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Exosomes and non-coding RNAs: Exploring their roles in human myocardial dysfunction - 05/02/25

Doi : 10.1016/j.biopha.2025.117853 
Magdalena Kulus a, Maryam Farzaneh b, Mohadeseh Sheykhi-Sabzehpoush c, Farhoodeh Ghaedrahmati d, Fatemeh Mehravar e, Małgorzata Józkowiak f, g, Hanna Piotrowska-Kempisty g, h, Dorota Bukowska i, Paweł Antosik a, Marzenna Podhorska-Okołów j, Maciej Zabel k, l, Paul Mozdziak m, n, Piotr Dzięgiel l, o, Bartosz Kempisty a, f, m, p,
a Department of Veterinary Surgery, Institute of Veterinary Medicine, Nicolaus Copernicus University in Torun, Torun 87-100, Poland 
b Fertility, Infertility and Perinatology Research Center, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran 
c Department of Laboratory, Imam Khomeini Hospital Complex, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran 
d Department of Immunology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran 
e Department of Biostatistics and Epidemiology, School of Health, Infectious Diseases Research Center, Golestan University of Medical Sciences, Gorgan, Iran 
f Division of Anatomy, Department of Human Morphology and Embryology, Wroclaw Medical University, Wroclaw, Poland 
g Department of Toxicology, Poznan University of Medical Sciences, Poznan, Poland 
h Department of Basic and Preclinical Sciences, Institute of Veterinary Medicine, Nicolaus Copernicus University in Torun, Torun, Poland 
i Department of Diagnostics and Clinical Sciences, Institute of Veterinary Medicine, Nicolaus Copernicus University in Torun, Torun 87-100, Poland 
j Department of Human Morphology and Embryology, Division of Ultrastructure Research, Wroclaw Medical University, Wroclaw 50-368, Poland 
k Division of Anatomy and Histology, University of Zielona Góra, Zielona Góra 65-046, Poland 
l Department of Human Morphology and Embryology, Division of Histology and Embryology, Wroclaw Medical University, Wroclaw 50-368, Poland 
m Prestage Department of Poultry Science, North Carolina State University, Raleigh, NC 27695, USA 
n Physiology Graduate Faculty, North Carolina State University, Raleigh, NC 27695, USA 
o Department of Physiotherapy, Wroclaw University School of Physical Education, Wroclaw, Poland 
p Department of Obstetrics and Gynecology, University Hospital and Masaryk University, Brno, Czech Republic 

Corresponding author at: Division of Anatomy, Department of Human Morphology and Embryology, Wroclaw Medical University, Wroclaw, Poland. Division of Anatomy, Department of Human Morphology and Embryology, Wroclaw Medical University Wroclaw Poland

Abstract

Myocardial dysfunction, characterized by impaired cardiac muscle function, arises from diverse etiologies, including coronary artery disease, myocardial infarction, cardiomyopathies, hypertension, and valvular heart disease. Recent advancements have highlighted the roles of exosomes and non-coding RNAs in the pathophysiology of myocardial dysfunction. Exosomes are small extracellular vesicles released by cardiac and other cells that facilitate intercellular communication through their molecular cargo, including ncRNAs. ncRNAs are known to play critical roles in gene regulation through diverse mechanisms, impacting oxidative stress, fibrosis, and other factors associated with myocardial dysfunction. Dysregulation of these molecules correlates with disease progression, presenting opportunities for therapeutic interventions. This review explores the mechanistic interplay between exosomes and ncRNAs, underscoring their potential as biomarkers and therapeutic agents in myocardial dysfunction. Emerging evidence supports the use of engineered exosomes and modified ncRNAs to enhance cardiac repair by targeting signaling pathways associated with fibrosis, apoptosis, and angiogenesis. Despite promising preclinical results, delivery, stability, and immunogenicity challenges remain. Further research is needed to optimize clinical translation. Understanding these intricate mechanisms may drive the development of innovative strategies for diagnosing and treating myocardial dysfunction, ultimately improving patient outcomes.

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Graphical Abstract




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Highlights

Exosomes and ncRNAs play a significant role in myocardial dysfunction mechanisms.
ncRNAs regulate cardiac remodeling, oxidative stress, and inflammation.
miRNAs and lncRNAs emerge as biomarkers for myocardial dysfunction.
Exosomal miRNAs like miR-126–3p show pro-angiogenic therapeutic benefits.
Engineered exosomes improve cardiac repair via targeted molecular delivery.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Bioengineering, Cardiomyopathies, Exosomes, Myocardial dysfunction, Non-coding RNAs


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