phkineticaФармакокинетика и ФармакодинамикаPharmacokinetics and Pharmacodynamics2587-78362686-8830ООО «Издательство ОКИ»10.37489/2587-7836-2023-2-45-53phkinetica-371Research ArticleМЕТОДЫ ФАРМАКОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙMETHODS OF PHARMACODYNAMIC RESEARCHОценка перспективы использования модели гестационного сахарного диабета для поиска средств фармакологической коррекции нарушений у потомства крысEvaluating the prospects of using gestational diabetes mellitus model to find means of pharmacological correction of the disorders in rat offspringhttps://orcid.org/0000-0001-7048-4993СоломинаА. С.SolominaA. S.

Соломина Анна Сергеевна - к. б. н., с. н. с. лаборатории лекарственной токсикологии

Москва

Anna S. Solomina - PhD, Cand. Sci. (Biology)., Senior Research Officer of the laboratory of drug toxicology

Moscow

solomina@academpharm.ruРодинаА. В.RodinaA. V.

Родина Анастасия Владимировна - м. н. с. лаборатории лекарственной токсикологии

Москва

Anastasia V. Rodina - Junior researcher of the laboratory of drug toxicology

Moscow

an.vl.rodina@gmail.comКачаловК. С.KachalovK. S.

Качалов Кирилл Сергеевич - аспирант, м. н. с. лаборатории лекарственной токсикологии

Москва

Kirill S. Kachalov - graduate student, Junior researcher of the laboratory of drug toxicology

Moscow

kkachalov@mail.ruЗахаровА. Д.ZakharovA. D.

Захаров Алексей Дмитриевич - м. н. с. лаборатории лекарственной токсикологии

Москва

Aleksei D. Zakharov - Junior researcher of the laboratory of drug toxicology

Moscow

Alex.zakharov91@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0218-8580ДурневА. Д.DurnevA. D.

Дурнев Андрей Дмитриевич - д. м. н., профессор, член-корр. РАН, зав. лабораторией лекарственной токсикологии

Москва

Andrey D. Durnev - Dr. Sci (Med.), professor, corresponding member RAS, Head of the department of drug toxicology

Moscow

durnev@academpharm.ruФГБНУ «Научно-исследовательский институт фармакологии имени В. В. Закусова»РоссияFSBI "Research Zakusov Institue of Pharmacology"Russian Federation202320072023024553Copyright © Соломина А.С., Родина А.В., Качалов К.С., Захаров А.Д., Дурнев А.Д., 20232023Соломина А.С., Родина А.В., Качалов К.С., Захаров А.Д., Дурнев А.Д.Solomina A.S., Rodina A.V., Kachalov K.S., Zakharov A.D., Durnev A.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmacokinetica.ru/jour/article/view/371

Нарушение гомеостаза глюкозы в системе «мать–плацента–плод» при гестационном сахарном диабете (ГСД) ведёт к пре- и постнатальным отклонениям у потомства. Отсутствие общепризнанной модели ГСД осложняет поиск патогенетических средств предупреждения и коррекции отклонений у потомства. Одной из наиболее близких по причинам возникновения, механизмам развития и клинической картине представляется модель с использованием пищевой нагрузки (высококалорийной диеты) в комбинации с низкими дозами диабетогена стрептозотоцина (ВКД-СТЗ-модель). Отсюда возникла задача по отработке и оценке пригодности ВКД-СТЗ-модели ГСД с целью регистрации отклонений у потомства и последующим определением возможности их фармакологической коррекции. Объектом исследования служили крысы и плоды крыс. Моделирование ГСД предусматривало содержание крыс на высококалорийной диете (ВКД) в течение не менее 10 недель с последующим однократным введением низких доз стрептозотоцина (СТЗ) в первый день беременности. При ВКД в сочетании с СТЗ в дозе 25 мг/кг гипергликемия, характерная для ГСД, регистрируется менее чем у 40 % животных, что в дальнейшем не позволяет достоверно оценить нарушения антенатального и постнатального развития у потомства. Таким образом, использованная модель не перспективна для поиска средств фармакологической коррекции влияния ГСД на потомство.

Imbalance of glucose homeostasis in the mother-placenta-fetus system in case of gestational diabetes mellitus (GDM) leads to pre- and postnatal abnormalities in offspring. Lack of universally recognized GDM-model complicates the search for pathogenetic means to prevent and correct abnormalities in offspring. A model using food load (high-calorie diet) in combination with low doses of diabetogen streptozotocin (HCD-STZ model) seems to be one of the closest in causes, mechanisms of development and clinical findings. Hence, the aim was to work out and assess the suitability of HCD-STZ model of GDM in order to register abnormalities in the offspring and determine the possibility of their pharmacological correction. Rats and its fetuses were the objects of the study. Modeling of GDM involved keeping rats on a high-calorie diet (NCD) for at least 10 weeks followed by a single injection of low-dose STZ on the first day of gestation. The hyperglycemia characteristic of GDM is recorded in less than 40 % of animals in HCD group combined with streptozotocin at a dose of 25 mg/kg. This fact does not allow a reliable assessment of abnormalities of antenatal and postnatal development of offspring. Thus, the model used is not promising for finding means of pharmacological correction of the effect of GDM on offspring.

гестационный сахарный диабетвысококалорийная диетастрептозотоцинантенатальное развитиекрысыgestational diabetes mellitushigh-calorie dietstreptozotocinantenatal developmentratsReferencesniddk.nih.gov [Internet]. National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases [доступ от 03.03.2023]. URL: https://www.niddk.nih.gov/health-information/diabetes/overview/what-is-diabetes/gestational/management-treatment.niddk.nih.gov [Internet]. National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases [доступ от 03.03.2023]. URL: https://www.niddk.nih.gov/health-information/diabetes/overview/what-is-diabetes/gestational/management-treatment.Plows JF, Stanley JL, Baker PN, et al. The pathophysiology of gestational diabetes mellitus. Int J Mol Sci. 2018;19(11):3342. DOI: 10.3390/ijms19113342.Plows JF, Stanley JL, Baker PN, et al. The pathophysiology of gestational diabetes mellitus. Int J Mol Sci. 2018;19(11):3342. DOI: 10.3390/ijms19113342.Kc K, Shakya S, Zhang H. Gestational diabetes mellitus and macrosomia: a literature review. Ann Nutr Metab. 2015;66 Suppl 2:14–20. DOI: 10.1159/000371628.Kc K, Shakya S, Zhang H. Gestational diabetes mellitus and macrosomia: a literature review. Ann Nutr Metab. 2015;66 Suppl 2:14–20. DOI: 10.1159/000371628.Ornoy A. Prenatal origin of obesity and their complications: Gestational diabetes, maternal overweight and the paradoxical effects of fetal growth restriction and macrosomia. Reprod Toxicol. 2011 Sep;32(2):205–12. DOI: 10.1016/j.reprotox.2011.05.002.Ornoy A. Prenatal origin of obesity and their complications: Gestational diabetes, maternal overweight and the paradoxical effects of fetal growth restriction and macrosomia. Reprod Toxicol. 2011 Sep;32(2):205–12. DOI: 10.1016/j.reprotox.2011.05.002.Nahum Sacks K, Friger M, Shoham-Vardi I, et al. Prenatal exposure to gestational diabetes mellitus as an independent risk factor for long-term neuropsychiatric morbidity of the offspring. Am J Obstet Gynecol. 2016 Sep;215(3):380.e1–7. DOI: 10.1016/j.ajog.2016.03.030.Nahum Sacks K, Friger M, Shoham-Vardi I, et al. Prenatal exposure to gestational diabetes mellitus as an independent risk factor for long-term neuropsychiatric morbidity of the offspring. Am J Obstet Gynecol. 2016 Sep;215(3):380.e1–7. DOI: 10.1016/j.ajog.2016.03.030.Su CH, Liu TY, Chen IT, et al. Correlations between serum BDNF levels and neurodevelopmental outcomes in infants of mothers with gestational diabetes. Pediatr Neonatol. 2021 May;62(3):298–304. DOI: 10.1016/j.pedneo.2020.12.012.Su CH, Liu TY, Chen IT, et al. Correlations between serum BDNF levels and neurodevelopmental outcomes in infants of mothers with gestational diabetes. Pediatr Neonatol. 2021 May;62(3):298–304. DOI: 10.1016/j.pedneo.2020.12.012.Chen S, Zhao S, Dalman C, et al. Association of maternal diabetes with neurodevelopmental disorders: autism spectrum disorders, attention-deficit/hyperactivity disorder and intellectual disability. Int J Epidemiol. 2021 May 17;50(2):459–474. DOI: 10.1093/ije/dyaa212.Chen S, Zhao S, Dalman C, et al. Association of maternal diabetes with neurodevelopmental disorders: autism spectrum disorders, attention-deficit/hyperactivity disorder and intellectual disability. Int J Epidemiol. 2021 May 17;50(2):459–474. DOI: 10.1093/ije/dyaa212.Perea V, Urquizu X, Valverde M, et al. Influence of Maternal Diabetes on the Risk of Neurodevelopmental Disorders in Offspring in the Prenatal and Postnatal Periods. Diabetes Metab J. 2022 Nov;46(6):912–922. DOI: 10.4093/dmj.2021.0340.Perea V, Urquizu X, Valverde M, et al. Influence of Maternal Diabetes on the Risk of Neurodevelopmental Disorders in Offspring in the Prenatal and Postnatal Periods. Diabetes Metab J. 2022 Nov;46(6):912–922. DOI: 10.4093/dmj.2021.0340.Johns EC, Denison FC, Norman JE, Reynolds RM. Gestational Diabetes Mellitus: Mechanisms, Treatment, and Complications. Trends Endocrinol Metab. 2018 Nov;29(11):743–754. DOI: 10.1016/j.tem.2018.09.004.Johns EC, Denison FC, Norman JE, Reynolds RM. Gestational Diabetes Mellitus: Mechanisms, Treatment, and Complications. Trends Endocrinol Metab. 2018 Nov;29(11):743–754. DOI: 10.1016/j.tem.2018.09.004.Pasek RC, Gannon M. Advancements and challenges in generating accurate animal models of gestational diabetes mellitus. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2013 Dec 1;305(11):E1327–38. DOI: 10.1152/ajpendo.00425.2013.Pasek RC, Gannon M. Advancements and challenges in generating accurate animal models of gestational diabetes mellitus. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2013 Dec 1;305(11):E1327–38. DOI: 10.1152/ajpendo.00425.2013.Xu W, Tang M, Wang J, Wang L. Anti-inflammatory activities of puerarin in high-fat diet-fed rats with streptozotocin-induced gestational diabetes mellitus. Mol Biol Rep. 2020 Oct;47(10):7537–7546. DOI: 10.1007/s11033-020-05816-6.Xu W, Tang M, Wang J, Wang L. Anti-inflammatory activities of puerarin in high-fat diet-fed rats with streptozotocin-induced gestational diabetes mellitus. Mol Biol Rep. 2020 Oct;47(10):7537–7546. DOI: 10.1007/s11033-020-05816-6.Kiss AC, Lima PH, Sinzato YK, et al. Animal models for clinical and gestational diabetes: maternal and fetal outcomes. Diabetol Metab Syndr. 2009 Oct 19;1(1):21. DOI: 10.1186/1758-5996-1-21.Kiss AC, Lima PH, Sinzato YK, et al. Animal models for clinical and gestational diabetes: maternal and fetal outcomes. Diabetol Metab Syndr. 2009 Oct 19;1(1):21. DOI: 10.1186/1758-5996-1-21.Решение Совета Евразийской экономической комиссии от 3 ноября 2016 г. № 81 «Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики Евразийского экономического союза в сфере обращения лекарственных средств». [The Decision of the Council of the Eurasian Economic Commission dated November 3, 2016 № 81 «Ob utverzhdenii pravil nadlezhashchei laboratornoi praktiki Evraziiskogo ekonomicheskogo soyuza v sfere obrashcheniya lekarstvennykh sredstv». (In Russ).]. URL: https://docs.eaeunion.org/docs/ru-ru/01211928/cncd_21112016_81. Ссылка активна на 03.02.2023.Решение Совета Евразийской экономической комиссии от 3 ноября 2016 г. № 81 «Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики Евразийского экономического союза в сфере обращения лекарственных средств». [The Decision of the Council of the Eurasian Economic Commission dated November 3, 2016 № 81 «Ob utverzhdenii pravil nadlezhashchei laboratornoi praktiki Evraziiskogo ekonomicheskogo soyuza v sfere obrashcheniya lekarstvennykh sredstv». (In Russ).]. URL: https://docs.eaeunion.org/docs/ru-ru/01211928/cncd_21112016_81. Ссылка активна на 03.02.2023.ГОСТ 33215-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила оборудования помещений и организации процедур» (Переиздание) [GOST 33215-2014 «Guidelines for accommodation and care of animals. Rules for the equipment of premises and the organization of procedures». (Reissue) (In Russ).]. Межгосударственный. стандарт: изд. офиц.: дата введения 2016-07-01 // Москва: Стандартинформ. 2019. 13 с.ГОСТ 33215-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила оборудования помещений и организации процедур» (Переиздание) [GOST 33215-2014 «Guidelines for accommodation and care of animals. Rules for the equipment of premises and the organization of procedures». (Reissue) (In Russ).]. Межгосударственный. стандарт: изд. офиц.: дата введения 2016-07-01 // Москва: Стандартинформ. 2019. 13 с.ГОСТ 33216-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила содержания и ухода за лабораторными грызунами и кроликами». (Переиздание). Межгосударственный. стандарт: изд. офиц.: дата введения 2016-07-01. Москва: Стандартинформ. 2019. 10 с. [GOST 33216-2014 «Guidelines for accommodation and care of animals. Species-specific provisions for laboratory rodents and rabbits». (Reissue). Mezhgosudarstvennyj. standart: izd. ofic.: data vvedeniya 2016-07-01. Moscow: Standartinform. 2019. (In Russ).].ГОСТ 33216-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила содержания и ухода за лабораторными грызунами и кроликами». (Переиздание). Межгосударственный. стандарт: изд. офиц.: дата введения 2016-07-01. Москва: Стандартинформ. 2019. 10 с. [GOST 33216-2014 «Guidelines for accommodation and care of animals. Species-specific provisions for laboratory rodents and rabbits». (Reissue). Mezhgosudarstvennyj. standart: izd. ofic.: data vvedeniya 2016-07-01. Moscow: Standartinform. 2019. (In Russ).].aquaphor.ru [Internet]. Российская компания Акфафор [доступ от 07.02.2023]. URL: https://www.aquaphor.ru/aquaphor.ru [Internet]. Российская компания Акфафор [доступ от 07.02.2023]. URL: https://www.aquaphor.ru/Arafa EA, Hassan W, Murtaza G, Buabeid MA. Ficus carica and Sizigium cumini Regulate Glucose and Lipid Parameters in High-Fat Diet and Streptozocin-Induced Rats. J Diabetes Res. 2020 Oct 28;2020:6745873. DOI: 10.1155/2020/6745873.Arafa EA, Hassan W, Murtaza G, Buabeid MA. Ficus carica and Sizigium cumini Regulate Glucose and Lipid Parameters in High-Fat Diet and Streptozocin-Induced Rats. J Diabetes Res. 2020 Oct 28;2020:6745873. DOI: 10.1155/2020/6745873.Derkach KV, Bondareva VM, Chistyakova OV, et al. The Effect of Long-Term Intranasal Serotonin Treatment on Metabolic Parameters and Hormonal Signaling in Rats with High-Fat Diet/Low-Dose Streptozotocin-Induced Type 2 Diabetes. Int J Endocrinol. 2015;2015:245459. DOI: 10.1155/2015/245459.Derkach KV, Bondareva VM, Chistyakova OV, et al. The Effect of Long-Term Intranasal Serotonin Treatment on Metabolic Parameters and Hormonal Signaling in Rats with High-Fat Diet/Low-Dose Streptozotocin-Induced Type 2 Diabetes. Int J Endocrinol. 2015;2015:245459. DOI: 10.1155/2015/245459.lifescan.com [Internet]. Malvern: LifeScan, Inc.; [доступ от 05.02.2023]. URL: https://www.lifescan.com/.lifescan.com [Internet]. Malvern: LifeScan, Inc.; [доступ от 05.02.2023]. URL: https://www.lifescan.com/.dia-m.ru [Internet]. Российская компания Диаэм [доступ от 06.02.2023]. URL: https://www.dia-m.ru/.dia-m.ru [Internet]. Российская компания Диаэм [доступ от 06.02.2023]. URL: https://www.dia-m.ru/.Сергиенко В.И., Бондарева И.Б., Маевский Е.И. Методические рекомендации по статистической обработке результатов доклинических исследований лекарственных средств. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средст. / под ред. Миронова А.Н. М.: Гриф и К; 2012. [Sergienko VI, Bondareva IB, Maevskii EI. Metodicheskie rekomendatsii po statisticheskoi obrabotke rezul'tatov doklinicheskikh issledovanii lekarstvennykh sredstv. Rukovodstvo po provedeniyu doklinicheskikh issledovanii lekarstvennykh sredstv. Ed by Mironov AN. Moscow: Grif i K; 2012. (In Russ).].Сергиенко В.И., Бондарева И.Б., Маевский Е.И. Методические рекомендации по статистической обработке результатов доклинических исследований лекарственных средств. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средст. / под ред. Миронова А.Н. М.: Гриф и К; 2012. [Sergienko VI, Bondareva IB, Maevskii EI. Metodicheskie rekomendatsii po statisticheskoi obrabotke rezul'tatov doklinicheskikh issledovanii lekarstvennykh sredstv. Rukovodstvo po provedeniyu doklinicheskikh issledovanii lekarstvennykh sredstv. Ed by Mironov AN. Moscow: Grif i K; 2012. (In Russ).].

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