psychiatryПСИХИАТРИЯPsychiatry (Moscow) (Psikhiatriya)1683-83192618-6667FSBSI “The Mental Health Research Centre”; LLC «Publisher «MIA»10.30629/2618-6667-2021-19-3-6-14psychiatry-679Research ArticleПСИХОПАТОЛОГИЯ, КЛИНИЧЕСКАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПСИХИАТРИЯPSYCHOPATHOLOGY, CLINICAL AND BIOLOGICAL PSYCHIATRYКонцентрация циркулирующей внеклеточной ДНК в плазме периферической крови больных с острыми психозами эндогенной и экзогенной этиологииConcentration of Circulating Cell-Free DNA in the Peripheral Blood Plasma of Patients with Acute Endogenous and Exogenous Etiology PsychosesЖестковаЕ. М.JestkovaE. M.

Жесткова Елизавета Михайловна

Москва

Elizaveta M. Jestkova, MD

Moscow

valebat@icloud.comhttps://orcid.org/0000-0003-1206-5832ЕршоваЕ. С.ErshovaE. S.

Ершова Елизавета Сергеевна, кандидат биологических наук, лаборатория молекулярной биологии

Москва

Elizaveta S. Ershova, PhD, Cand. of Sci. (Biol.), Molecular Biology Laboratory

Moscow

es-ershova@rambler.ruМартыновА. В.MartynovA. V.

Мартынов Андрей Владимирович, кандидат биологических наук, лаборатория молекулярной биологии

Москва

Andrey V. Martynov, PhD, Cand. of Sci. (Biol.), Molecular Biology Laboratory

Moscow

avlamar@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7507-327XЗахароваН. В.ZakharovaN. V.

Захарова Наталья Вячеславовна, кандидат медицинских наук

Москва

Natalia V. Zakharova, MD, PhD, Cand. of Sci. (Med.)

Moscow

nataliza80@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4320-3644КостюкГ. П.KostyukG. P.

Костюк Георгий Петрович, доктор медицинских наук, профессор

Москва

Georgiy P. Kostyuk, MD, PhD, Dr. of Sci. (Med.), Professor

Moscow

kgr@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1847-0548ВейкоН. Н.VeikoN. N.

Вейко Наталья Николаевна, доктор биологических наук, лаборатория молекулярной биологии

Москва

Natalia N. Veiko, PhD, Dr. of Sci. (Biol.), Molecular Biology Laboratory

Moscow

satelit32006@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6336-9900КостюкС. В.KostyukS. V.

Костюк Светлана Викторовна, доктор биологических наук, заведующая лабораторией, лаборатория молекулярной биологии

Москва

Svetlana V. Kostyuk, PhD, Dr. of Sci. (Biol.), Head of the Laboratory, Molecular Biology Laboratory

Moscow

svet-vk@yandex.ruГБУ «Психиатрическая клиническая больница № 4 им. П.Б. Ганнушкина» Департамента здравоохранения города МосквыРоссияGannushkin Clinical Psychiatric Hospital № 4Russian FederationФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова»РоссияResearch Centre for Medical GeneticsRussian FederationГБУ «Психиатрическая клиническая больница № 1 имени Н.А. Алексеева» Департамента здравоохранения города МосквыРоссияMoscow Healthcare Department, N.A. Alexeev Clinical Psychiatric Hospital № 1Russian Federation202112102021193614Copyright © Жесткова Е.М., Ершова Е.С., Мартынов А.В., Захарова Н.В., Костюк Г.П., Вейко Н.Н., Костюк С.В., 20212021Жесткова Е.М., Ершова Е.С., Мартынов А.В., Захарова Н.В., Костюк Г.П., Вейко Н.Н., Костюк С.В.Jestkova E.M., Ershova E.S., Martynov A.V., Zakharova N.V., Kostyuk G.P., Veiko N.N., Kostyuk S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journalpsychiatry.com/jour/article/view/679

Обоснование: внеклеточная ДНК плазмы крови (вкДНК) рассматривается как маркер, отражающий уровень апоптоза в организме человека в условиях стресса. Острый психоз, вызванный эндогенными (шизофрения) и экзогенными (алкогольная интоксикация) факторами, в организме человека ассоциирован с окислительным стрессом. Можно предположить, что концентрация вкДНК в плазме крови больных с острыми психозами эндогенной и экзогенной этиологии повышена. Цель работы: сравнительный анализ концентрации вкДНК в плазме крови больных параноидной шизофренией в период обострения заболевания, больных с алкогольным психозом и здоровых добровольцев. Материалы и методы: концентрация вкДНК определена в образцах плазмы крови 476 человек: группа контроля (n = 95); больные шизофренией в стадии обострения болезни (n = 334); больные c алкогольным психозом (n = 47). Результаты: концентрации вкДНК в группе больных шизофренией (медиана 931 нг/мл) в 1,8 раза выше, чем в группе больных с алкогольным психозом (медиана 504 нг/мл) и в 2,2 раза выше, чем в контроле (медиана 428 нг/мл). Для больных шизофренией с высокими показателями шкалы позитивных и негативных симптомов (PANSS) мы обнаружили наиболее высокие значения концентрации вкДНК в плазме крови в период психоза, что указывает на более выраженный системный процесс, который сопровождается повышением уровня гибели клеток. Выводы: концентрация вкДНК в плазме крови может использоваться как биохимический маркер, отражающий тяжесть состояния больного шизофренией при поступлении в стационар.

Introduction: cell-free plasma DNA (cfDNA) is used as a marker refl ecting the level of apoptosis in the human body under stress. Acute psychosis caused by endogenous (schizophrenia) and exogenous (alcohol intoxication) factors in the patient’s body is associated with oxidative stress. Presumably, cfDNA concentration in the blood plasma of patients with acute psychoses of endogenous and exogenous etiology is increased. The purpose of the study: comparative analysis of the cfDNA concentration in the blood plasma of treated and untreated patients with paranoid schizophrenia during the disease exacerbation, patients with alcoholic psychosis and healthy volunteers. Patients and methods: the concentration of cfDNA was determined in the blood plasma samples of 476 people: control group (n = 95); patients with schizophrenia in the acute stage of the disease (n = 334); patients with alcoholic psychosis (n = 47). Results: the concentrations of cfDNA in the plasma of patients with schizophrenia (median 931 ng/ml) is 2.2 times higher than in the control group (median 428 ng/ml) and 1.8 times higher than in the patients with alcoholic psychosis (504 ng/ml). For the patients with schizophrenia with high PANSS, we found the highest values of the cfDNA concentration in the blood plasma during psychosis, which indicates a more pronounced systemic process, which is accompanied by the cell death level increase. Conclusions: the concentration of cfDNA in the blood plasma could be used as a biochemical marker that refl ects the severity of the schizophrenia patient’ state upon admission to the hospital.

шизофренияалкоголизмвнеклеточная ДНКschizophreniaalcoholismcell free DNAРабота выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 17-29-06017офи_м) и в рамках государственного задания Минобрнауки РФReferencesAucamp J, Bronkhorst AJ, Badenhorst CPS, Pretorius PJ. The diverse origins of circulating cellfree DNA in the human body: a critical re-evaluation of the literature. Biol. Rev. Camb. Philos. Soc. 2018; 93(3):1649–1683. doi: 10.1111/brv.12413Aucamp J, Bronkhorst AJ, Badenhorst CPS, Pretorius PJ. The diverse origins of circulating cellfree DNA in the human body: a critical re-evaluation of the literature. Biol. Rev. Camb. Philos. Soc. 2018; 93(3):1649–1683. doi: 10.1111/brv.12413Oellerich M, Schütz E, Beck J, Walson PD. Circulating Cell-Free DNA-Diagnostic and Prognostic Applications in Personalized Cancer Therapy. Ther. Drug Monit. 2019; 41(2):115–120. doi: 10.1097/FTD.0000000000000566Oellerich M, Schütz E, Beck J, Walson PD. Circulating Cell-Free DNA-Diagnostic and Prognostic Applications in Personalized Cancer Therapy. Ther. Drug Monit. 2019; 41(2):115–120. doi: 10.1097/FTD.0000000000000566Писарев ВМ, Чумаченко АГ, Филев АД, Ершова ЕС, Костюк СВ, Вейко НН, Григорьев ЕК, Елисина УВ, Черпаков РА, Тутельян АВ. Комбинация молекулярных биомаркеров ДНК в прогнозе исхода критических состояний. Общая реаниматология. 2019; 15(3):31–47. doi: 10.15360/1813-9779-2019- 3-31-47Pisarev VM, Chumachenko AG, Filev AD, Ershova ES, Kostyuk SV, Veiko NN, Grigoriev EK, Elysina EV, Cherpakov RA, Tutelyan AV. Combination of DNA Molecular Biomarkers in the Prediction of Critical Illness Outcome. General Reanimatology. 2019; 15(3):31–47. (In Russ.). doi: 10.15360/1813-9779-2019-3-31-47Вейко НН, Булычева НВ, Рогинко ОА, Вейко РВ, Ершова ЕС, Коздоба ОА, Кузьмин ВА, Виноградов AM, Юдин АА, Сперанский АИ. Фрагменты транскрибируемой области рибосомного повтора в составе внеклеточной ДНК — маркер гибели клеток организма. Биомедицинская химия. 2008; 54(1):78–93. eLIBRARY ID: 12157764Veiko NN, Bulycheva NV, Roginko OA, Veiko RV, Ershova ES, Kozdoba OA, Kuz’min VA, Vinogradov AM, Yudin AA, Speranskiy AI. Fragmenty transkribiruyemoy oblasti ribosomnogo povtora v sostave vnekletosnoy DNK — marker gibeli kletok organizma. Biomeditsinskaya khimiya. 2008; 54(1):78–93 (In Russ.). eLIBRARY ID: 12157764Glebova KV, Veiko NN, Nikonov AA, Porokhovnik LN, Kostuyk SV. Cell-free DNA as a biomarker in stroke: Current status, problems and perspectives. Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 2018; 55(1):55–70. doi: 10.1080/10408363.2017.1420032Glebova KV, Veiko NN, Nikonov AA, Porokhovnik LN, Kostuyk SV. Cell-free DNA as a biomarker in stroke: Current status, problems and perspectives. Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 2018; 55(1):55–70. doi: 10.1080/10408363.2017.1420032Вейко НН, Иванова СМ, Костюк СВ, Шубаева НО, Ермаков АВ, Еголина НА, Рязанцева ТА, Сперанский АИ. Изменение свойств внеклеточной ДНК периферической крови при ревматоидном артрите. Иммунология. 2007; 28(3):147–151.Veiko NN, Ivanova SM, Kostyuk SV, Shubayeva NO, Yermakov AV, Yegolina NA, Ryazantseva TA, Speranskiy AI. Izmeneniye svoystv vnekletochnoy DNK perifericheskoy krovi pri revmatoidnom artrite. Immunologiya. 2007; 28(3):147–15. (In Russ.).Иванова СМ, Вейко НН, Рязанцева ТА, Сперанский АИ. Аутоиммунные нарушения, интерлейкины 10, 4, 6 и фактор некроза опухоли у больных системной красной волчанкой. Клиническая лабораторная диагностика. 2004; 3:33. eLIBRARY ID: 17055255Иванова СМ, Вейко НН, Рязанцева ТА, Сперанский АИ. Аутоиммунные нарушения, интерлейкины 10, 4, 6 и фактор некроза опухоли у больных системной красной волчанкой. Клиническая лабораторная диагностика. 2004; 3:33. eLIBRARY ID: 17055255Аветисова КГ, Костюк СВ, Костюк ЭВ, Ершова ЕС, Шмарина ГВ, Вейко НН, Спиридонов ДС, Клименко ПА, Курцер МА. Уровень внеклеточной ДНК и активность ДНКазы 1 при нормальной и осложненной беременности. Вестник Российского государственного медицинского университета. 2018; 4:85–90. doi: 10.24075/vrgmu.2018.041Avetisova KG, Kostyuk SV, Kostyuk EV, Ershova YeS, Shmarina GV, Veiko NN, Spiridonov DS, Klimenko PA, Kurtser MA. Uroven’ vnekletochnoy DNK iaktivnost’ DNKazy 1 prinormal’noy i oslozhnennoy beremennosti. Vestnik Rossiyskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta. 2018; 4:85–90. (In Russ.). doi: 10.24075/vrgmu.2018.041Hummel EM, Hessas E, Müller S, Beiter T, Fisch M, Eibl A, Wolf OT, Giebel B, Platen P, Kumsta R, Moser DA. Cell-free DNA release under psychosocial and physical stress conditions. Transl. Psychiatry. 2018; 8(1):236. doi: 10.1038/s41398-018-0264-xHummel EM, Hessas E, Müller S, Beiter T, Fisch M, Eibl A, Wolf OT, Giebel B, Platen P, Kumsta R, Moser DA. Cell-free DNA release under psychosocial and physical stress conditions. Transl. Psychiatry. 2018; 8(1):236. doi: 10.1038/s41398-018-0264-xCeni E, Mello T, Galli A. Pathogenesis of alcoholic liver disease: role of oxidative metabolism. World J. Gastroenterol. 2014; 20(47):17756–17772. doi: 10.3748/ wjg.v20.i47.17756Ceni E, Mello T, Galli A. Pathogenesis of alcoholic liver disease: role of oxidative metabolism. World J. Gastroenterol. 2014; 20(47):17756–17772. doi: 10.3748/ wjg.v20.i47.17756Wadhwa R, Gupta R, Maurya PK. Oxidative Stress and Accelerated Aging in Neurodegenerative and Neuropsychiatric Disorder. Curr. Pharm. Des. 2018; 24(40):4711–4725. doi: 10.2174/1381612825 666190115121018Wadhwa R, Gupta R, Maurya PK. Oxidative Stress and Accelerated Aging in Neurodegenerative and Neuropsychiatric Disorder. Curr. Pharm. Des. 2018; 24(40):4711–4725. doi: 10.2174/1381612825666190115121018Brown AS. The environment and susceptibility to schizophrenia. Prog. Neurobiol. 2011; 93(1):23–58. doi: 10.1016/j.pneurobio.2010.09.003Brown AS. The environment and susceptibility to schizophrenia. Prog. Neurobiol. 2011; 93(1):23–58. doi: 10.1016/j.pneurobio.2010.09.003Jiang J, Chen X, Sun L, Qing Y, Yang X, Hu X, Yang C, Xu T, Wang J, Wang P, He L, Dong C, Wan C. Analysis of the concentrations and size distributions of cell-free DNA in schizophrenia using fl uorescence correlation spectroscopy. Transl. Psychiatry. 2018; 8(1):104. doi: 10.1038/s41398-018-0153-3Jiang J, Chen X, Sun L, Qing Y, Yang X, Hu X, Yang C, Xu T, Wang J, Wang P, He L, Dong C, Wan C. Analysis of the concentrations and size distributions of cell-free DNA in schizophrenia using fl uorescence correlation spectroscopy. Transl. Psychiatry. 2018; 8(1):104. doi: 10.1038/s41398-018-0153-3Qi J, Chen LY, Shen XJ, Ju SQ. Analytical Value of Cell-Free DNA Based on Alu in Psychiatric Disorders. Front Psychiatry. 2020; 10:992. doi: 10.3389/ fpsyt.2019.00992Qi J, Chen LY, Shen XJ, Ju SQ. Analytical Value of Cell-Free DNA Based on Alu in Psychiatric Disorders. Front Psychiatry. 2020; 10:992. doi: 10.3389/ fpsyt.2019.00992Ershova ES, Jestkova EM, Martynov AV, Shmarina GV, Umriukhin PE, Bravve LV, Zakharova NV, Kostyuk GP, Saveliev DV, Orlova MD, Bogush M, Kutsev SI, Veiko NN, Kostyuk SV. Accumulation of Circulating Cell-Free CpG-Enriched Ribosomal DNA Fragments on the Background of High Endonuclease Activity of Blood Plasma in Schizophrenic Patients. Int. J. Genomics. 2019; 2019:8390585. doi: 10.1155/2019/8390585Ershova ES, Jestkova EM, Martynov AV, Shmarina GV, Umriukhin PE, Bravve LV, Zakharova NV, Kostyuk GP, Saveliev DV, Orlova MD, Bogush M, Kutsev SI, Veiko NN, Kostyuk SV. Accumulation of Circulating Cell-Free CpG-Enriched Ribosomal DNA Fragments on the Background of High Endonuclease Activity of Blood Plasma in Schizophrenic Patients. Int. J. Genomics. 2019; 2019:8390585. doi: 10.1155/2019/8390585Ershova ES, Jestkova EM, Chestkov IV, Porokhovnik LN, Izevskaya VL, Kutsev SI, Veiko NN, Shmarina G, Dolgikh O, Kostyuk SV. Quantifi cation of cell-free DNA in blood plasma and DNA damage degree in lymphocytes to evaluate dysregulation of apoptosis in schizophrenia patients. J. Psychiatr. Res. 2017; 87:15–22. doi: 10.1016/j.jpsychires.2016.12.006Ershova ES, Jestkova EM, Chestkov IV, Porokhovnik LN, Izevskaya VL, Kutsev SI, Veiko NN, Shmarina G, Dolgikh O, Kostyuk SV. Quantifi cation of cell-free DNA in blood plasma and DNA damage degree in lymphocytes to evaluate dysregulation of apoptosis in schizophrenia patients. J. Psychiatr. Res. 2017; 87:15–22. doi: 10.1016/j.jpsychires.2016.12.006Korzeneva IB, Kostuyk SV, Ershova LS, Osipov AN, Zhuravleva VF, Pankratova GV, Porokhovnik LN, Veiko NN. Human circulating plasma DNA signifi cantly decreases while lymphocyte DNA damage increases under chronic occupational exposure to low-dose gamma-neutron and tritium E-radiation. Mutat. Res. 2015; 779:1–15. doi: 10.1016/j.mrfmmm.2015.05.004Korzeneva IB, Kostuyk SV, Ershova LS, Osipov AN, Zhuravleva VF, Pankratova GV, Porokhovnik LN, Veiko NN. Human circulating plasma DNA signifi cantly decreases while lymphocyte DNA damage increases under chronic occupational exposure to low-dose gamma-neutron and tritium E-radiation. Mutat. Res. 2015; 779:1–15. doi: 10.1016/j.mrfmmm.2015.05.004Моруков БВ, Ляпунова НА, Цветкова ТГ, Вейко НН, Ершова ЕС, Мхитарова ЕВ, Мхитаров ВА, Мандрон ИА, Косякова НВ, Маркин АА. Изучение геномной дозы активных рибосомных генов и ряда количественных показателей внеклеточной ДНК у испытателей в эксперименте с 7-суточной иммерсией. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2008; 42(5):60–64.Morukov BV, Lyapunova NA, Tsvetkova TG, Veiko NN, Ershova YS, Mkhitarova EV, Mkhitarov VA, Mandron IA, Kosyakova NV, Markin AA. Izucheniye genomnoy dozy aktivnykh ribosomnykh genov i ryada kolichestvennykh pokazateley vnekletochnoy DNK u ispytateley v eksperimente s 7-sutochnoy immersiyey. Aviakosmicheskaya i ekologicheskaya meditsina. 2008; 42(5):60–64. (In Russ.).Malinovskaya EM, Ershova ES, Okorokova NA, Veiko VP, Konkova MS, Kozhina EA, Savinova EA, Porokhovnik LN, Kutsev SI, Veiko NN, Kostyuk SV. Ribosomal DNA as DAMPs Signal for MCF7 Cancer Cells. Front. Oncol. 2019; 9:445. doi:10.3389/fonc.2019.00445Malinovskaya EM, Ershova ES, Okorokova NA, Veiko VP, Konkova MS, Kozhina EA, Savinova EA, Porokhovnik LN, Kutsev SI, Veiko NN, Kostyuk SV. Ribosomal DNA as DAMPs Signal for MCF7 Cancer Cells. Front. Oncol. 2019; 9:445. doi:10.3389/fonc.2019.00445

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