Russian Journal of GeneticsRussian Journal of GeneticsГенетика0016-67583034-5103The Russian Academy of Sciences66682710.31857/S0016675823070068QKHDWLОБЗОРНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СТАТЬИMitochondrial DNA Mutations in Cardiovascular DiseasesМутации митохондриальной ДНК при заболеваниях сердечно-сосудистой системыKorepanovV. A.КорепановВ. А.vakorep41811@gmail.comRebrovaT. Yu.РеброваТ. Ю.vakorep41811@gmail.comBatalovR. E.БаталовР. Е.vakorep41811@gmail.comAfanasievS. A.АфанасьевС. А.vakorep41811@gmail.comCardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Center, Russian Academy of ScienceНаучно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук0107202359773574026022025Copyright ©; 2023, В.А. Корепанов, Т.Ю. Реброва, Р.Е. Баталов, С.А. АфанасьевCopyright ©; 2023, В.А. Корепанов, Т.Ю. Реброва, Р.Е. Баталов, С.А. Афанасьев2023В.А. Корепанов, Т.Ю. Реброва, Р.Е. Баталов, С.А. АфанасьевВ.А. Корепанов, Т.Ю. Реброва, Р.Е. Баталов, С.А. Афанасьевhttps://transsyst.ru/0016-6758/article/view/666827

Early prevention of development and timely diagnosis of diseases of the cardiovascular system are some of the main tasks of modern cardiology. One of the promising approaches is aimed at identifying associations between the carriage of mitochondrial DNA (mtDNA) mutations and the development of cardiovascular diseases. Mitochondria are the only source of energy accumulation in cardiomyocytes; therefore, failure of their functioning, caused by mtDNA mutations, directly affects the bioenergetics and the work of myocardial cells. The purpose of this review is to describe the current achivements in the study of associations of mutant mtDNA with the development of various pathologies of the cardiovascular system.

Ранняя профилактика развития и своевременная диагностика болезней сердечно-сосудистой системы являются одними из основных задач современной кардиологии. Один из перспективных подходов направлен на выявление ассоциаций между носительством мутаций митохондриальной ДНК и развитием сердечно-сосудистых заболеваний. Митохондрии являются единственным источником аккумуляции энергии в кардиомиоцитах, поэтому нарушение их работы, обусловленное мутациями мтДНК, непосредственно отражается на биоэнергетике и работе клеток миокарда. Целью данного обзора стало описание современных достижений в исследовании ассоциаций мутантных мтДНК с развитием различных патологий сердечно-сосудистой системы.

mitochondriamutationsmitochondrial DNAcardiovascular diseases.митохондриимутациимитохондриальная ДНКсердечно-сосудистые заболевания.Townsend N., Kazakiewicz D., Lucy Wright F. et al. Epidemiology of cardiovascular disease in Europe // Nat. Rev. Cardiol. 2022. № 19. P. 133–143. https://doi.org/10.1038/s41569-021-00607-3Hinton W., McGovern A., Coyle R. et al. Incidence and prevalence of cardiovascular disease in English primary care: A cross-sectional and follow-up study of the Royal College of General Practitioners (RCGP) Research and Surveillance Centre (RSC) // BMJ Open. 2018. № 8. e020282. https://doi.org/10.1136/bmjopen-2017-020282Бойцов С.А., Драпкина О.М., Шляхто Е.В. и др. Исследование ЭССЕ-РФ (Эпидемиология сердечно-сосудистых заболеваний и их факторов риска в регионах Российской Федерации). Десять лет спустя // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2021. Т. 20. № 5. С. 3007.Hanft L.M., Emter C.A., McDonald K.S. Cardiac myofibrillar contractile properties during the progression from hypertension to decompensated heart failure // Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 2017. V. 313. № 1. P. H103–H113. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00069.2017Cao Y.P., Zheng M. Mitochondrial dynamics and inter-mitochondrial communication in the heart // Arch. Biochem. Biophys. 2019. V. 663. P. 214–219. https://doi.org/10.1016/j.abb.2019.01.017Иванов К.П. Современные медицинские проблемы энергообмена у человека // Вестник РАМН. 2013. № 6. С. 56–59.Alston C.L., Rocha M.C., Lax N.Z. et al. The genetics and pathology of mitochondrial disease // J. Pathol. 2017. V. 241. № 2. P. 236–250. https://doi.org/10.1002/path.4809Luft R., Ikkos D., Palmieri G. et al. A case of severe hypermetabolism of nonthyroid origin with a defect in the maintenance of mitochondrial respiratory control: A correlated clinical, biochemical, and morphological study // J. Clin. Invest. 1962. V. 41. № 9. P. 1776–804. https://doi.org/10.1172/JCI104637Nass M.M., Nass S. Intramitochondrial fibers with DNA characteristics. I. Fixation and electron staining reactions // J. Cell. Biol. 1963. V. 19. № 3. P. 593–611. https://doi.org/10.1083/jcb.19.3.593Wallace D.C., Singh G., Lott M.T. et al. Mitochondrial DNA mutation associated with Leber’s hereditary optic neuropathy // Science. 1988. V. 242. № 4884. P. 1427–1430. https://doi.org/10.1126/science.3201231Понасенко А.В., Цепокина А.В., Тхоренко Б.А. и др. Изменчивость митохондриальной ДНК в развитии атеросклероза и инфаркта миокарда (обзор литературы) // Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2018. Т. 7. № 4S. С. 75–85.Mancuso M., Orsucci D., Angelini C. et al. The m.3243A>G mitochondrial DNA mutation and related phenotypes. A matter of gender? // J. Neurol. 2014. V. 261. № 3. P. 504–510. https://doi.org/10.1007/s00415-013-7225-3Ng Y.S., Grady J.P., Lax N.Z. et al. Sudden adult death syndrome in m.3243A>G-related mitochondrial disease: An unrecognized clinical entity in young, asymptomatic adults // Eur. Heart. J. 2016. V. 37. № 32. P. 2552–2559. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehv306Sazonova M.A., Sinyov V.V., Ryzhkova A.I. et al. MtDNA mutations linked with left ventricular hypertrophy // Vessel Plus. 2019. № 3. P. 5. https://doi.org/10.20517/2574-1209.2018.56Qi Y., Wu Z., Bai Y. et al. Screening for mitochondrial tRNA mutations in 318 patients with dilated cardiomyopathy // Hum. Hered. 2022. V. 87. P. 1–11. https://doi.org/10.1159/000521615Brambilla A., Olivotto I., Favilli S. et al. Impact of cardiovascular involvement on the clinical course of paediatric mitochondrial disorders // Orphanet J. Rare Dis. 2020. V. 15. № 1. P. 196. https://doi.org/10.1186/s13023-020-01466-wГетман С.И. Распространенность нарушений ритма сердца и проводимости среди обратившихся за медицинской помощью к кардиологу на амбулаторном этапе // Кардиология. 2018. Т. 58. № 6. С. 20–28.Deo R., Albert C.M. Epidemiology and genetics of sudden cardiac death // Circulation. 2012. V. 125. P. 620–637. https://doi.org/0.1161/CIRCULATIONAHA.111.023838Kytövuori L., Junttila J., Huikuri H. et al. Mitochondrial DNA variation in sudden cardiac death: A population-based study // Int. J. Legal. Med. 2020. V. 134. № 1. P. 39–44. https://doi.org/10.1007/s00414-019-02091-4Khatami F., Mehdi Heidari M., Houshmand M. The mitochondrial DNA mutations associated with cardiac arrhythmia investigated in an LQTS family // Iran J. Basic. Med. Sci. 2014. V. 17. № 9. P. 656–661.Niedermayr K., Pölzl G., Scholl-Bürgi S. et al. Mitochondrial DNA mutation “m.3243A>G”. Heterogeneous clinical picture for cardiologists (“m.3243A>G”: A phenotypic chameleon) // Congenit. Heart. Dis. 2018. V. 13. № 5. P. 671–677. https://doi.org/10.1111/chd.12634Li X., Liu M., Sun R. et al. Atherosclerotic coronary artery disease: The accuracy of measures to diagnose preclinical atherosclerosis // Exp. Theor. Med. 2016. V. 12. № 5. P. 2899–2902. https://doi.org/10.3892/etm.2016.3710Nishigaki Y., Yamada Y., Fuku N. et al. Mitochondrial haplogroup A is a genetic risk factor for atherothrombotic cerebral infarction in Japanese females // Mitochondrion. 2007. V. 7. № 1–2. P. 72–79. https://doi.org/10.1016/j.mito.2006.11.002Nishigaki Y., Yamada Y., Fuku N. et al. Mitochondrial haplogroup N9b is protective against myocardial infarction in Japanese males // Hum. Genet. 2007. V. 120. № 6. P. 827–836. https://doi.org/10.1007/s00439-006-0269-zSazonova M.A., Sinyov V.V., Ryzhkova A.I. et al. Role of mitochondrial genome mutations in pathogenesis of carotid atherosclerosis // Oxid. Med. Cell Longev. 2017. V. 2017. P. 6934394. https://doi.org/10.1155/2017/6934394Liu C., Yang Q., Hwang S.J. et al. Association of genetic variation in the mitochondrial genome with blood pressure and metabolic traits // Hypertension. 2012. V. 60. № 4. P. 949–956. https://doi.org/10.1161/Hypertensionaha.112.196519Jia Z., Zhang Y., Li Q. et al. A coronary artery disease-associated tRNAThr mutation altered mitochondrial function, apoptosis and angiogenesis // Nucl. Ac. Res. 2019. V. 47. № 4. P. 2056–2074. https://doi.org/10.1093/nar/gky1241Zhu Q., Chen C., Yao J. Kearns–Sayre syndrome with a novel large-scale deletion: A case report // BMC Ophthalmol. 2022. V. 22. № 1. P. 35. https://doi.org/10.1186/s12886-021-02224-7Khambatta S., Nguyen D.L., Beckman T.J., Wittich C.M. Kearns–Sayre syndrome: A case series of 35 adults and children // Int. J. Gen. Med. 2014. № 7. P. 325–332. https://doi.org/10.2147/IJGM.S65560Mancuso M., Orsucci D., Filosto M. et al. Drugs and mitochondrial diseases: 40 queries and answers // Expert. Opin. Pharmacother. 2012. V. 13. № 4. P. 527–543.Komura K., Nakano K., Ishigaki K. et al. Creatine monohydrate therapy in a Leigh syndrome patient with A8344G mutation // Pediatr. Int. 2006. V. 48. № 4. P. 409–412.Kaur S., Nagpal M. Recent advancement in human reproduction three-parent babies: A technique to neutralize mitochondrial disease load-A boon or a bane for society? // Curry Trends Diagn. Treat. 2017. V. 1. № 2. P. 100–103.Labarta E., de Los Santos M.J., Escribá M.J. et al. Mitochondria as a tool for oocyte rejuvenation // Fertil. Steril. 2019. V. 111. № 2. P. 219–226.Neupane J., Vandewoestyne M., Ghimire S. et al. Assessment of nuclear transfer techniques to prevent the transmission of heritable mitochondrial disorders without compromising embryonic development competence in mice // Mitochondrion. 2014. V. 18. P. 27–33.Wolf D.P., Mitalipov N., Mitalipov S. Mitochondrial replacement therapy in reproductive medicine // Trends Mol. Med. 2015. V. 21. № 2. P. 68–76. https://doi.org/10.1016/j.molmed.2014.12.001Hyslop L.A., Blakeley P., Craven L. et al. Towards clinical application of pronuclear transfer to prevent mitochondrial DNA disease // Nature. 2016. V. 534. P. 383–386.Zaidi A.A., Makova K.D. lnvestigating mitonuclear interactions in human admixed populations // Nat. Ecol. Evol. 2019. № 3. P. 213–222. https://doi.org/0.1038/s41559-018-0766-1