Preview

Фармакокинетика и Фармакодинамика

Расширенный поиск

Изучение нейропсихотропных свойств соединения с нейропротекторной активностью димерного дипептидного миметика 4-ой петли фактора роста нервов человека, ГК-2h

Полный текст:

Аннотация

Имерный дипептидный миметик фактора роста нервов человека ГK-2h в дозах 0,1, 0,5, 1,0, 1,5 мг/кг, в/б обладает антиамнестическими свойствами на моделях амнезии условной реакции пассивного избегания, вызванной скополамином, максимальным электрошоком или кетамином, увеличивая у крыс латентное время при воспроизведении рефлекса. ГK-2h в дозах 1,0-1,5 мг/кг при различных режимах введения обладает противогипоксическим эффектом в условиях гипоксии с гиперкапнией в гермообъёме и слабым противосудорожным действием на модели судорог, вызванных максимальным электрошоком и не влияет на ориентировочно-исследовательское поведение животных в открытом поле.

Для цитирования:


Котельникова С.О., Гарибова Т.Л., Гудашева Т.А., Крайнева В.А., Воронина Т.А. Изучение нейропсихотропных свойств соединения с нейропротекторной активностью димерного дипептидного миметика 4-ой петли фактора роста нервов человека, ГК-2h. Фармакокинетика и Фармакодинамика. 2016;(3):26-30.

For citation:


Kotelnikova S.O., Garibova T.L., Gudasheva T.A., Kraineva V.A., Voronina T.A. Study of neuropsychotropic properties of substance with neuroprotective activity dimeric dipeptide mimethic of human NGF, GK-2h. Pharmacokinetics and Pharmacodynamics. 2016;(3):26-30. (In Russ.)

Введение

Один из актуальных подходов к созданию препаратов с нейропсихотропной активностью базируется на современных представлениях о механизмах эндогенного регулирования функций нейронов и их регенерации. Среди известных эндогенных регуляторных белков особое внимание уделяется факторам роста нервной ткани, в частности, нейротрофинам и среди них фактору роста нервов (ФРН, nerve growth factor, NGF). ФРН участвует в росте, созревании и поддержании жизнедеятельности нейронов в центральной и периферической нервной системе как в норме, так и при патологии [1]. Известно вовлечение ФРН в патогенез болезней с нейродегенерацией, в частности, болезни Альцгеймера (БА), болезни Паркинсона (БП), инсультов и др. [2]. Показана эффективность ФРН в клинике у больных [3] и в экспериментальных исследованиях [4, 5]. Вместе с тем, терапевтическое использование самого ФРН ограничивается его нестабильностью в биологических жидкостях, плохой способностью проникать через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), возможностью иммунной реакции, наличием побочных эффектов за счёт его плейотропности. Актуальным подходом к регуляции системы факторов роста нервной ткани в ЦНС является создание (конструирование и синтез) низкомолекулярных миметиков факторов роста, взаимодействующих с соответствующими тирозинкиназными рецепторами [6].

В ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова» в течение нескольких десятилетий проводятся исследования по созданию и изучению механизмов действия нейропсихотропных лекарственных препаратов, в частности, с нейропротекторной активностью. Была сформулирована оригинальная гипотеза о возможности конструирования фармакологически активных дипептидов на основе петлеобразных структур белков, определяющих рецепторное взаимодействие [7]. Определено, что фармакофорными участками нейротрофина являются их бета-изгибы (последовательность из четырёх аминокислотных остатков с бета-поворотной конформацией) и созданы дипептидные миметики факторов роста [8]. В опытах на животных выявлены нейропротекторные свойства дипептидного миметика 4-й петли фактора роста нервов крысы [9]. Другой низкомолекулярный димерный дипептидный миметик 4-й петли фактора роста нервов человека гексаметилендиамид бис-(N-моносукцинил-глицил-лизина), ГК-2h в исследованиях проявил нейропротективные свойства как in vitro [10], так и на экспериментальных моделях БА и инсультов в опытах на крысах [11].

Целью исследования явилось изучение общего спектра фармакологической активности димерного дипептидного миметика фактора роста нервов человека гексаметилендиамида бис-(N-моносукцинил-глицил-лизина), ГК-2h, в опытах на животных. В задачи исследования входило изучение эффектов соединения, характерных для нейропсихотропных препаратов, а именно выявление антиамнестических свойств, противогипоксической, противосудорожной, антидепрессивной активности, оценка влияние соединения на двигательную активность и ориентировочно-исследовательское поведение животных.

Материалы и методы исследования

Исследование фармакологической активности соединений проводилось в опытах с использованием стандартных методов, применяемых для скрининга и изучения механизмов действия нейропсихотропных препаратов, согласно международным стандартам [12, 13]

Соединения. В исследовании были использованы: оригинальный димерный дипептидный миметик 4-ой петли ФРН человека — гексаметилендиамид бис-(М-моносукцинил-глицил-лизина) — ГК-2Й, синтезированный в ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова»; блокатор мускаринового типа холинергических рецепторов — скополамин (Sigma); антагонист NMDA-рецепторов — кетамин (Sigma).

Животные. Эксперименты проводились на беспородных мышах-самцах, мышах инбредной линии C57BL/6 массой 20—23 г, беспородных крысах самцах, массой 180—200 г. Экспериментальные животные получены из питомника лабораторных животных «Столбовая», Московская область. Животные содержались в соответствии с правилами лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ (ГОСТ 351.000.3-96 и Р 51000.4-2011), приказу МЗ РФ № 708н от 23.08.2010 г.

Методы

Антиамнестическое действие соединения оценивали на модели амнезии УРПИ в установке Passive avoidance фирмы Lafayette Instrument Co (США). Регистрировали латентное время захода животного в тёмную камеру при воспроизведении рефлекса через 24 ч после обучения (неизбегаемый удар током в тёмной камере установки в течение 10 с). Амнезию УРПИ у крыс вызывали максимальным электрошоком (МЭШ), проводимым после обучения через корниальные электроды (I = 43 мА, частота 50 Гц, продолжительность 0,3 с), скополамином (1,5 мг/кг) или кетамином (10,0 мг/кг), каждый из которых вводили внутрибрюшинно (в/б) за 15 мин до обучения. ГК-2Й использовали в/б однократно или повторно за 40 мин до тестирования. Животные контрольных групп получали дистиллированную воду в эквивалентном объёме.

Противогипоксическое действие соединения оценивали в опытах на мышах на моделях гипоксии с гиперкапнией в гермообъёме, помещая животных в герметически закрываемые банки объёмом 200 см3. Регистрировали время гибели животных.

Для моделирования судорожных состояний использовался тест МЭШ для мышей. С помощью прибора Rodent shocker Type 221 фирмы Harvard apparatus GmbH (Германия) через корнеальные электроды животное получало электрический стимул (10-12 mA, 250 V, длительностью 0,2 с), вызывающий у 40-50% контрольных мышей тоническую экстензию задних конечностей. Регистрировались подергивания (1 балл), клонические судороги (2 балла), тоническая экстензия (3 балла) и гибель мышей (4 балла).

Депрессивноподобное поведение вызывали у мышей с использованием теста вынужденного плавания по Порсолт [14] и теста подвешивания за хвост [15] в опытах на мышах.

Исследование ориентировочно-исследовательского поведения и двигательной активности у животных проводилось в открытом поле размером 60 х60 см с полом равномерно разделённым линиями на 9 квадратов с 16 отверстиями диаметром 4 см для крыс и размером 40 х40 см с полом разделенным линиями на 9 квадратов с 16 отверстиями диаметром 2 см для мышей. Регистрировалась вертикальная (число подъёмов на задние лапы) и горизонтальная (число пересечений линий квадратов) двигательная активность и количество заглядываний в отверстия.

Статистическую обработку результатов проводили с определением среднего значения и стандартной ошибки среднего значения, которые представлены в итоговых таблицах. Использовался пакет статистических программ Statistica 6.0 (StatSoft, USA). Различия определялись как статистически значимые при уровне p < 0,05. Для определения статистической значимости различий между группами использовали ранговый однофакторный анализ Kruskal-Wallis. Если различия были достоверны (p<0,05), проводилось попарное сравнение по непараметрическому критерию U Mann-Whitney, Стьюденту, а при анализе альтернативной формы учёта использовался точный метод Фишера (пакет программ Biostat).

Результаты и обсуждение

Изучение антиамнестических свойств ГK-2h на моделях амнезии УРПИ, показало, что МЭШ, скополамин в дозе 1,5 мг/кг или кетамин в дозе 10 мг/кг вызывали у крыс амнезию условной реакции пассивного избегания (УРПИ). Это характеризовалось по сравнению с контролем уменьшением латентного времени рефлекса при воспроизведении через 24 ч после обучения (рис. 1).

На модели амнезии УРПИ, вызванной МЭШ, показано, что ГК-2h в дозах 0,1; 0,3; 0,6; 1,0 и 2,0 мг/кг не оказывал влияния на формирование УРПИ, а в дозе 1,5          мг/кг ГК-2h существенно увеличивал латентное время при воспроизведении рефлекса (рис. 1). На модели амнезии УРПИ, вызванной скополамином, наиболее отчётливо эффект ГК-2h выявлялся при использовании соединения в дозах 0,5 и 1,0 мг/кг, в дозе 0,1 мг/кг наблюдалась тенденция увеличения латентного времени рефлекса. Вместе с тем, при повторном 5-дневном предварительном введении крысам ГК-2h в дозе 0,1 и 0,5 мг/кг регистрировался сильный антиамнестический эффект, характеризующийся полным восстановлением памятного следа. На модели амнезии УРПИ, вызванной кетамином, антиамнестический эффект ГК-2h выявлялся в дозе 1,0 мг/кг при 5-дневном введении (рис. 1).

Таким образом, TK-2h в диапазоне доз от 0,1 до 1,5 мг/кг обладает антиамнестическими свойствами на моделях амнезии УРПИ, вызванной МЭШ, скополамином или кетамином. Изучение противогипоксического действия ГК-2h осуществлялось на модели гипоксии с гиперкапнией в гермообъёме. Противогипоксический эффект ГК-2h выявлен в дозе 1,0 мг/кг при 5-дневном введении в опытах на мышах линии С57Bl6 (табл. 1).

Исследование противосудорожных свойств ГК-2h на модели судорожных реакций, вызванных МЭШ, в опытах на мышах линии С57В16 показало, что в дозах 0,1, 0,5, 1,0 и 2,0 мг/кг соединение не способно предупреждать различные проявления судорожных реакций. Лишь в дозе 1,5 мг/кг отмечалось статистически достоверное ослабление судорожных реакций (табл. 2).

Изучение влияния вещества на депрессивноподобное поведение показало, что в тесте Порсолт в дозе 0,1 мг/ кг и в тесте подвешивания за хвост в дозах 0,1 и 1,0 мг/ кг ГК-2h не оказывал влияния на поведение животных, а в дозе 1,0 мг/кг при предварительном 5-дневном введении у мышей наблюдалась тенденция уменьшения времени иммобилизации при плавании (табл. 3).

Изучение поведения животных в открытом поле. ГК-2h в дозах 0,1 и 1,0 мг/кг при субхроническом 3-дневном введении не оказывал влияния на ориентировочно-исследовательское поведение и двигательную активность мышей в открытом поле (табл. 4).

Ранее было показано, что замещённый димерный дипептидный миметик 4-й петли фактора роста нервов человека ГК-2h, синтезированный как соединение, способное воспроизводить его эффекты, обладает нейропротекторными свойствами на моделях патологий, в механизме которых участвует ФРН.

Показано, что в диапазоне доз от 0,1 до 1,0 мг/кг при повторном введении rK-2h на моделях БА ослабляет у крыс нарушения пространственной ориентации и памяти, а на моделях инсультов — обладает способностью увеличивать выживаемость, ослаблять неврологический дефицит, улучшать поведение и память. Нейропротекторный эффект соединения выявлен и при морфометрических исследованиях [11]. В результате проведённой работы по изучению общего спектра фармакологической активности ГК-2h в опытах на мышах и крысах показано, что соединение в используемых дозах и режимах введения обладает антиамнестическиими свойствами на моделях амнезии УРПИ, вызванной скополамином, МЭШ или кетамином, умеренным противогипоксическим и слабым противосудорожным эффектами, не влияет на ориентировочно-исследовательское поведение и двигательную активность животных в открытом поле. Особенно отчётливо выявляются антиамнестические свойства ГK-2h, что согласуется с полученным ранее мнемотропным эффектом нового соединения на моделях БА, инсультов [11]. Результаты настоящей работы подтверждают возможность использования методов скрининга нейропсихотропных препаратов, а именно, моделей амнезий УРПИ и гипоксий для первичной оценки и прогнозирования нейропротекторных свойств нейропептидов. Следует отметить, что эти эффекты соединения выявляются практически в том же диапазоне доз, что и его нейропротекторные свойства.

Выводы

1. ГK-2h в дозах 0,1; 0,5 и 1,0 мг/кг в/б обладает антиамнестическими свойствами на модели амнезии условной реакции пассивного избегания, вызванной скополамином; в дозе 1,5 мг/кг, вызванной максимальным электрошоком, а при использовании соединения в дозе 1,0 мг/кг/5 дней на модели кетаминовой амнезии, увеличивая у крыс латентное время при воспроизведении рефлекса.

2. ГK-2h в дозе 1,5 мг/кг, в/б при различных режимах введения обладает противогипоксическим эффектом в условиях гипоксии с гиперкапнией в гермообъёме и слабым противосудорожным действием на модели судорог, вызванных максимальным электрошоком, не влияет на ориентировочно-исследовательское поведение животных в открытом поле.

Список литературы

1. Manni L., Rocco M.L., Bianchi P., Soligo M., Guaragna M., Barbaro S.P., Aloe L. Nerve growth factor: basic studies and possible therapeutic applications. Growth Factors. 2013; 31: 4: 115-122.

2. Calissano P., Matrone C., Amadoro G. Nerve growth factor as a paradigm of neurotrophins to Alzheimer’s disease. Dev. Neurobiol. 2010; 70: 5: 372-383.

3. Sopova K., Gatsiou K., Stellos K., Laske C. Dysregulation of neurotrophic and haematopoietic growth factors in Alzheimer’s disease: from pathophysiology to novel treatment strategies. Curr. Alzheimer. Res. 2014; 11:1: 27-39.

4. Yang J., Liu H., Yang H., Feng P. Therapeutic time window for the neuroprotective effects of NGF when administered after focal cerebral ischemia. Neurol Sci. 2011; 32: 433-441.

5. Zhu, W., Cheng S., Xu G., Ma M., Zhou Z., Liu D, Liu X. Intranasal nerve growth factor enhances striatal neurogenesis in adult rats with focal cerebral ischemia. Drug Deliv. 2011; 18: 5: 338-43.

6. Obianyo O., Ye K. N ovel small molecule activators of the Trk family of receptor tyrosine kinases. Biochim. Biophys Acta. 2013; 1834:10: 2213-2218.

7. Gudasheva T.A., Povarnina P. Yu, Antipova T.A., Firsova Yu.N., Konstantinopolsky M.A., Seredenin S.B. Dimeric dipeptide mimetics of the nerve growth factor Loop 4 and Loop 1 activate TRKA with different patterns of intracellular signal transductionJ. Biomed. Sci. 2015; 22: 106-116.

8. Середенин С.Б., Гудашева Т.А. Патент РФ № 2410392. Дипептидные миметики нейротрофинов NGF и BDNF. 27.01.2011. Бюл. № 3.

9. Поварнина П.Ю., Воронцова О.Н., Гудашева Т.А., Островская Р.У., Середенин С.Б. Оригинальный дипептидный миметик фактора роста нервов ГК-2 восстанавливает нарушенные когнитивные функции на моделях болезни Альцгеймера у крыс. Acta Naturae. 2013; 5: 3(18): 61-68.

10. Антипова Т.А., Николаев С.В., Гудашева Т.А., Середенин С.Б. Исследование in vitro нейропротекторных свойств нового оригинального миметика фактора роста нервов человека ГK-2(h). Экспериментальная и клиническая фармакология. 2014; 77: 2: 8-11.

11. Котельникова С. О. Изучение нейропсихотропных свойств димерного дипептидного миметика фактора роста нервов человека. Автореф. дис.. канд. биол. наук. 2015; 24.

12. Воронина, Т.А., Островская Р.У., Гарибова Т.Л. Методические рекомендации по экспериментальному изучению препаратов с ноотропным типом действия. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Под общ. ред. А.Н. Миронова. Часть 1, М.: Гриф и K. 2012; 276-296.

13. Vogel H.G. Drug discovery and evaluation: pharmacological assays H.G. Vogel. Springer. Berlin. 3rd Edition. 2008; 1800.

14. Porsolt R.D. Animal model of depression. Biomedicine. 1979; 30: 3: 139-140.

15. Steru L., Chermat R., Thierry B., Simon P. The tail suspension test: a new method for screening antidepressants in mice. Psychopharmacology (Berl). 1985; 85: 3: 367-370.


Об авторах

С. О. Котельникова
ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова»
Россия


Т. Л. Гарибова
ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова»
Россия


Т. А. Гудашева
ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова»
Россия


В. А. Крайнева
ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова»
Россия


Т. А. Воронина
ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова»
Россия


Для цитирования:


Котельникова С.О., Гарибова Т.Л., Гудашева Т.А., Крайнева В.А., Воронина Т.А. Изучение нейропсихотропных свойств соединения с нейропротекторной активностью димерного дипептидного миметика 4-ой петли фактора роста нервов человека, ГК-2h. Фармакокинетика и Фармакодинамика. 2016;(3):26-30.

For citation:


Kotelnikova S.O., Garibova T.L., Gudasheva T.A., Kraineva V.A., Voronina T.A. Study of neuropsychotropic properties of substance with neuroprotective activity dimeric dipeptide mimethic of human NGF, GK-2h. Pharmacokinetics and Pharmacodynamics. 2016;(3):26-30. (In Russ.)

Просмотров: 11


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-7836 (Print)
ISSN 2686-8830 (Online)