pmedpharmФармация и фармакологияPharmacy & Pharmacology2307-92662413-2241Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute - branch of Volgograd State Medical Univer10.19163/2307-9266-2025-13-2-70-83pmedpharm-1681Research ArticleОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯRESEARCH ARTICLEМетаболомное исследование кардиотоксичности лекарственных препаратов на зебрафиш в качестве модельного организма: эндотелиaльная и митохондриальная дисфункция, окислительный стрессMetabolomics in drugs research on zebrafish-based cardiotoxicity models: endothelial and mitochondrial dysfunction, oxidative stresshttps://orcid.org/0000-0002-7309-8913МоскалеваН. Е.MoskalevaN. E.

кандидат биологических наук, заместитель руководителя Центра биофармацевтического анализа и метаболомных исследований Института трансляционной медицины и биотехнологии, ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет). 

Россия, 119435, г. Москва, ул. Большая Пироговская, д. 2, стр. 4.

Candidate of Sciences (Biology), Deputy Head of the Center for Biopharmaceutical Analysis and Metabolic Research at the Institute of Translational Medicine and Biotechnology, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University). 

2 Bolshaya Pirogovskaya Str., Bldg 4, Moscow, Russia, 119435.

moskaleva_n_e@staff.sechenov.ruhttps://orcid.org/0009-0006-8806-6902РезвановП. М.RezvanovP. M.

аспирант, младший научный сотрудник лаборатории биоинформатики и фармакологического моделирования Центра биофармацевтического анализа и метаболомных исследований Института трансляционной медицины и биотехнологии, ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет). 

Россия, 119435, г. Москва, ул. Большая Пироговская, д. 2, стр. 4.

graduate student, junior researcher at the Laboratory of Bioinformatics and Pharmacological Modeling of the Center for Biopharmaceutical Analysis and Metabolic Research at the Institute of Translational Medicine and Biotechnology, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University). 

2 Bolshaya Pirogovskaya Str., Bldg 4, Moscow, Russia, 119435.

rezvanov_p_m@staff.sechenov.ruhttps://orcid.org/0009-0009-5460-011XСамойловВ. М.SamoylovV. M.

студент 5 курса факультета медицинской биохимии, лаборант Центра биофармацевтического анализа и метаболомных исследований Института трансляционной медицины и биотехнологии, ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет). 

Россия, 119435, г. Москва, ул. Большая Пироговская, д. 2, стр. 4.

5th year student of the Faculty of Medical Biochemistry, laboratory technician at the Center for Biopharmaceutical Analysis and Metabolic Research at the Institute of Translational Medicine and Biotechnology, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University). 

2 Bolshaya Pirogovskaya Str., Bldg 4, Moscow, Russia, 119435.

vmSamoilov@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-9067-8717ВарзиеваВ. Г.VarzievaV. G.

младший научный сотрудник Центра биофармацевтического анализа и метаболомных исследований Института трансляционной медицины и биотехнологии, ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет). 

Россия, 119435, г. Москва, ул. Большая Пироговская, д. 2, стр. 4

junior researcher technician at the Center for Biopharmaceutical Analysis and Metabolic Research at the Institute of Translational Medicine and Biotechnology, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University). 

2 Bolshaya Pirogovskaya Str., Bldg 4, Moscow, Russia, 119435.

varzieva_v_g@staff.sechenov.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8716-1672БасхановаС. Н.BaskhanovaS. N.

научный сотрудник Центра биофармацевтического анализа и метаболомных исследований Института трансляционной медицины и биотехнологии, ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет).

Россия, 119435, г. Москва, ул. Большая Пироговская, д. 2, стр. 4

researcher at the Center for Biopharmaceutical Analysis and Metabolic Research at the Institute of Translational Medicine and Biotechnology, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University). 

2 Bolshaya Pirogovskaya Str., Bldg 4, Moscow, Russia, 119435.

baskhanova_s_n@staff.sechenov.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9394-7994ТарасовВ. В.TarasovV. V.

доктор фармацевтических наук, директор Института трансляционной медицины и биотехнологии, проректор по научно-технологическому развитию ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет). 

Россия, 119435, г. Москва, ул. Большая Пироговская, д. 2, стр. 4.

Doctor of Sciences (Pharmacy), Director of the Institute of Translational Medicine and Biotechnology, Vice-Rector for Scientific and Technological Development, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University). 

2 Bolshaya Pirogovskaya Str., Bldg 4, Moscow, Russia, 119435.

tarasov_v_v_2@staff.sechenov.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2615-7167СмолярчукЕ. А.SmolyarchukE. A.

кандидат медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой фармакологии Института фармации им. А.П. Нелюбина ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет). 

Россия, 119435, г. Москва, ул. Большая Пироговская, д. 2, стр. 4.

Candidate of Sciences (Medicine), Assistant Professor, Head of the Department of Pharmacology at the A.P. Nelyubin Institute of Pharmacy, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University). 

2 Bolshaya Pirogovskaya Str., Bldg 4, Moscow, Russia, 119435.

smolyarchuk_e_a@staff.sechenov.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1878-4467КудлайД. А.KudlayD. A.

доктор медицинских наук, профессор кафедры фармакологии Института фармации им. А.П. Нелюбина ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет); заместитель декана по научно-технологическому развитию факультета биоинженерии и биоинформатики, старший научный сотрудник факультета биоинженерии и биоинформатики ФГБОУ ВО МГУ им. М.В. Ломоносова; ведущий научный сотрудник лаборатории персонализированной медицины и молекулярной иммунологии № 71 ФГБУ «ГНЦ “Институт иммунологии”» ФМБА России; член-корреспондент РАН.

 

1. Россия, 119435, г. Москва, ул. Большая Пироговская, д. 2, стр. 4.

2. Россия, 119991, г. Москва, Ленинские горы, д. 1.

3. Россия, 115522, г. Москва, Каширское шоссе, д. 24.

Doctor of Sciences (Medicine), Professor of the Department of Pharmacology at the A.P. Nelyubin Institute of Pharmacy, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); Deputy Dean for Scientific and Technological Development of the Faculty of Bioengineering and Bioinformatics, Senior Researcher at the Faculty of Bioengineering and Bioinformatics, Lomonosov Moscow State University; Leading Researcher at the Laboratory of Personalized Medicine and Molecular Immunology No. 71, State Research Center Institute of Immunology; Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences.

1. 2 Bolshaya Pirogovskaya Str., Bldg 4, Moscow, Russia, 119435.

2. 1 Leninskie Gory, Moscow, Russia, 119991.

3. 24 Kashirskoe Hwy, Moscow, , Russia, 115522.

kudlay_d_a@staff.sechenov.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9032-1558АпполоноваС. А.AppolonovaS. A.

кандидат химических наук, руководитель Центра биофармацевтического анализа и метаболомных исследований Института трансляционной медицины и биотехнологии, ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет). 

Россия, 119435, г. Москва, ул. Большая Пироговская, д. 2, стр. 4.

Candidate of Sciences (Chemistry), Head of the Center for Biopharmaceutical Analysis and Metabolic Research at the Institute of Translational Medicine and Biotechnology, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University).

2 Bolshaya Pirogovskaya Str., Bldg 4, Moscow, Russia, 119435.

appolonova_s_a@staff.sechenov.ruФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет)РоссияI.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University).Russian Federation1. Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет). 2. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова». 3. Федерального государственного бюджетного учреждения «Государственный научный центр «Институт иммунологии»» Федерального медико-биологического агентства.Россия1. I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University). 2. Lomonosov Moscow State University. 3. State Research Center Institute of Immunology.Russian Federation2025230720251327083Copyright © Москалева Н.Е., Резванов П.М., Самойлов В.М., Варзиева В.Г., Басханова С.Н., Тарасов В.В., Смолярчук Е.А., Кудлай Д.А., Апполонова С.А., 20252025Москалева Н.Е., Резванов П.М., Самойлов В.М., Варзиева В.Г., Басханова С.Н., Тарасов В.В., Смолярчук Е.А., Кудлай Д.А., Апполонова С.А.Moskaleva N.E., Rezvanov P.M., Samoylov V.M., Varzieva V.G., Baskhanova S.N., Tarasov V.V., Smolyarchuk E.A., Kudlay D.A., Appolonova S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmpharm.ru/jour/article/view/1681Цель

Цель. Исследовать изменения метаболомного профиля эмбрионов Данио-рерио (зебрафиш) при воздействии лекарственных препаратов с известными рисками кардиотоксичности — ацетаминофена, карбамазепина, сальбутамола, кеторолака, бисопролола и метопролола. Анализ нацелен на выявление изменений в уровне аминокислот (в том числе с разветвлённой цепью — ВСАА), продуктов карнитинового обмена (ацилкарнитинов) и связанных метаболических индексов, отражающих митохондриальную дисфункцию, оксидативный стресс и нарушения сигнального пути оксида азота.

Материалы и методы

Материалы и методы. Эмбрионы Данио-рерио инкубировали с исследуемыми веществами в градиенте концентраций (0,5–10×NOEC). Проводился количественный целевой метаболомный анализ методом высокоэффективной жидкостной хроматографии — тандемной масс-спектрометрии (HPLC–MS/MS) с панелью из 98 метаболитов (аминокислоты, продукты обмена оксида азота, витамины, нуклеозиды и ацилкарнитины). Полученные концентрации метаболитов сравнивали с контролем (0,1% ДМСО). Статистически значимые отклонения выражали как отношение концентрации к контролю в логарифмическом масштабе по основанию 2 (log2FC).

Результаты

Результаты. Выявлены изменения концентраций ключевых метаболитов под влиянием кардиотоксичных лекарственных препаратов. Наблюдалось накопление ВСАА (сумма лейцин, изолейцин, валин; log2FC≈0,5–2,2; p <0,05) по сравнению с контролем, а также повышение уровня ацилкарнитинов, указывающее на митохондриальную дисфункцию: так, метопролол и бисопролол вызывали увеличение соотношения суммы ацилкарнитинов к свободному карнитину более чем в 4–6 раз (log2FC=+3,8 для бисопролола и –1,27 для метопролола; p <0,01), а также накопление длинноцепочечных ацилкарнитинов. Отмечены выраженные изменения показателей, связанных с оксидативным стрессом: в образцах после воздействия β1-блокаторов (бисопролол, метопролол) и кеторолака повышалась концентрация метионин-сульфоксида (на 80–130%, p <0,01) — продукта окисления метионина, и соотношение метионин-сульфоксид/метионин, тогда как при воздействии сальбутамола, напротив, уровень метионин-сульфоксида снижался (–120%, p <0,01), указывая на разнонаправленное влияние на окислительный статус. Нарушения сигнального пути оксида азота отразились в повышении уровня асимметричного диметиларгинина.

Заключение

Заключение. Каждое из проанализированных соединений вызывало специфический метаболический «отпечаток» в образцах Данио-рерио, отражающий механизмы их кардиотоксичности. Повышение уровня ВСАА и связанных показателей указывает на нарушение энергетического обмена миокарда, накопление длинноцепочечных ацилкарнитинов свидетельствует о неполном β-окислении жирных кислот. Рост концентрации ADMA ассоциирован с эндотелиальной дисфункцией, а увеличение метионин-сульфоксида — с усилением оксидативного стресса.

The aim

The aim. To investigate the metabolic profile of zebrafish embryos when exposed to drugs with known risks of cardiotoxicity, such as acetaminophen, carbamazepine, salbutamol, ketorolac, bisoprolol, and metoprolol. The analysis is aimed at detecting changes in the level of amino acids (including branched chain BCAAs), products of carnitine metabolism (acylcarnitines) and related metabolic indices reflecting mitochondrial dysfunction, oxidative stress and disorders of the nitric oxide signaling pathway.

Materials and methods

Materials and methods. Zebrafish embryos were incubated with the test substances in a concentration gradient (0.5–10×NOEC). A quantitative targeted metabolomics analysis was performed using high-performance liquid chromatography with tandem mass spectrometry (HPLC–MS/MS) with a panel of 98 metabolites (amino acids, nitric oxide metabolism products, vitamins, nucleosides and acylcarnitines). The obtained concentrations of metabolites were compared with the control (0.1% DMSO). Statistically significant deviations were expressed as the ratio of concentration to control on a base 2 logarithmic scale (log2FC).

Results

Results. Changes in concentrations of metabolites under the influence of cardiotoxic drugs were revealed. There was an accumulation of BCAAs (the sum of leucine, isoleucine, valine; log2FC≈0.5–2.2; p <0.05) compared with the control, as well as an increase in the level of acylcarnitines, indicating mitochondrial dysfunction: for example, metoprolol and bisoprolol caused an increase in the ratio of the sum of acylcarnitines to free carnitine by more than 4–6 times (log2FC=+3.8 for bisoprolol and -1.27 for metoprolol; p <0.01), as well as accumulation of long-chain acylcarnitines. Pronounced changes in indicators related to oxidative stress were noted: in the samples after exposure to beta-1 blockers (bisoprolol, metoprolol) and ketorolac, the concentration of methionine sulfoxide (by 80–130%, p < 0.01), the product of methionine oxidation, and the ratio of methionine sulfoxide/methionine increased, whereas when exposed to salbutamol, on the contrary, the level of methionine sulfoxide decreased (-120%, p <0.01), indicating a multidirectional effect on the oxidative status. Violations of the nitric oxide signaling pathway were reflected in an increase in the level of asymmetric dimethylarginine.

Conclusion

Conclusion. Each of the analyzed compounds produced a specific metabolic “imprint” in Zebrafish samples, reflecting the mechanisms of their cardiotoxicity. An increase in BCAA levels and related indicators indicates a violation of myocardial energy metabolism, the accumulation of long-chain acylcarnitines indicates incomplete beta-oxidation of fatty acids. An increase in the concentration of ADMA is associated with endothelial dysfunction, and an increase in methionine sulfoxide is associated with increased oxidative stress.

кардиотоксичностьметаболомикаДанио-рериозебрафишаминокислотыацилкарнитиныcardiotoxicitymetabolomicszebrafishzebrafishamino acidsacylcarnitines.Работа выполнена в рамках государственного задания № 124031100079-6. Тема НИОКР (ПНИЭР): «Разработка цифровых моделей прогнозирования органотоксичности лекарственных средств на основе данных метаболомного анализа с использованием альтернативной биологической модели».The work was performed within the framework of the state assignment No. 124031100079-6. Research and development objective: "Development of digital models for predicting drug organotoxicity based on data from metabolomic analysis using an alternative biological model.ReferencesOnakpoya I.J., Heneghan C.J., Aronson J.K. Post-marketing withdrawal of 462 medicinal products because of adverse drug reactions: a systematic review of the world literature // BMC Medicine. – 2016. – Vol. 14. – P. 10. DOI: 10.1186/s12916-016-0553-2Onakpoya IJ, Heneghan CJ, Aronson JK. Post-marketing withdrawal of 462 medicinal products because of adverse drug reactions: a systematic review of the world literature. BMC Medicine. 2016;14:10. DOI: 10.1186/s12916-016-0553-2Ferdinandy P., Baczkó I., Bencsik P., Giricz Z., Görbe A., Pacher P., Varga Z.V., Varró A., Schulz R. Definition of hidden drug cardiotoxicity: paradigm change in cardiac safety testing and its clinical implications // Eur Heart J. – 2018. – Vol. 40, No. 22. – P. 1771–1777. DOI: 10.1093/eurheartj/ehy365Ferdinandy P, Baczkó I, Bencsik P, Giricz Z, Görbe A, Pacher P, Varga ZV, Varró A, Schulz R. Definition of hidden drug cardiotoxicity: paradigm change in cardiac safety testing and its clinical implications. Eur Heart J. 2018;40(22):1771–7. DOI: 10.1093/eurheartj/ehy365Ussher J.R., Elmariah S., Gerszten R.E., Dyck J.R.B. The Emerging Role of Metabolomics in the Diagnosis and Prognosis of Cardiovascular Disease // J Am College Cardiolog. – 2016. – Vol. 68, No. 25. – P. 2850–2870. DOI: 10.1016/j.jacc.2016.09.972Ussher JR, Elmariah S, Gerszten RE, Dyck JRB. The Emerging Role of Metabolomics in the Diagnosis and Prognosis of Cardiovascular Disease. J Am College Cardiolog. 2016;68(25):2850–70. DOI: 10.1016/j.jacc.2016.09.972Singh A., Bakhtyar M., Jun S.R., Boerma M., Lan R.S., Su L.J., Makhoul S., Hsu P.C. A narrative review of metabolomics approaches in identifying biomarkers of doxorubicin-induced cardiotoxicity // Metabolomics. – 2025. – Vol. 21. – P. 68. DOI: 10.1007/s11306-025-02258-8Singh A, Bakhtyar M, Jun SR, Boerma M, Lan RS, Su LJ, Makhoul S, Hsu PC. A narrative review of metabolomics approaches in identifying biomarkers of doxorubicin-induced cardiotoxicity. Metabolomics. 2025;21:68. DOI: 10.1007/s11306-025-02258-8Rhee E.P., Gerszten R.E. Metabolomics and Cardiovascular Biomarker Discovery // Clin Chem. – 2011. – Vol. 58, No. 1. – P. 139–147. DOI: 10.1373/clinchem.2011.169573Rhee EP, Gerszten RE. Metabolomics and Cardiovascular Biomarker Discovery. Clin Chem. 2011;58(1):139–147. DOI: 10.1373/clinchem.2011.169573Holeček M. Branched-chain amino acids in health and disease: metabolism, alterations in blood plasma, and as supplements // Nutrition & Metabolism. – 2018. – Vol. 15. – P. 33. DOI: 10.1186/s12986-018-0271-1.Holeček M. Branched-chain amino acids in health and disease: metabolism, alterations in blood plasma, and as supplements. Nutrition & Metabolism. 2018;15:33. DOI: 10.1186/s12986-018-0271-1Gao C., Hou L. Branched chain amino acids metabolism in heart failure // Front Nutrition. – 2023. – Vol. 10. – P. 1279066. DOI: 10.3389/fnut.2023.1279066Gao C, Hou L. Branched chain amino acids metabolism in heart failure. Front Nutrition. 2023;10:1279066. DOI: 10.3389/fnut.2023.1279066Kozhevnikova M.V., Belenkov Y.N., Shestakova K.M., Ageev A.A., Markin P.A., Kakotkina A.V., Korobkova E.O., Moskaleva N.E., Kuznetsov I.V., Khabarova N.V., Kukharenko A.V., Appolonova S.A. Metabolomic profiling in heart failure as a new tool for diagnosis and phenotyping // Sci Rep. – 2025. – Vol. 15. – P. 11849. DOI: 10.1038/s41598-025-95553-2Kozhevnikova MV, Belenkov YN, Shestakova KM, Ageev AA, Markin PA, Kakotkina AV, Korobkova EO, Moskaleva NE, Kuznetsov IV, Khabarova NV, Kukharenko AV, Appolonova SA. Metabolomic profiling in heart failure as a new tool for diagnosis and phenotyping. Sci Rep. 2025;15(1):11849. DOI: 10.1038/s41598-025-95553-2Kozhevnikova M.V., Kakotkina A.V., Korobkova E.O., Kuznetsov I.V., Shestakova K.M., Moskaleva N.E., Appolonova S.A., Belenkov Y.N. Metabolomic Panel for the Diagnosis of Heart Failure with Preserved Ejection Fraction // Int J Mol Sci. – 2025. – Vol. 26. – P. 2102. DOI: 10.3390/ijms26052102Kozhevnikova MV, Kakotkina AV, Korobkova EO, Kuznetsov IV, Shestakova KM, Moskaleva NE, Appolonova SA, Belenkov YN. Metabolomic Panel for the Diagnosis of Heart Failure with Preserved Ejection Fraction. Int J Mol Sci. 2025;26:2102. DOI: 10.3390/ijms26052102Aitken-Buck H.M., Krause J., Zeller T., Jones P.P., Lamberts R.R. Long-Chain Acylcarnitines and Cardiac Excitation-Contraction Coupling: Links to Arrhythmias // Front Physiology. – 2020. – Vol. 11. – P. 577856. DOI: 10.3389/fphys.2020.577856Aitken-Buck HM, Krause J, Zeller T, Jones PP, Lamberts RR. Long-Chain Acylcarnitines and Cardiac Excitation-Contraction Coupling: Links to Arrhythmias. Front Physiology. 2020;11:577856. DOI: 10.3389/fphys.2020.577856Kukharenko A., Brito A., Kozhevnikova M.V., Moskaleva N., Markin P.A., Bochkareva N., Korobkova E.O., Belenkov Y.N., Privalova E.V., Larcova E.V., Ariani A., La Frano M.R., Appolonova S.A. Relationship between the plasma acylcarnitine profile and cardiometabolic risk factors in adults diagnosed with cardiovascular diseases // Clin Chim Acta. – 2020. – Vol. 507. – P. 250–256. DOI: 10.1016/j.cca.2020.04.035Kukharenko A, Brito A, Kozhevnikova MV, Moskaleva N, Markin PA, Bochkareva N, Korobkova EO, Belenkov YN, Privalova EV, Larcova EV, Ariani A, La Frano MR, Appolonova SA. Relationship between the plasma acylcarnitine profile and cardiometabolic risk factors in adults diagnosed with cardiovascular diseases. Clin Chim Acta. 2020;507:250–256. DOI: 10.1016/j.cca.2020.04.035Sibal L., Agarwal S.C., Home P.D., Boger R.H. The Role of Asymmetric Dimethylarginine (ADMA) in Endothelial Dysfunction and Cardiovascular Disease // Cur Cardiology Rev. – 2010. – Vol. 6, No. 2. – P. 82–90. DOI: 10.2174/157340310791162659Sibal L, Agarwal SC, Home PD, Boger RH. The Role of Asymmetric Dimethylarginine (ADMA) in Endothelial Dysfunction and Cardiovascular Disease. Cur Cardiology Rev. 2010;6(2):82–90. DOI: 10.2174/157340310791162659Markin S.S., Ponomarenko E.A., Romashova Y.A., Pleshakova T.O., Ivanov S.V., Bedretdinov F.N., Konstantinov S.L., Nizov A.A., Koledinskii A.G., Girivenko A.I., Shestakova K.M., Markin P.A., Moskaleva N.E., Kozhevnikova M.V., Chefranova Zh.Yu., Appolonova S.A. A novel preliminary metabolomic panel for IHD diagnostics and pathogenesis // Scientific Reports. – 2024. – Vol. 14. – P. 2651. DOI: 10.1038/s41598-024-53215-9Markin SS, Ponomarenko EA, Romashova YA, Pleshakova TO, Ivanov SV, Bedretdinov FN, Konstantinov SL, Nizov AA, Koledinskii AG, Girivenko AI, Shestakova KM, Markin PA, Moskaleva NE, Kozhevnikova MV, Chefranova ZhYu, Appolonova SA. A novel preliminary metabolomic panel for IHD diagnostics and pathogenesis. Scientific Reports. 2024;14:2651. DOI: 10.1038/s41598-024-53215-9Brito-Martins M., Harding S.E., Ali N.N. beta(1)- and beta(2)-adrenoceptor responses in cardiomyocytes derived from human embryonic stem cells: comparison with failing and non-failing adult human heart // Br J Pharmacol. – 2008. – Vol. 153, No. 4. – P. 751–759. DOI: 10.1038/sj.bjp.0707619Brito-Martins M, Harding SE, Ali NN. beta(1)- and beta(2)-adrenoceptor responses in cardiomyocytes derived from human embryonic stem cells: comparison with failing and non-failing adult human heart. Br J Pharmacol. 2008;153(4):751–9. DOI: 10.1038/sj.bjp.0707619Asnani A., Moslehi J.J., Adhikari B.B., Baik A.H., Beyer A.M., de Boer R.A., Ghigo A., Grumbach I.M., Jain S., Zhu H.; American Heart Association Council on Basic Cardiovascular Sciences; Cardio-Oncology Science Subcommittee of Council on Genomic and Precision Medicine and Council on Clinical Cardiology; Council on Peripheral Vascular Disease; and Council on Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology. Preclinical Models of Cancer Therapy-Associated Cardiovascular Toxicity: A Scientific Statement From the American Heart Association // Circ Res. – 2021. – Vol. 129, No. 1. – P. e21–e34. DOI: 10.1161/RES.0000000000000473Asnani A, Moslehi JJ, Adhikari BB, Baik AH, Beyer AM, de Boer RA, Ghigo A, Grumbach IM, Jain S, Zhu H; American Heart Association Council on Basic Cardiovascular Sciences; Cardio-Oncology Science Subcommittee of Council on Genomic and Precision Medicine and Council on Clinical Cardiology; Council on Peripheral Vascular Disease; and Council on Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology. Preclinical Models of Cancer Therapy-Associated Cardiovascular Toxicity: A Scientific Statement From the American Heart Association. Circ Res. 2021;129(1):e21–e34. DOI: 10.1161/RES.0000000000000473Wang W., Gao X., Liu L., Guo S., Duan J.A., Xiao P. Zebrafish as a Vertebrate Model for High-Throughput Drug Toxicity Screening: Mechanisms, Novel Techniques, and Future Perspectives // J Pharm Analysis. – 2025. – P. 101195. DOI: 10.1016/j.jpha.2025.101195Wang W, Gao X, Liu L, Guo S, Duan JA, Xiao P. Zebrafish as a Vertebrate Model for High-Throughput Drug Toxicity Screening: Mechanisms, Novel Techniques, and Future Perspectives. J Pharm Analysis. 2025:101195. DOI: 10.1016/j.jpha.2025.101195Markin P.A., Brito A., Moskaleva N.E., Tagliaro F., La Frano M.R., Savitskii M.V., Appolonova S.A. Short- and long-term exposures of the synthetic cannabinoid 5F-APINAC induce metabolomic alterations associated with neurotransmitter systems and embryotoxicity confirmed by teratogenicity in zebrafish // Comp Biochem Physiol C Toxicol Pharmacol. – 2021. – Vol. 243. – P. 109000. DOI: 10.1016/j.cbpc.2021.109000Markin PA, Brito A, Moskaleva NE, Tagliaro F, La Frano MR, Savitskii MV, Appolonova SA. Short- and long-term exposures of the synthetic cannabinoid 5F-APINAC induce metabolomic alterations associated with neurotransmitter systems and embryotoxicity confirmed by teratogenicity in zebrafish. Comp Biochem Physiol C Toxicol Pharmacol. 2021;243:109000. DOI: 10.1016/j.cbpc.2021.109000Markin P.A., Brito A., Moskaleva N.E., Tagliaro F., Tarasov V.V., La Frano M.R., Savitskii M.V., Appolonova S.A. Short- and medium-term exposures of diazepam induce metabolomic alterations associated with the serotonergic, dopaminergic, adrenergic and aspartic acid neurotransmitter systems in zebrafish (Danio rerio) embryos/larvae // Comp Biochem Physiol Part D Genomics Proteomics. – 2021. – Vol. 38. – P. 100816. DOI: 10.1016/j.cbd.2021.100816Markin PA, Brito A, Moskaleva NE, Tagliaro F, Tarasov VV, La Frano MR, Savitskii MV, Appolonova SA. Short- and medium-term exposures of diazepam induce metabolomic alterations associated with the serotonergic, dopaminergic, adrenergic and aspartic acid neurotransmitter systems in zebrafish (Danio rerio) embryos/larvae. Comp Biochem Physiol Part D Genomics Proteomics. 2021;38:100816. DOI: 10.1016/j.cbd.2021.100816Dyballa S., Miñana R., Rubio-Brotons M., Cornet C., Pederzani T., Escaramis G., Garcia-Serna R., Mestres J., Terriente J. Comparison of Zebrafish Larvae and hiPSC Cardiomyocytes for Predicting Drug-Induced Cardiotoxicity in Humans // Toxicol Sci. – 2019. – Vol. 171, No. 2. – P. 283–295. DOI: 10.1093/toxsci/kfz165Dyballa S, Miñana R, Rubio-Brotons M, Cornet C, Pederzani T, Escaramis G, Garcia-Serna R, Mestres J, Terriente J. Comparison of Zebrafish Larvae and hiPSC Cardiomyocytes for Predicting Drug-Induced Cardiotoxicity in Humans. Toxicol Sci. 2019;171(2):283–295. DOI: 10.1093/toxsci/kfz165Zakaria Z.Z., Benslimane F.M., Nasrallah G.K., Shurbaji S., Younes N.N., Mraiche F., Da’as S.I., Yalcin H.C. Using Zebrafish for Investigating the Molecular Mechanisms of Drug-Induced Cardiotoxicity // BioMed Res Int. – 2018. – Vol. 2018. – P. 1642684. DOI: 10.1155/2018/1642684Zakaria ZZ, Benslimane FM, Nasrallah GK, Shurbaji S, Younes NN, Mraiche F, Da'as SI, Yalcin HC. Using Zebrafish for Investigating the Molecular Mechanisms of Drug-Induced Cardiotoxicity. Biomed Res Int. 2018;2018:1642684. DOI: 10.1155/2018/1642684Tusher V.G., Tibshirani R., Chu G. Significance analysis of microarrays applied to the ionizing radiation response // Proc Natl Acad Sci U S A. – 2001. – Vol. 98, No. 9. – P. 5116–5121. – DOI: 10.1073/pnas.091062498Tusher VG, Tibshirani R, Chu G. Significance analysis of microarrays applied to the ionizing radiation response. Proc Natl Acad Sci U S A. 2001;98(9):5116–21. DOI: 10.1073/pnas.091062498Morris C.R., Hamilton-Reeves J., Martindale R.G., Sarav M., Ochoa Gautier J.B. Acquired amino acid deficiencies: a focus on arginine and glutamine // Nutr Clin Pract. – 2017. – Vol. 32, Suppl. 1. – P. 30S–47S.Morris CR, Hamilton-Reeves J, Martindale RG, Sarav M, Ochoa Gautier JB. Acquired Amino Acid Deficiencies: A Focus on Arginine and Glutamine. Nutr Clin Pract. 2017;32(1_suppl):30S–47S. DOI: 10.1177/0884533617691250Rees C.A., Rostad C.A., Mantus G., Anderson E.J., Chahroudi A., Jaggi P., Wrammert J., Ochoa J.B., Ochoa A., Basu R.K., Heilman S., Harris F., Lapp S.A., Hussaini L., Vos M.B., Brown L.A., Morris C.R. Altered amino acid profile in patients with SARS-CoV-2 infection // Proc Natl Acad Sci U S A. – 2021. – Vol. 118, No. 25. – P. e2101708118.Rees CA, Rostad CA, Mantus G, Anderson EJ, Chahroudi A, Jaggi P, Wrammert J, Ochoa JB, Ochoa A, Basu RK, Heilman S, Harris F, Lapp SA, Hussaini L, Vos MB, Brown LA, Morris CR. Altered amino acid profile in patients with SARS-CoV-2 infection. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021;118(25):e2101708118. DOI: 10.1073/pnas.2101708118Masoodi M., Gastaldelli A., Hyötyläinen T., Arretxe E., Alonso C., Gaggini M., Brosnan J., Anstee Q.M., Millet O., Ortiz P., Mato J.M., Dufour J.F., Orešič M. Metabolomics and lipidomics in NAFLD: biomarkers and non-invasive diagnostic tests // Nat Rev Gastroenterol Hepatol. – 2021. – Vol. 18, No. 12. – P. 835–856. DOI: 10.1038/s41575-021-00502-9Masoodi M, Gastaldelli A, Hyötyläinen T, Arretxe E, Alonso C, Gaggini M, Brosnan J, Anstee QM, Millet O, Ortiz P, Mato JM, Dufour JF, Orešič M. Metabolomics and lipidomics in NAFLD: biomarkers and non-invasive diagnostic tests. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2021;18(12):835–856. DOI: 10.1038/s41575-021-00502-9Leonetti S., Herzog R.I., Caprio S., Santoro N., Tricò D. Glutamate–serine–glycine index: a novel potential biomarker in pediatric non-alcoholic fatty liver disease // Children. – 2020. – Vol. 7, No. 12. – P. 270.Leonetti S, Herzog RI, Caprio S, Santoro N, Tricò D. Glutamate-Serine-Glycine Index: A Novel Potential Biomarker in Pediatric Non-Alcoholic Fatty Liver Disease. Children. 2020;7(12):270. DOI: 10.3390/children7120270Da Silva K.M., Iturrospe E., Bars C., Knapen D., Van Cruchten S., Covaci A., Van Nuijs A.L.N. Mass spectrometry-based zebrafish toxicometabolomics: a review of analytical and data quality challenges // Metabolites. – 2021. – Vol. 11, No. 9. – P. 635. DOI: 10.3390/metabo11090635Da Silva KM, Iturrospe E, Bars C, Knapen D, Van Cruchten S, Covaci A, Van Nuijs ALN. Mass spectrometry-based zebrafish toxicometabolomics: a review of analytical and data quality challenges. Metabolites. 2021;11(9):635. DOI: 10.3390/metabo11090635Moskaleva N.E., Shestakova K.M., Kukharenko A.V., Markin P.A., Kozhevnikova M.V., Korobkova E.O., Brito A., Baskhanova S.N., Mesonzhnik N.V., Belenkov Y.N., Pyatigorskaya N.V., Tobolkina E., Rudaz S., Appolonova S.A. Target Metabolome Profiling-Based Machine Learning as a Diagnostic Approach for Cardiovascular Diseases in Adults // Metabolites. – 2022. – Vol. 12, No. 12. – P. 1185. DOI: 10.3390/metabo12121185Moskaleva NE, Shestakova KM, Kukharenko AV, Markin PA, Kozhevnikova MV, Korobkova EO, Brito A, Baskhanova SN, Mesonzhnik NV, Belenkov YN, Pyatigorskaya NV, Tobolkina E, Rudaz S, Appolonova SA. Target Metabolome Profiling-Based Machine Learning as a Diagnostic Approach for Cardiovascular Diseases in Adults. Metabolites. 2022;12(12):1185. DOI: 10.3390/metabo12121185Drygała S., Radzikowski M., Maciejczyk M. β-blockers and metabolic modulation: unraveling the complex interplay with glucose metabolism, inflammation and oxidative stress // Front Pharmacol. – 2024. – Vol. 15. – P. 1489657.DOI: 10.3389/fphar.2024.1489657Drygała S, Radzikowski M, Maciejczyk M. β-blockers and metabolic modulation: unraveling the complex interplay with glucose metabolism, inflammation and oxidative stress. Front Pharmacol. 2024 Dec 20;15:1489657. DOI: 10.3389/fphar.2024.1489657Förstermann U., Sessa W.C. Nitric oxide synthases: regulation and function // European Heart Journal. – 2012. – Vol. 33, No. 7. – P. 829–837. DOI: 10.1093/eurheartj/ehr30Förstermann U, Sessa WC. Nitric oxide synthases: regulation and function. Eur Heart J. 2012;33(7):829–837, 837a–837d. DOI: 10.1093/eurheartj/ehr30Adding L.C., Agvald P., Artlich A., Persson M.G., Gustafsson L.E. Beta-adrenoceptor agonist stimulation of pulmonary nitric oxide production in the rabbit // Br J Pharmacol. – 1999. – Vol. 126, No. 3. – P. 833–839. – DOI: 10.1038/sj.bjp.0702369Adding LC, Agvald P, Artlich A, Persson MG, Gustafsson LE. Beta-adrenoceptor agonist stimulation of pulmonary nitric oxide production in the rabbit. Br J Pharmacol. 1999;126(3):833–9. DOI: 10.1038/sj.bjp.0702369Cheng M.L., Wang C.H., Shiao M.S., Liu M.H., Huang Y.Y., Huang C.Y., Mao C.T., Lin J.F., Ho H.Y., Yang N.I. Metabolic disturbances identified in plasma are associated with outcomes in patients with heart failure: diagnostic and prognostic value of metabolomics // J Am Coll Cardiol. – 2015. – Vol. 65, No. 15. – P. 1509–1520. DOI: 10.1016/j.jacc.2015.02.018Cheng ML, Wang CH, Shiao MS, Liu MH, Huang YY, Huang CY, Mao CT, Lin JF, Ho HY, Yang NI. Metabolic disturbances identified in plasma are associated with outcomes in patients with heart failure: diagnostic and prognostic value of metabolomics. J Am Coll Cardiol. 2015;65(15):1509–20. doi: 10.1016/j.jacc.2015.02.018Sabbatino F., Conti V., Liguori L., Polcaro G., Corbi G., Manzo V., Tortora V., Carlomagno C., Vecchione C., Filippelli A., Pepe S. Molecules and mechanisms to overcome oxidative stress inducing cardiovascular disease in cancer patients // Life. – 2021. – Vol. 11, No. 2. – P. 105. DOI: 10.3390/life11020105Sabbatino F, Conti V, Liguori L, Polcaro G, Corbi G, Manzo V, Tortora V, Carlomagno C, Vecchione C, Filippelli A, Pepe S. Molecules and Mechanisms to Overcome Oxidative Stress Inducing Cardiovascular Disease in Cancer Patients. Life (Basel). 2021;11(2):105. DOI: 10.3390/life11020105Ramachandran A., Duan L., Akakpo J.Y., Jaeschke H. Mitochondrial dysfunction as a mechanism of drug-induced hepatotoxicity: current understanding and future perspectives // J Clin Translat Res. – 2018. – Vol. 4, No. 1. – P. 75–100. DOI: 10.18053/jctres.04.201801.005Ramachandran A, Duan L, Akakpo JY, Jaeschke H. Mitochondrial dysfunction as a mechanism of drug-induced hepatotoxicity: current understanding and future perspectives. J Clin Translat Res. 2018;4(1):75–100. DOI: 10.18053/jctres.04.201801.005Bashir S., Morgan W.A. Inhibition of mitochondrial function: An alternative explanation for the antipyretic and hypothermic actions of acetaminophen // Life Sci. – 2023. – Vol. 312. – P. 121194. DOI: 10.1016/j.lfs.2022.121194Bashir S, Morgan WA. Inhibition of mitochondrial function: An alternative explanation for the antipyretic and hypothermic actions of acetaminophen. Life Sci. 2023;312:121194. DOI: 10.1016/j.lfs.2022.121194Hosohata K. Role of Oxidative Stress in Drug-Induced Kidney Injury // Int J Mol Sci. – 2016. – Vol. 17, No. 11. – P. 1826. DOI: 10.3390/ijms17111826.Hosohata K. Role of Oxidative Stress in Drug-Induced Kidney Injury. Int J Mol Sci. 2016;17(11):1826. DOI: 10.3390/ijms17111826Fine K.S., Wilkins J.T., Sawicki K.T. Circulating branched chain amino acids and cardiometabolic disease // J Am Heart Association. – 2024. – Vol. 13. – P. e031617. DOI: 10.1161/JAHA.123.031617Fine KS, Wilkins JT, Sawicki KT. Circulating branched chain amino acids and cardiometabolic disease. J Am Heart Association. 2024;13:e031617. DOI: 10.1161/JAHA.123.031617Truby L.K., Regan J.A., Giamberardino S.N., Ilkayeva O., Bain J., Newgard C.B., O’Connor C.M., Felker G.M., Kraus W.E., McGarrah R.W., Shah S.H. Circulating long chain acylcarnitines and outcomes in diabetic heart failure: an HF-ACTION clinical trial substudy // Cardiovasc Diabetol. – 2021. – Vol. 20, No. 1. – P. 161. DOI: 10.1186/s12933-021-01353-zTruby LK, Regan JA, Giamberardino SN, Ilkayeva O, Bain J, Newgard CB, O'Connor CM, Felker GM, Kraus WE, McGarrah RW, Shah SH. Circulating long chain acylcarnitines and outcomes in diabetic heart failure: an HF-ACTION clinical trial substudy. Cardiovasc Diabetol. 2021;20(1):161. DOI: 10.1186/s12933-021-01353-z

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