия на сердечный ритм с учетом исследования его действия при различных концентрациях и возможных незначительных дополнительных эффектах.

Objective: To assess the potential of a new approach to altering the heart rate by expression inhibition of the SCN5A gene, encoding a classical sodium channel, Nav1.5, with an antisense oligonucleotide derivative in the case study of the mouse. Material and methods: C57BL/6J male mice; oligonucleotide derivative with a length of 15 nucleotides protected from nucleases by the presence of internucleotide phosphorothioate bonds and LNA (locked nucleic acids) blocks at the 5ʹ and 3ʹ ends (ASO); standard injection of ASO in physiological saline solution into the mouse caudal vein; standard technique for determination of the heart rate and blood pressure in mice with a CODA Surgical Monitor (Kent Scientific, United States); and standard quantification of apoB apolipoprotein and lipoproteins HDL-C, LDL-C, total cholesterol, TG, and ALT in the blood serum. Results: ASO decreases the heart rate in mice by 12 % over 10 days and further uniformly accelerates the heart rate to almost initial level by day 16 as well as gently decreases the mean values of systolic and diastolic pressures with their subsequent increase and gradual redistribution of “excess” pressure in the control and experimental animal groups. The level of lipid metabolism in experimental animals is decreased. Conclusions: The new approach to alter the heart rate by inhibition of the SCN5A gene expression with an antisense oligonucleotide derivative is shown to be feasible. The impact is accompanied by minor changes in the systolic and diastolic pressures and a decrease in the level of lipid metabolism. The preparation is promising in terms of the influence on the heart rate taking into account the further insight into its effect at different concentrations and possible insignificant side effects.

антисмысловое олигонуклеотидное производноеген SCN5Aмыши линии C57BL/6Jчастота сердечных сокращенийantisense oligonucleotide derivativeSCN5A geneC57BL/6J miceheart rateReferencesBrinkmeier H., Schu B., Seliger H. at al. Antisense oligonucleotides discriminating between two muscular Na+ channel isoforms // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1997. Vol. 234, N 1. P. 235-241.Brinkmeier H., Schu B., Seliger H. at al. Antisense oligonucleotides discriminating between two muscular Na+ channel isoforms // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1997. Vol. 234, N 1. P. 235-241.Cardiac Electrophysiology: From Cell to Bedside. 7th Edition, Pt I / D. Zipes, J. Jalife. Elsevier, 2014.Cardiac Electrophysiology: From Cell to Bedside. 7th Edition, Pt I / D. Zipes, J. Jalife. Elsevier, 2014.Sha Q., Robinson S.W., McCulle S.L. at al. An antisense oligonucleotide against H1 inhibits the classical sodium current but not ICa(TTX) in rat ventricular cells // J. Physiol. 2003. Vol. 547, Pt. 2. P. 435-440.Sha Q., Robinson S.W., McCulle S.L. at al. An antisense oligonucleotide against H1 inhibits the classical sodium current but not ICa(TTX) in rat ventricular cells // J. Physiol. 2003. Vol. 547, Pt. 2. P. 435-440.Ошевский С.И., Рагино Ю.И., Каштанова Е.В. и др. Одновременное воздействие несколькими антисмысловыми олигонуклеотидными производными, его эффективность на примере липидного обмена мыши // Атеросклероз. 2015. Т. 11, № 3. С. 72-78.Ошевский С.И., Рагино Ю.И., Каштанова Е.В. и др. Одновременное воздействие несколькими антисмысловыми олигонуклеотидными производными, его эффективность на примере липидного обмена мыши // Атеросклероз. 2015. Т. 11, № 3. С. 72-78.Antisense drug technology: principles, strategies, and applications. Second Edition / ed. S.T. Crooke. CRC Press, 2008.Antisense drug technology: principles, strategies, and applications. Second Edition / ed. S.T. Crooke. CRC Press, 2008.Burdick A.D., Sciabola S., Mantena S.R. at al. Sequence motifs associated with hepatotoxicity of locked nucleic acid--modified antisense oligonucleotides // Nucleic Acids Res. 2014. Vol. 42, N 8. P. 4882-4891.Burdick A.D., Sciabola S., Mantena S.R. at al. Sequence motifs associated with hepatotoxicity of locked nucleic acid--modified antisense oligonucleotides // Nucleic Acids Res. 2014. Vol. 42, N 8. P. 4882-4891.Straarup E.M., Fisker N., Hedtjärn M. et al. Short locked nucleic acid antisense oligonucleotides potently reduce apolipoprotein B mRNA and serum cholesterol in mice and non-human primates // Nucleic. Acids Res. 2010. Vol. 38, N 20. P. 7100-7111.Straarup E.M., Fisker N., Hedtjärn M. et al. Short locked nucleic acid antisense oligonucleotides potently reduce apolipoprotein B mRNA and serum cholesterol in mice and non-human primates // Nucleic. Acids Res. 2010. Vol. 38, N 20. P. 7100-7111.Liang X.H., Shen W., Sun H. at al. Translation efficiency of mRNAs is increased by antisense oligonucleotides targeting upstream open reading frames // Nat. Biotechnol. 2016. Vol. 34, N 8. P. 875-880.Liang X.H., Shen W., Sun H. at al. Translation efficiency of mRNAs is increased by antisense oligonucleotides targeting upstream open reading frames // Nat. Biotechnol. 2016. Vol. 34, N 8. P. 875-880.Shah K.U., Mule N., Singh J.N. at al. Voltage gated sodium channel blockers: potential treatment for neuropathic pain // CRIPS. 2010. Vol. 11, N 1. P. 11-16.Shah K.U., Mule N., Singh J.N. at al. Voltage gated sodium channel blockers: potential treatment for neuropathic pain // CRIPS. 2010. Vol. 11, N 1. P. 11-16.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.