Effect of Cell‐Free DNA of Patients with Cardiomyopathy and rDNA on the Frequency of Contraction of Electrically Paced Neonatal Rat Ventricular Myocytes in Culture

Abstract

There is evidence that infarcted myocardium contributes to the increase of cell-free DNA levels (cfDNA). We studied the effect of different human DNA fragments on the rate of contraction of the electrically paced neonatal rat ventricular myocytes in culture (spontaneously hypertensive line SHR). AT-rich fragments of the human satellite 3 tandem repeat (1q12 region) at a concentration of 1 ng/mL increase the frequency of cardiomyocyte contractions by 2-2.5 times. GC-rich fragments of the rDNA at 0.5 ng/mL decrease the cardiomyocyte contraction frequency by 1.5-2 times. The serum cfDNA of patients with acute myocardial infarction decreases the frequency of the contraction of cardiomyocytes proportionally to the amount of the rDNA fragments it contains. The rDNA effect is similar to the E. coli DNA effect and is presumably being realized through TLR9. In the presence of the inhibitor of these receptors, rDNA operates the same way as the fragment of the satellite 3-increasing the frequency of the cardiomyocyte contractions. Accumulation of the GC-rich fragments of the cfDNA in the blood of the AMI patients might have an influence on the contractile function of myocardial cells.

Use of the most recent reagent (CuF) for stimulation of NO synthesis by the medicinal leech salivary cell secretion in the cultures of human endothelium cells (HUVEC) and in rat cardiomiocytes

“…Все перечисленные события связаны с увеличением активности индуцибельной NO-синтазы в КМК [46,47]. В нашем опыте инкубирование КМК с лигандами TLR9 (ДНК E. coli или CpG-богатые фрагменты плазмидной ДНК) также сопровождалось уменьшением частоты сокращений КМК [48]. При концентрации лиганда в среде более 50 нг/мл (24 часа) мы наблюдали полное блокирование сократительной активности КМК.…”

Cell-free DNA fragments increase transcription in human mesenchymal stem cells, activate tlr-dependent signal pathway and supress apoptosis

“…Внеклеточная ДНК (вкДНК) -это продукт деградации погибших в результате некроза или апоптоза клеток организма [6,7], хотя существует предположение, что вкДНК также может выделяться живыми клетками (метаболическая ДНК) [8]. Показано, что вкДНК отличается по составу от геномной ДНК: вкДНК значительно обогащена GC-парами [5,9,10], аналогично бактериальной ДНК. Так, содержание GC-богатой (GC-ДНК) умеренно повторяющейся последовательности генома -транскрибируемой области рибосомного повтора (ТОрДНК) -в составе вкДНК в несколько раз превышает содержание этого повтора в ДНК клеточных ядер [5,9,10].…”

“…Показано, что вкДНК отличается по составу от геномной ДНК: вкДНК значительно обогащена GC-парами [5,9,10], аналогично бактериальной ДНК. Так, содержание GC-богатой (GC-ДНК) умеренно повторяющейся последовательности генома -транскрибируемой области рибосомного повтора (ТОрДНК) -в составе вкДНК в несколько раз превышает содержание этого повтора в ДНК клеточных ядер [5,9,10]. В то же время в составе вкДНК отмечается снижение содержания АТ-богатых последовательностей [11].…”

“…Увеличение содержания во вкДНК фрагментов СрG-ДНК небезразлично для клеток организма. Было показано, что ТОрДНК в составе вкДНК обладает сильным стимулирующем действием на лимфоциты периферической крови человека [4,9] и на кардиомиоциты крысы [10]. Кроме того, обнаружено, что активирующее действие ТОрДНК на клетки иммунной системы опосредуется через белки семейства так называемых "Toll-like" рецепторов, обозначаемые как TLR9 [4].…”

A historical and evolutionary perspective on the biological significance of circulating DNA and extracellular vesicles

“…Although apoptosis and necrosis are considered to be the main processes for producing cirDNA, numerous studies have demonstrated that cirDNA can also be derived from active cellular release mechanisms [7][8][9][10][11][12]. Further examination showed that actively released DNA is often associated with RNA and a lipid-protein complex, can translocate to neighboring or remote parts of the body, enter target cells, and alter their biology [12][13][14][15][16][17][18]. In the following years, it became clear that the active release and uptake of nucleic acids are a characteristic shared by all organisms and cell types [19].…”