Antidyskinetic activity of new derivatives of inydazol-4,5-dicarbonic acid in a parkinsonism experimental model due to administration of 6-hydroxydopapine

Vladimir D. Dergachev; Дергачев Владимир Дмитриевич; Ekaterina E. Yakovleva; Яковлева Екатерина Евгеньевна; Maria A. Brusina; Брусина Мария Александровна; Evgenii R. Bychkov; Бычков Евгений Рудольфович; Levon B. Piotrovskiy; Пиотровский Левон Борисович; Petr D. Shabanov; Шабанов Петр Дмитриевич

doi:10.17816/phbn567962

Антидискинетическая активность новых производных имидазол-4,5-дикарбоновых кислот в экспериментальной модели паркинсонизма с введением 6-гидроксидофамина

Авторы: Дергачев В.Д.¹, Яковлева Е.Е.¹^,2, Брусина М.А.¹, Бычков Е.Р.¹, Пиотровский Л.Б.¹, Шабанов П.Д.¹
Учреждения:
1. Институт экспериментальной медицины
2. Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
Выпуск: Том 14, № 3 (2023)
Страницы: 161-168
Раздел: Психонейрофармакология
URL: https://journals.eco-vector.com/1606-8181/article/view/567962
DOI: https://doi.org/10.17816/phbn567962
ID: 567962

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Актуальность. Заместительная терапия леводопой остается в настоящее время клиническим методом выбора для пациентов с болезнью Паркинсона, но примерно у 80 % пациентов, получающих лечение, развивается индуцированная леводопой дискинезия на поздних стадиях заболевания. Исследуемые вещества представляют собой производные имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты. Их фармакологический эффект реализуется за счет взаимодействия с узнающим сайтом NMDA-рецептора, что, наряду с высокой эффективностью, позволяет предполагать их более высокую безопасность по сравнению с ранее существующими лекарственными средствами данной фармакологической группы.

Цель — изучение антидискинетического действия производных имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты ИЭМ2295 и ИЭМ2296.

Материалы и методы. Модель основана на токсическом действии 6-гидроксидофамина на мозговую ткань крыс. 1-я (контрольная) группа крыс получала инъекции только леводопы и бенсеразида, 2-я группа — инъекции леводопы, бенсеразида и исследуемое вещество ИЭМ2295, 3-я группа — инъекции леводопы, бенсеразида и исследуемое вещество ИЭМ2296. Каждая группа оценивалась по 3 критериям нарушений двигательных функций: дискинезия конечностей, осевая дискинезия и жевательная дискинезия. Оценка выраженности двигательных функций проводилась по шкале от 0 до 4 баллов на 35, 70, 105 и 140-й минутах после введения вышеперечисленных веществ, где 0 — это отсутствие патологических движений, а 4 — наиболее выраженная степень патологических движений.

Результаты. Анализ результатов показал, что наибольший эффект снижения выраженности дискинезии конечностей, осевой дискинезии и жевательной дискинезии у крыс наблюдался на 105-й и 140-й минутах после введения исследуемых веществ. Статистически значимые различия между группой контроля и группой крыс с введением исследуемых веществ были выявлены на всех временных точках для дискинезии конечностей, на 35, 105 и 140-й минутах для осевой дискинезии, а также на 105-й и 140-й минутах для жевательной дискинезии.

Заключение. Производные имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты ИЭМ2295 и ИЭМ2296 обладают противопаркинсонической и антидискинетической активностью, так как снижают выраженность нарушений двигательных функций у крыс с индуцированной леводопой дискинезией в условиях экспериментальной модели паркинсонизма. Полученные результаты свидетельствует о перспективности разработки данных веществ и дальнейшего поиска эффективных и безопасных противопаркинсонических средств среди соединений данного класса.

Ключевые слова

дискинезии, паркинсонизм, болезнь Паркинсона, NMDA, 6-гидроксидофамин, леводопа-индуцированные осложнения

Полный текст

АКТУАЛЬНОСТЬ

Болезнь Паркинсона (БП) оказывает большое влияние на общество. По причинам, которые еще не до конца понятны, заболеваемость и распространенность этого заболевания быстро возросли за последние два десятилетия, что, возможно, связано с прогрессирующим старением населения. Личностный эффект БП огромен. Заместительная терапия леводопой остается в настоящее время клиническим методом выбора для пациентов с болезнью Паркинсона, но примерно у 80 % пациентов с БП, получающих лечение, развивается индуцированная леводопой дискинезия (LID) на поздних стадиях заболевания [1, 2]. Уникальность дегенеративного заболевания в том, что его продолжительность может составлять десятилетия [3, 4].

Двигательные симптомы включают брадикинезию, мышечную ригидность, тремор в состоянии покоя и постуральную неустойчивость. Кроме того, у пациентов с БП также наблюдается ряд немоторных симптомов, таких как нарушения сна, деменция, сенсорные нарушения и вегетативные дисфункции [5–7].

Типичное течение болезни — это медленное прогрессирование с нарастающей инвалидизацией пациентов. Болезнь Паркинсона также создает серьезную нагрузку на людей, осуществляющих уход за больными. Для общества БП — растущее социально-экономическое бремя [8, 9].

Выраженная гетерогенность симптоматики делает БП идеальным заболеванием для доказательной медицины, в которой различные методы лечения — фармакотерапия, нейрохирургия и реабилитация — должны подбираться индивидуально в соответствии с приоритетами и потребностями каждого человека и, в конечном счете, с его генетическими или другими специфическими биологическими особенностями. Однако это важное достижение в направлении персонализированной медицины не следует переоценивать: люди с БП также имеют общие патофизиологические пути, такие как нейровоспаление или митохондриальная дисфункция, таким образом, некоторые методы лечения, вероятно, принесут пользу многим, казалось бы отличающимся по формам развития заболевания людям [6, 10].

Роль глутамата и NMDA-рецепторов в патогенезе и лечении болезни Паркинсона

Глутамат является основным возбуждающим нейромедиатором в головном мозге и участвует в регуляции многих неврологических функций. NMDA-рецепторы — это подтип глутаматных рецепторов, которые играют важную роль в синаптической пластичности, обучения и памяти. При БП появляется все больше свидетельств того, что нарушение регуляции NMDA-рецепторов может способствовать патофизиологии заболевания [11, 12].

Считается, что одним из основных способов вовлечения NMDA-рецепторов в БП является феномен эксайтотоксичности. По мере снижения уровня дофамина в головном мозге происходит относительное увеличение высвобождения глутамата, что может привести к чрезмерной стимуляции NMDA-рецепторов и в итоге привести к повреждению нейронов. В дополнение к их роли в эксайтотоксичности, NMDA-рецепторы также могут быть вовлечены в развитие связанных с БП немоторных симптомов, таких как когнитивные нарушения и депрессия. Исследования показали, что функция NMDA-рецепторов изменяется в различных областях мозга при БП, и что эти изменения могут способствовать развитию этих немоторных симптомов [11, 13, 14].

В то время как роль глутамата при БП все еще активно исследуется, прицел на глутаматную нейротрансмиссию может представлять собой потенциально новый терапевтический подход к этому заболеванию. Например, лекарственные вещества, которые модулируют глутаматные рецепторы или снижают высвобождение глутамата, показали многообещающие результаты в доклинических исследованиях и клинических испытаниях [15, 16].

Влияние леводопы на развитие дискинезий

Наиболее часто используемым средством для лечения БП является леводопа, назначаемая в сочетании с карбидопой. Практически все пациенты с БП проходят заместительную терапию дофамином с использованием леводопы c прогрессированием заболевания. Однако, несмотря на то что леводопа является золотым стандартом в лечении БП и обладает способностью значительно облегчать симптомы БП, при длительном приеме она сопровождается побочными эффектами [17, 18].

Примерно у 80 % пациентов с БП, получающих лечение, развивается индуцированная леводопой дискинезия (Levodopa-induced dyskinesia, LID) на поздних стадиях заболевания. Более глубокое понимание патологических механизмов LID и возможных способов их компенсации значительно улучшило бы исходы лечения пациентов с БП, снизило комплексность применения лекарств и побочные эффекты, таким образом улучшив качество жизни и продлив их жизненный цикл. В России для терапии БП зарегистрирован только один неконкурентный NMDA-блокатор — амантадин, доклинические и клинические испытания проходят различные антагонисты NMDA-рецепторов. В настоящее время амантадин и другие исследуемые лиганды NMDA-рецепторов являются наиболее актуальными способами избавления от LID [1, 2, 19, 20].

Цель исследования — изучение антидискинетического действия новых лигандов глутаматного NMDA-рецепторного комплекса — 1,2-замещенных имидазол-4,5-дикарбоновых кислот (ИЭМ2295, ИЭМ2296). Основываясь на результатах предыдущих исследований активности производных имидазол-дикарбоновых кислот (ИДК) было сделано предположение, что с учетом схожести фармакологического действия амантадина и изучаемых соединений, ИЭМ2295 и ИЭМ2296 будут проявлять выраженную антидискинетическую активность [21–23].

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Всего было изучено 25 крыс, часть из которых исключили из исследования в ходе эксперимента. Модель основывается на токсическом действии 6-гидроксидофамина (6-ГОДА) на мозговую ткань крыс [24, 25]. В связи с тем, что 6-ГОДА плохо проникает через гематоэнцефалический барьер, раствор вводили непосредственно в ткань мозга через заранее обеспеченный трепанационный доступ (оперативное вмешательство проводилось в асептических условиях с предварительным проведением анестезиологического пособия). За 30 мин до введения 6-ГОДА производилась внутрибрюшинная инъекция дезипрамина с целью усиления селективного токсического действия в отношении дофаминовых нейронов. Подготовленный раствор 6-ГОДА вводили унилатерально в компактную область черной субстанции по координатам стереотаксического атласа. Нейротоксин вводился с помощью шприца Гамильтона со скоростью 1 мкл/мин.

Спустя 3 нед. после операции животных помещали в поликарбонатные боксы и с целью оценки выраженности повреждающего действия нейротоксина вводили однократно d-амфетамин сульфат. Спустя 30 мин проводили регистрацию ипсилатеральных движений (симптомы повреждения клеток черной субстанции), после чего крысы, продемонстрировавшие симптоматику, вводились в эксперимент. Оставшиеся животные были разделены на 3 группы по 6 штук в каждой. Первая (контрольная) группа крыс получала инъекции только леводопы и бенсеразида, 2-я группа — инъекции леводопы, бенсеразида и исследуемого вещества ИЭМ2295 в дозе 30 мг/кг, 3-я группа — инъекции леводопы, бенсеразида и исследуемого вещества ИЭМ2296 в дозе 20 мг/кг. Дозы изучаемых соединений выбирались на основании результатов проведенных ранее экспериментов, показавших наиболее высокую антипаркинсоническую активность.

Каждая группа оценивалась по 3 критериям нарушений двигательных функций: дискинезия конечностей, осевая дискинезия и жевательная дискинезия.

Оценка выраженности двигательных функций проводилась по шкале от 0 до 4 баллов на 35, 70, 105-й и 140-й минутах после введения вышеперечисленных веществ, где 0 — это отсутствие патологических движений, а 4 — это наиболее выраженная степень патологических движений.

Статистическую обработку результатов проводили с помощью MS Excel 2010 и BioStat 2009. Нормальность распределения данных определяли по критерию Шапиро – Уилка. Достоверность различий значений между группами определяли с помощью рангового критерия Ньюмана – Кейлса.

РЕЗУЛЬТАТЫ

При оценке дискинезии конечностей (рис. 1) были выявлены статистически значимые различия между группой контроля и группой крыс с введением исследуемого вещества ИЭМ2295 на 70-й минуте (p = 0,028846), 105-й минуте (p = 0,000203) и 140-й минуте (p = 0,000195), а также между группой контроля и группой крыс с введением исследуемого вещества ИЭМ2296 на 70-й минуте (p = 0,039564), 105-й минуте (p = 0,000208) и 140-й минуте (p = 0,000173).

Рис. 1. Результаты оценки дискинезии конечностей

Fig. 1. Results of the assessment of limb dyskinesia

При оценке осевой дискинезии (рис. 2) были выявлены статистически значимые различия между группой контроля и 2-й группой на 35-й минуте (p = 0,027807), 105-й минуте (p = 0,005529) и 140-й минуте (p = 0,001275), а также между группой контроля и 3-й группой на 105-й минуте (p = 0,019900) и 140-й минуте (p = 0,001174).

Рис. 2. Результаты оценки осевой дискинезии

Fig. 2. Results of the assessment of axial dyskinesia

При оценке жевательной дискинезии (рис. 3) были выявлены статистически значимые различия между группой контроля и 2-й группой на 105-й минуте (p = 0,009257) и 140-й минуте (p = 0,000461), а также между группой контроля и 3-й группой на 105-й минуте (p = 0,020323) и 140-й минуте (p = 0,000266).

Рис. 3. Результаты оценки жевательной дискинезии

Fig. 3. Results of the assessment of chewing dyskinesia

В остальных случаях статистически значимых различий выявлено не было.

ОБСУЖДЕНИЕ

По результатам эксперимента можно сделать вывод, что новые лиганды глутаматного NMDA-рецепторного комплекса — 1,2-замещенные имидазол-4,5-дикарбоновые кислоты (ИЭМ2295 и ИЭМ2296) обладают противопаркинсонической и антидискинетической активностью, так как снижают выраженность нарушений двигательных функций у крыс с леводопа-индуцированными дискинезиями в условиях экспериментальной модели паркинсонизма.

Анализ результатов показал, что наибольший эффект снижения выраженности дискинезии конечностей, осевой дискинезии и жевательной дискинезии у крыс наблюдался на 105-й и 140-й минутах после введения исследуемых веществ. Статистически значимые различия между группой контроля и группой крыс с введением исследуемых веществ были выявлены на всех временных точках для дискинезии конечностей, на 35, 105 и 140-й минутах для осевой дискинезии, а также на 105-й и 140-й минутах для жевательной дискинезии.

Основная гипотеза заключается в том, что новые лиганды глутаматного NMDA-рецепторного комплекса — 1,2-замещенные имидазол-4,5-дикарбоновые кислоты (ИЭМ2295 и ИЭМ2296) обладают антидискинетической активностью благодаря своей способности неконкурентого антагонизма, NMDA-блокирующий эффект которого при взаимодействии с гиперактивными глутаматными рецепторами полосатого тела помогает избавиться от дискинезий пика дозы [18, 26–28].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучаемые соединения проявили выраженную антидискинетическую активность в модели с введением 6-ГОДА. Учитывая их влияние на глутаматергическую систему, можно заключить, что наиболее эффективным способом применения в будущем станет комбинация с другими противопракинсоническими препаратами, что позволит взаимодействовать со всеми патогенетическими звеньями БП [29].

Полученные результаты свидетельствуют о перспективности разработки данных веществ и дальнейшего поиска эффективных и безопасных противопаркинсонических средств среди соединений данного класса.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией. Вклад каждого автора: В.Д. Дергачев, Е.Е. Яковлева, М.А. Брусина, Е.Р. Бычков — написание статьи, анализ данных; Л.Б. Пиотровский, П.Д. Шабанов — разработка общей концепции.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Источник финансирования. Работа выполнена в рамках государственного задания FGWG-2022-0004 Минобрнауки России.

Об авторах