Электрофизиологические функции макрофагов участвуют в фибрилляции предсердий

Цель. Воспаление, в котором макрофаги играют важную роль в качестве иммунных клеток, тесно связано с фибрилляцией предсердий (ФП). Недавние исследования показали, что макрофаги участвуют в электрической проводимости в сердце, что указывает на то, что они обладают электрофизиологическими характеристиками. Однако, связана ли электрофизиология макрофагов с ФП или нет, оставалось неизвестным. Таким образом, мы исследовали изменения биологических функций макрофагов с помощью патч-клампинга после тахикардии, которая имитировала ФП.
Материал и методы. Были культивированы предсердные миоциты и макрофаги. Проведено секвенирование РНК для исследования изменения экспрессии предсердных миоцитов после тахикардии. Пэтч-клампинг был проведен для измерения времени, необходимого для реполяризации потенциала действия (APD) и тока кальция L-типа (ICa,L) в макрофагах после тахикардии. Быстрая предсердная стимуляция была выполнена для измерения частоты ФП у мышей с нокаутированным геном коннексина 43 (CX43), специфичным для макрофагов.
Результаты. После тахикардии время, необходимое для 90% реполяризации потенциала действия и ICa,L, было сокращено в макрофагах. Кроме того, мы обнаружили, что тахикардия предсердных миоцитов привела к секреции белка Wnt 7a, что еще больше подавило экспрессию гена CACNA1C в макрофагах. Более того, «нокаут» CX43 в макрофагах снизил частоту ФП в мышиной модели хронического воспаления.
Заключение. Электрофизиология макрофагов связана с развитием ФП и может быть потенциальной терапевтической целью для терапии ФП.

1. Escudero-Martínez I, Morales-Caba L, Segura T. Atrial fibrillation and stroke: A review and new insights. Trends in Cardiovascular Medicine. 2023;33(1):23–9. DOI: 10.1016/j.tcm.2021.12.001

2. Brachmann J, Sohns C, Andresen D, Siebels J, Sehner S, Boersma L et al. Atrial Fibrillation Burden and Clinical Outcomes in Heart Failure. JACC: Clinical Electrophysiology. 2021;7(5):594–603. DOI: 10.1016/j.jacep.2020.11.021

3. Bizhanov KA, Аbzaliyev KB, Baimbetov AK, Sarsenbayeva AB, Lyan E. Atrial fibrillation: Epidemiology, pathophysiology, and clinical complications (literature review). Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 2023;34(1):153–65. DOI: 10.1111/jce.15759

4. Lippi G, Sanchis-Gomar F, Cervellin G. Global epidemiology of atrial fibrillation: An increasing epidemic and public health challenge. International Journal of Stroke. 2021;16(2):217–21. DOI: 10.1177/1747493019897870

5. Holder S, Amin P. Atrial Fibrillation: Common Questions and Answers About Diagnosis and Treatment. American Family Physician. 2024;109(5):398–404. PMID: 38804754

6. Hu Y-F, Chen Y-J, Lin Y-J, Chen S-A. Inflammation and the pathogenesis of atrial fibrillation. Nature Reviews Cardiology. 2015;12(4):230– 43. DOI: 10.1038/nrcardio.2015.2

7. Liu Y, Shi Q, Ma Y, Liu Q. The role of immune cells in atrial fibrillation. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 2018;123:198–208. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2018.09.007

8. Sun Z, Zhou D, Xie X, Wang S, Wang Z, Zhao W et al. Cross-talk between macrophages and atrial myocytes in atrial fibrillation. Basic Research in Cardiology. 2016;111(6):63. DOI: 10.1007/s00395-016-0584-z

9. Sun Z, Ying X, Zhao W, He Y, Wang Z, Zheng L et al. M2c macrophages prevent atrial fibrillation in association with the inhibition of KCNQ1 in human embryonic stem cell-derived atrial-like cardiomyocytes. Hellenic Journal of Cardiology. 2021;62(6):457–9. DOI: 10.1016/j.hjc.2021.01.004

10. Hulsmans M, Clauss S, Xiao L, Aguirre AD, King KR, Hanley A et al. Macrophages Facilitate Electrical Conduction in the Heart. Cell. 2017;169(3):510-522.e20. DOI: 10.1016/j.cell.2017.03.050

11. Billur D, Olgar Y, Durak A, Yozgat AH, Unay S, Tuncay E et al. An increase in intercellular crosstalk and electrotonic coupling between cardiomyocytes and nonmyocytes reshapes the electrical conduction in the metabolic heart characterized by short QT intervals in ECGs. Cell Biochemistry and Function. 2023;41(8):1526–42. DOI: 10.1002/cbf.3893

12. Simon-Chica A, Wülfers EM, Kohl P. Nonmyocytes as electrophysiological contributors to cardiac excitation and conduction. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 2023;325(3):H475–91. DOI: 10.1152/ajpheart.00184.2023

13. Kudryashova N, Nizamieva A, Tsvelaya V, Panfilov AV, Agladze KI. Self-organization of conducting pathways explains electrical wave propagation in cardiac tissues with high fraction of non-conducting cells. PLOS Computational Biology. 2019;15(3):e1006597. DOI: 10.1371/journal.pcbi.1006597

14. Katoh M. Multi‑layered prevention and treatment of chronic inflammation, organ fibrosis and cancer associated with canonical WNT/β‑catenin signaling activation (Review). International Journal of Molecular Medicine. 2018;42(2):713–25. DOI: 10.3892/ijmm.2018.3689