Ноопепт защищает инфузории Paramecium сaudatum от токсического действия соединений тяжёлых металлов

   Актуальность. Дипептидный препарат Ноопепт, созданный в НИИ фармакологии имени В. В. Закусова, обладает широким спектром фармакологического действия, включая цитопротекторное. В связи с увеличивающимся загрязнением окружающей среды актуальным является выявление защитных свойств препаратов при действии на организм соединений тяжёлых металлов.

   Целью настоящего исследования было изучение цитопротекторных эффектов Ноопепта в условиях токсичности, индуцированной соединениями тяжёлых металлов, с использованием инфузорий Paramecium caudatum в качестве тест-объекта.

   Методы. Инфузории Раramecium caudatum подвергались действию 4 солей тяжёлых металлов: хлорида кадмия, ацетата свинца, сульфата меди, сульфата цинка, а также наночастиц оксида меди и оксида цинка. За 30 мин до внесения повреждающих агентов в среду с опытными клетками добавлялся Ноопепт в концентрациях 0,01–10 мкМ.

   Результаты. Установлено, что присутствие солей металлов в среде достоверно снижало численность клеток Paramecium caudatum в зависимости от времени воздействия. Ноопепт во всех изученных концентрациях снижал гибель клеток, при этом максимальная выраженность эффекта наблюдалась в концентрации 1 мкМ.

   Заключение. Полученные в настоящей работе данные о способности препарата Ноопепт предотвращать негативные последствия действия соединений тяжёлых металлов позволяют дополнить сведения о широком спектре действия препарата.

1. Gudasheva T. A., Voronina T. A., Ostrovskaya R. U. et al. Synthesis and antiamnesic activity of a series of N-acylprolyl-containing dipeptides. European Journal of Medicinal Chemistry. 1996; 31 (1996): 151–157. DOI: 10.1016/0223-5234(96)80448-X.

2. Патент РФ на изобретение № 2119496 / 27. 09. 98. Бюл. № 27. / Середенин С. Б. [и др.] Производные N-ацилпролилдипептидов. [Patent RUS № 2119496 / 27. 09. 98. Byul. №27 / Seredenin S. B., Voronina T. A., Gudasheva T. A. et al. Proizvodnie N-acilprolildipeptidov. (In Russ).]. Доступно по: http://allpatents.ru/patent/2119496.html. Ссылка активна на 01. 11. 2021.

3. Seredenin S. B., Voronina T. A., Gudasheva T. A. et al., inventors; Saegis Pharmaceuticals Inc., assignee. Biologically active n-acylprolydipeptides having antiamnestic, antihypoxic and anorexigenic effects. United States patent US. 1995 Aug 8.

4. Зайнуллина Л. Ф. Ноотропное средство Ноопепт активирует транскрипционный фактор HIF-1 / Л. Ф. Зайнуллина [и др.] // Доклады Российской академии наук. Науки о жизни. – 2020. – 494 (1): 527–531. DOI: 10.31857/S2686738920050248. [Zainullina L. F., Ivanova T. V., Sadovnikov S. V. et al. Cognitive Enhancer Noopept Activates Transcription Factor HIF-1. Dokl Biochem Biophys. 2020; 494 (1): 256–260. (In Russ).]. DOI:10.1134/S1607672920050129.

5. Пивоваров А. С. Влияния Ноопепта и пирацетама на депрессию вызванного ацетилхолином тока в командных нейронах виноградной улитки / А. С. Пивоваров, Г. Б. Мурзина, Н. В. Васильева // Журнал высшей нервной деятельности им. И. П. Павлова. – 2020. – 70 (1): 125–132. [Influence of Noopept and piracetam on acetylcholin-induced input currentin helix lucorum neurons. I. P. Pavlov Journal of Higher Nervous Activity. 2020; 70 (1): 125–132.

6. Островская Р. У. Нейропротективный дипептид Ноопепт предотвращает повреждения ДНК намодели предиабета у мышей / Р. У. Островская [и др.] // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2019. – 168 (8): 185–190. [Ostrovskaya R. U., Yagubova S. S., Zhanataev A. K. et al. Neuroprotective dipeptide noopept prevents DNA damage in mice with modeled prediabetes. Bull Exp Biol Med. 2019; 168 (8): 185–190 (In Russ).]. DOI: 10.1007/s10517-019-04681-z.

7. Островская Р. У. Дипептидный препарат Ноопепт: дизайн, фармакологические свойства и механизм действия / Р. У. Островская, Т. А. Гудашева // Экспериментальная и клиническая фармакология. – 2021. – 84 (2): 41–52. [Ostrovskaya R. U., Gudasheva T. A. Dipeptide drug noopept: design, pharmacological properties and mechanism of action. Éksperimentalnaya i Klinicheskaya Farmakologiya. 2021; 84 (2): 41–52. (In Russ).]. DOI: 10.30906/0869-2092-2021-84-2-41-52.

8. Jia X, Gharibyan A. L., Öhman A .et al. Neuroprotective and nootropic drug noopept rescues α-synuclein amyloid cytotoxicity. J Mol Biol. 2011; 414 (5): 699–712. DOI: 10.1016/j.jmb.2011.09.044.

9. Ostrovskaya R. U., Vakhitova Y. V., Kuzmina U. Sh. et al. Neuroprotective effect of novel cognitive enhancer noopept on AD-related cellular model involves the attenuation of apoptosis and tau hyperphosphorylation. J Biomed Sci. 2014; 21 (1): 74. DOI: 10.1186/s12929-014-0074-2.

10. Антипова Т. А. Дипептидный аналог Пирацетама Ноопепт увеличивает жизнеспособность гиппокампальных нейронов линии НТ-22 на модели глутаматной токсичности / Т. А. Антипова [и др.] // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2016. – 161 (1): 68–71. [Antipova T. A., Nikolaev S. V., Ostrovskaya P. U. et al. Dipeptide Piracetam analogue Noopept improves viability of hippocampal HT-22 neurons in the glutamate toxicity model. Bull Exp Biol Med. 2016; 161 (1): 68–71 (In Russ).]. DOI: 10.1007/s10517-016-3344-z.

11. Pelsman A., Hoyo-Vadillo C., Gudasheva T. A. et al. GVS-111 prevents oxidative damage and apoptosis in normal and Down's syndrome human cortical neurons. Int J Dev Neurosci. 2003; 21 (3): 117–124. DOI: 10.1016/s0736-5748(03)00031-5.

12. Rodgers L. F., Markle K. L., Hennessey T. M.. Responses of the ciliates tetrahymena and paramecium to vertebrate odorants and tastants. J Eukaryot Microbiol. 2008; 55 (1): 27–33. DOI: 10.1111/j.1550-7408.2007.00300.x.

13. Ramoino P., Candiani S., Pittaluga A. M., et al. Pharmacological characterization of NMDA-like receptors in the single-celled organism Paramecium primaurelia. J Exp Biol. 2014; 217 (Pt 3): 463–471. DOI: 10.1242/jeb.093914.

14. Van Houten J. Paramecium Biology. Results Probl Cell Differ. 2019; 68: 291–318. DOI: 10.1007/978-3-030-23459-1_13.

15. Ladenburger E. M., Korn I., Kasielke N. et al. An Ins(1,4,5)P3 receptor in Paramecium is associated with the osmoregulatory system. J Cell Sci. 2006; 119 (Pt 17): 3705–3717. DOI: 10.1242/jcs.03075.

16. Flora S. J., Shrivastava R., Mittal M. Chemistry and pharmacological properties of some natural and synthetic antioxidants for heavy metal toxicity. Curr Med Chem. 2013; 20 (36): 4540–4574. DOI: 10.2174/09298673113209990146.

17. Saso L., Gürer-Orhan H., Stepanić V. Modulators of oxidative stress: chemical and pharmacological aspects. Antioxidants (Basel). 2020; 9 (8): 657. DOI: 10.3390/antiox9080657.

18. Karpuhin V. T., Malikov M. M., Borodina T. I., Val'yano G. E., Gololobova O. A. Investigation of the characteristics of a colloidal solution and its solid phase obtained through ablation of zinc in water by high-power radiation from a copper vapor laser. Thermophysical Properties of Materials. 2011; 49 (5): 679–684. DOI: 10.1134/S0018151X11050099.

19. Карпухин В. Т. Синтез слоистого органо-неорганического нанокомпозита меди методом лазерной абляции в жидкости / В. Т. Карпухин [и др.] // Теплофизика высоких температур. – 2013. – 51 (2): 311–314. [Karpuhin V. T., Malikov M. M., Borodina T. I., Val'yano G. E., Gololobova O. A. Sintez sloistogo organo-neorganicheskogo nanokompozita medi metodom lazernoj ablyacii v zhidkosti. High Temperature. 2013; 51 (2): 311–314. (In Russ).].

20. Morgunov I. G., Karpukhina O. V., Kamzolova S. V. et al. Investigation of the effect of biologically active threo-Ds-isocitric acid on oxidative stress in Paramecium caudatum. Prep Biochem Biotechnol. 2018; 48 (1): 1–5. DOI: 10.1080/10826068.2017.1381622. (In Russ).].