New prognostic markers of preeclampsia and anemia in obese pregnant women

• Agamurad A. Orazmuradov
• Sergey G. Morozov
• Irina V. Bekbaeva
• Nozimabonu M. Zokirova
• Khalid Haddad
• Sergey I. Kyrtikov
• Ekaterina V. Mukovnikova

Abstract

The aim of the study was to identify new prognostic markers of preeclampsia and anemia in obese women.

Material and methods. A prospective cohort study was conducted, which included 159 pregnant women at full–term gestation (37.0–41.0 weeks). The 1^st group included pregnant women with obesity and preeclampsia (n=40), the 2^nd – patients with anemia and obesity (n=39), the 3^rd – obese women (n=42), the 4^th – normal-weight pregnant women without a burdened somatic history (n=38). For protein quantification by mass spectrometry, a Normalised Spectral Adundance Factor (NSAF) was calculated for each identified protein.

Results. Among the identified proteomic spectrum, 8 proteins were identified, the differences in the spectral prevalence of which significantly differed from the control group. For pregnant women with obesity and PE, significant coefficients of change were identified for 4 protein molecules when comparing their spectral prevalence with those in obese patients: Immunoglobulin kappa variable 2D-28, Zinc-alpha-2-glycoprotein, Lumican, Apolipoprotein C-IV. However, the differences were statistically significant only for Zinc-alpha-2-glycoprotein. Keratin type II cytoskeletal 1 protein was significantly significant for a cohort of pregnant women with anemia and obesity.

Conclusion. The most promising serological marker for the prognosis of preeclampsia in obesity is Zincalpha-2-glycoprotein, for the prognosis of anemia in obesity – Keratin type II cytoskeletal 1. The results obtained demonstrate the need for additional studies to investigate the proteome of obese pregnant women.

Keywords:obesity; anemia; preeclampsia; mass spectrometry; proteomic analysis

REFERENCES

1. Seregina D.S., Nikolaenkov I.P., Kuz’minykh T.U. Obesity represents a strong pathogenetic link with the pathology of pregnancy and childbirth. Zhurnal akusherstva i zhenskikh bolezney [Journal of Obstetrics and Women’s Diseases]. 2020; 69 (2): 73–82. DOI: https://doi.org/10.17816/JOWD69273-82 (in Russian)

2. Anemia and reproductive health. In: V.E. Radzinsky (ed.). Moscow: Redaktsiya zhurnala StatusPraesens, 2019: 200 p. (in Russian)

3. Obesity. Diabetes. Pregnancy. Versions and contraversions. Clinical practices. Prospects. In: V.E. Radzinsky, T.L. Botasheva, O.V. Papysheva, et al.; V.E. Radzinsky, T.L. Botasheva, G.A. Kotaysh (eds). Moscow: GEOTAR-Media, 2020: 528 p. (in Russian)

4. WHO guideline on use of ferritin concentrations to assess iron status in individuals and populations. 2020. URL: www.who.int/publications-detail/9789240000124

5. Malinowski A.K., Murji A. Iron deficiency and iron deficiency anemia in pregnancy. CMAJ. 2021; 193 (29): E1137–8. DOI: https://doi.org/10.1503/cmaj.210007 PMID: 34312167; PMCID: PMC8321297.

6. Radzinsky V.E., Knyazev S.A., Kostin I.N., et al. Predictive obstetrics. Moscow: Redaktsiya zhurnala StatusPraesens, 2021: 520 p. (in Russian)

7. Frazer D.M., Anderson G.J. Ironing out the effects of overweight and obesity on hepcidin production during pregnancy. J Nutr. 2021; 151 (8): 2087–8. DOI: https://doi.org/10.1093/jn/nxab200

8. Papysheva O.V., Kotaysh G.A., Orazmuradov A.A., et al. Pregnancy complications in women with metabolic syndrome. Akusherstvo i ginekologiya: novosti, mneniya, obuchenie [Obstetrics and Gynecology: News, Opinions, Training]. 2018; 6 (3 suppl): 18–22. DOI: https://doi.org/10.24411/2303-9698-2018-13902 (in Russian)

9. Wang Zh., Zhao G., Zeng M., et al. Overview of extracellular vesicles in the pathogenesis of preeclampsia. Biol Reprod. 2021; 105 (1): 32–9. DOI: https://doi.org/10.1093/biolre/ioab060

10. Hassan M.I., Waheed A., Yadav S., et al. Zinc alpha 2-glycoprotein: a multidisciplinary protein. Mol Cancer Res. 2008; 6 (6): 892–906. DOI: https://doi.org/10.1158/1541-7786.MCR-07-2195

11. Alenad M., Alkaltham L.F., Sabico Sh., et al. Associations of zinc-α-2-glycoprotein with metabolic syndrome and its components among adult Arabs. Sci Rep. 2022; 12 (1): 4908. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-09022-1

12. Huang D., Mao X., Peng J., et al. Role of adipokine zinc-α2-glycoprotein in coronary heart disease. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2019; 317 (6): E1055–62. DOI: https://doi.org/10.1152/ajpendo.00075.2019

13. Banaszak M., Górna I., Przysławski J. Zinc and the innovative zinc-α2-glycoprotein adipokine play an important role in lipid metabolism: a critical review. Nutrients. 2021; 13 (6): 2023. DOI: https://doi.org/10.3390/nu13062023

Как видно из представленных в табл. 2 данных, в группе ожирения и ПЭ у 4 белковых молекул выявлены значимые коэффициенты изменения при сравнении их спектральных распространенностей с таковыми у пациенток с ожирением: IGKV 2D-28, AZGP, Lumican, APOC4. Однако статистически достоверными оказались различия лишь для AZGP (p<0,05). Для когорты беременных с анемией и ожирением достоверно значимыми были отличия в уровнях белка KRT1 (p<0,05).

При построении 3D-модели взаимодействия 8 выявленных белковых молекул определено наличие 12 связей между ними (см. рисунок).

Как видно из спроектированной модели, все выявленные белки у женщин с ожирением находятся в тесном молекулярном взаимодействии.

Идентифицированные молекулы относятся к белкам межклеточного матрикса, мембран клеточных элементов, внеклеточных везикул и саркоплазматического ретикулума, что является косвенным свидетельством начала патогенетических изменений при ожирении на молекулярно-клеточном уровне.

AZGP относится к классу адипокинов. Идентифицирован впервые в начале ХХI в. как продукт распада при злокачественных опухолях [10]. Однако современные исследования доказали его роль в формировании метавоспаления при метаболическом синдроме наряду с другими провоспалительными цитокинами: фактор некроза опухолей α, С-реактивный белок, интерлейкин-6 [11, 12].

Избыток жировой ткани снижает концентрацию цинка и AZGP в крови, что приводит не только к развитию ожирения. Нарушения гомеостаза цинка в организме негативно влияют на липидный профиль и секрецию цитокинов. Физиологические эффекты AZGP связаны с метаболизмом не только липидов, но и глюкозы, повышая резистентность тканей к инсулину [13].

KRT1 представляет собой промежуточные нити II типа внутрицитоплазматического цитоскелета, который присутствует во всех эпителиальных клетках; наряду с фактором некроза опухолей α он участвует в регуляции воспалительного ответа тканей - регулирует пролиферацию клеток.

Заключение

В настоящем исследовании выявлено 8 потенциальных серологических маркеров, ассоциированных с осложненным течением беременности при ожирении. Наиболее перспективным серологическим маркером прогноза ПЭ при ожирении является AZGP, для прогноза анемии при ожирении - KRT1. Полученные результаты демонстрируют необходимость проведения дополнительных исследований по изучению протеома беременных с ожирением.

ЛИТЕРАТУРА

1. Серегина Д.С., Николаенков И.П., Кузьминых Т.У. Ожирение - ведущее патогенетическое звено патологического течения беременности и родов // Журнал акушерства и женских болезней. 2020. Т. 69, № 2. C. 73-82. DOI: https://doi.org/10.17816/JOWD69273-82

2. Анемии и репродуктивное здоровье / под ред. В.Е. Радзинского. Москва : Редакция журнала StatusPraesens, 2019. 200 c.

3. Ожирение. Диабет. Беременность. Версии и контраверсии. Клинические практики. Перспективы / В.Е. Радзинский, Т.Л. Боташева, О.В. Папышева и др. ; под ред. В.Е. Радзинского, Т.Л. Боташевой, Г.А. Котайш. Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2020. 528 с.

4. WHO guideline on use of ferritin concentrations to assess iron status in individuals and populations. 2020. URL: www.who.int/publications-detail/9789240000124

5. Malinowski A.K., Murji A. Iron deficiency and iron deficiency anemia in pregnancy // CMAJ. 2021. Vol. 193, N 29. P. E1137-E1138. DOI: https://doi.org/10.1503/cmaj.210007 PMID: 34312167; PMCID: PMC8321297.

6. Радзинский В.Е., Князев С.А., Костин И.Н. и др. Предиктивное акушерство. Москва : Редакция журнала StatusPraesens, 2021. 520 c.

7. Frazer D.M., Anderson G.J. Ironing out the effects of overweight and obesity on hepcidin production during pregnancy // J. Nutr. 2021. Vol. 151, N 8. P. 2087-2088. DOI: https://doi.org/10.1093/jn/nxab200

8. Папышева О.В., Котайш Г.А., Оразмурадов А.А. и др. Осложнения беременности у женщин с метаболическим синдромом // Акушерство и гинекология: новости, мнения, обучение. 2018. Т. 6, № 3. Прил. С. 18-22. DOI: https://doi.org/10.24411/2303-9698-2018-13902

9. Wang Zh., Zhao G., Zeng M. et al. Overview of extracellular vesicles in the pathogenesis of preeclampsia // Biol. Reprod. 2021. Vol. 105, N 1. P. 32-39. DOI: https://doi.org/10.1093/biolre/ioab060

10. Hassan M.I., Waheed A., Yadav S. et al. Zinc alpha 2-glycoprotein: a multidisciplinary protein // Mol. Cancer Res. 2008. Vol. 6, N 6. P. 892-906. DOI: https://doi.org/10.1158/1541-7786.MCR-07-2195

11. Alenad M., Alkaltham L.F., Sabico Sh. et al. Associations of zinc-α-2-glycoprotein with metabolic syndrome and its components among adult Arabs // Sci. Rep. 2022. Vol. 12, N 1. P. 4908. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-09022-1

12. Huang D., Mao X., Peng J. et al. Role of adipokine zinc-α2-glycoprotein in coronary heart disease // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2019. Vol. 317, N 6. P. E1055-E1062. DOI: https://doi.org/10.1152/ajpendo.00075.2019

13. Banaszak M., Górna I., Przysławski J. Zinc and the innovative zinc-α2-glycoprotein adipokine play an important role in lipid metabolism: a critical review // Nutrients. 2021. Vol. 13, N 6. P. 2023. DOI: https://doi.org/10.3390/nu13062023

All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)