Введение к работе
Актуальность темы. Заболевания, сопровождающиеся
нейродегенеративными процессами, такие как болезни Альцгеймера и Паркинсона, различные деменции, травматические и токсические поражения головного мозга, инсульты являются одной из ведущих причин инвалидицации и смерти пациентов. Несмотря на наличие значительного количества лекарственных средств для лечения этих состояний, проводимая в настоящее время терапия недостаточно эффективна и требуются новые подходы к разработке препаратов с нейропротективной активностью. Один из современных подходов к поиску эффективных нейропротекторов основан на использовании патогенетических механизмов нейродегенерации и эндогенных защитных реакций организма.
В настоящее время накоплены обширные сведения о цитокинах - молекулах, которые являются посредниками межклеточных взаимодействий, регулируют кроветворение, иммунный ответ, клеточный цикл в различных тканях, участвуют во многих физиологических и патологических процессах. Широко известным и применяемым является гемопоэтический ростовой фактор - эритропоэтин (ЭПО). В медицинской практике для лечения анемий различного генеза используется рекомбинантный эритропоэтин человека (РЭЧ). Помимо регуляции эритропоэза, ЭПО проявляет широкий спектр защитных функций в организме, участвует в защите мозга от повреждения. ЭПО и рецептор к нему (ЭПОР) экспрессируются в центральной и периферической нервной системе, принимая активное участие в эмбриональном развитии млекопитающих и человека (Wu Н., 1999). Показано, что при периферическом введении ЭПО оказывает выраженные протекторные эффекты на поврежденную различными факторами церебральную ткань через активацию антиапоптотических генов, запуская антиоксидантные и противовоспалительные механизмы в нейронах, глиальных и цереброваскулярных эндотелиальных клетках, стимулирует ангио-и нейрогенез (Siren A.L. et al. 2001; Leist M. et al. 2004; Belayev L., et al. 2005). Вместе с тем, в связи с низким проникновением ЭПО через гематоэнцефалический барьер эти свойства препарата выявляются только в высоких дозах, в 20-100 раз превышающих терапевтические, что часто приводит к развитию побочных эффектов со стороны сердечнососудистой системы (повышение артериального давления), повышается риск тромбообразования. (Н. Ehrenreich, et al. 2009, R. Krapf, 2009., N.D. Vaziri 2001.)
В последнее время все большее внимание уделяется исследованиям, направленным на разработку транспортных систем для адресной «таргетной» доставки лекарственных препаратов в различные органы и ткани. Одним из таких
способов является включение веществ в полимерные системы доставки (Р.Н. Аляутдин 2001, Т.А. Воронина, и др., 2008., С. Э. Гельперина, В. И. Швец 2009.), в частности, использование поли(бутил)цианоакрилатных наночастиц (ПБЦА) покрытых сурфактантами (полисорбатом-80) и наночастиц на основе сополимера молочной и гликолевой кислот (ПЛГА) (H.R. Kim, et al. 2007, Гельперина и др. 2011). На основе ПБЦА наночастиц в качестве полимерной матрицы для транспортировки в мозг разрабатываются такие препараты, как ванкамицин, ампициллин (Kreuter, 1994), мет-энкефалин (Ramge, Kreuter, 2000), лей-энкефалин (Ramge, Kreuter, 2001) и доксорубицин (Gelperina et al.,2003), который, в настоящее время находится на III фазе клинического изучения в США и Европе. ПЛГА были использованы для доставки в мозг доксорубицина и лоперамида (Tosi G, et al. 2007).
Показано, что при введении веществ в полимерные наночастицы (ПБЦА, ПЛГА) повышается биодоступность, увеличивается эффективность и продолжительность действия лекарственных препаратов, а также снижаются их побочные эффекты и токсичность (Kreuter, Gelperina et al., 2003 Воронина и др. 2008). В НИИ фармакологии имени В.В. Закусова РАМН в течение многих лет проводятся исследования по созданию препаратов, обладающих нейропротективной активностью, разработана методология поиска нейропротективной активности у новых веществ и известных препаратов (Середенин СБ., Воронина, 2007; Гарибова и соавт., 2008; Островская Р.У., Гудашева Т.А., и соавт., 2009; Г.И. Ковалев и соавт., 2009; Р.С.Мирзоян и соавт., 2010; Воронина Т.А., 2010). В связи с этим представляется актуальным изучение нейропротективного действия РЭЧ и его наносомальных форм.
Целью исследования явилось экспериментальное изучение нейропсихофармакологической активности РЭЧ, включенного в наночастицы на основе ПБЦА и ПЛГА.
Задачи исследования.
-
Разработать методику включения РЭЧ в наночастицы на основе поли(бутил)цианоакрилата и сополимеров молочной и гликолевой кислот.
-
Разработать подходы к стандартизации наносомальных форм РЭЧ на основе поли(бутил)цианоакрилата и сополимеров молочной и гликолевой кислот.
-
Изучить возможность проникновения ПБЦА и ПЛГА наночастиц с включенным в их состав РЭЧ через гематоэнцефалический барьер, используя метод иммуноферментного анализа.
-
Исследовать противогипоксический эффект РЭЧ, включенного в
ПБЦА и ПЛГА наночастицы в сравнении с нативным РЭЧ.
-
Изучить нейропротективные свойства РЭЧ, включенного в ПБЦА и ПЛГА наночастицы на модели интрацеребральной посттравматической гематомы (геморрагического инсульта) в сравнении с нативным РЭЧ.
-
Изучить влияние РЭЧ, включенного в ПБЦА наночастицы, на уровень экспрессии мРНК нейротрофических факторов BDNF и NGF.
Научная новизна. Впервые разработаны методики включения РЭЧ в носители на основе ПБЦА и ПЛГА наночастиц; проведена стандартизация полученных наносомальных форм РЭЧ, включенного в ПБЦА и ПЛГА наночастицы. Показана возможность доставки РЭЧ в мозг. Методом иммуноферментного анализа (ИФА) установлено, что концентрация РЭЧ в головном мозге мышей при использовании наносомальной формы на основе ПБЦА наночастиц значительно превышает концентрацию нативного РЭЧ.
Впервые выявлены нейропсихофармакологические свойства наносомальных форм РЭЧ. Показано, что РЭЧ, включенный в ПБЦА наночастицы, покрытые полисорбатом-80, как при внутривенном, так и при внутрибрюшинном введении обладает противогипоксическим эффектом и нейропротективными свойствами. На модели геморрагического инсульта у крыс с интрацеребральной посттравматической гематомой выявлена способность наносомальной формы РЭЧ на основе ПБЦА наночастиц предотвращать гибель животных, уменьшать неврологические дефициты, улучшать ориентировочно-исследовательское поведение и память.
Выявлен один из механизмов нейропротективного действия новой наносомальной формы РЭЧ на основе ПБЦА наночастиц. С помощью метода полимеразной цепной реакции продуктов обратной транскрипции показано, что наносомальная форма РЭЧ на основе ПБЦА наночастиц в опытах in vivo значительно увеличивают экспрессию генов нейротрофинов BDNF и NGF в фронтальной коре и гиппокампе крыс.
Научно-практическая значимость. Разработанные методики включения РЭЧ в полимерные наночастицы и подходы к стандартизации могут быть в дальнейшем использованы для создания новой лекарственной формы РЭЧ на основе ПБЦА наночастиц. Результаты эффективности эритропоэтина, включенного в ПБЦА-наночастицы, как нейропротектора, открывают перспективу для исследований по разработке и внедрению новой наносомальной формы эритропоэтина в качестве препарата для лечения заболеваний, сопровождающихся нейродегенерацией.
Личный вклад автора: автором самостоятельно изготовлены две экспериментальные формы нанокапсулированного эритропоэтина и проведено их фармакологическое изучение, разработана и апробирована методика определения концентрации эритропоэтина в тканях головного мозга, изучены потенциальные механизмы нейропротективного действия РЭЧ, обработаны результаты, сформулированы выводы.
Апробация работы Материалы диссертации доложены и обсуждены на:
На втором международном форуме по нанотехнологиям (Москва 2009)
Первой международной научно-практической конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине» (Санкт-Петербург 2010)
VII Международной научно-практической конференции «Наука и современность» (Новосибирск 2010)
11th European college of neuropsychopharmacology Regional Meeting (St. Petersburg 2010)
III Всероссийском научно-практическом семинаре для молодых ученых "Методологические аспекты экспериментальной и клинической фармакологии" (Волгоград 2011)
Публикации По материалам диссертации опубликовано 3 статьи и 5 тезисов в материалах российских и международных конференций.
Объем и структура диссертации
![Изучение фармакологической активности производных пирроло[1,2-[А]]бензимидазола, проявляющих антиоксидантные и антирадиккальные свойства](/i/i/4463/390174.png "Изучение фармакологической активности производных пирроло[1,2-[А]]бензимидазола, проявляющих антиоксидантные и антирадиккальные свойства Ельцова Лариса Витальевна")
