Bulletin of Rehabilitation MedicineBulletin of Rehabilitation MedicineВестник восстановительной медицины2078-19622713-2625National Medical Research Center for Rehabilitation and Balneology59573110.38025/2078-1962-2023-22-2-66-74ArticlesСтатьиResearch ArticleHardware Plasmapheresis Use for Correction of Aging Biomarkers in Healthy Patients Aged 40–60 Years: an Original StudyИспользование аппаратного плазмафереза для коррекции биомаркеров старения у здоровых людей в возрасте 40–60 лет: оригинальное исследованиеhttps://orcid.org/0000-0001-6743-2615GilmutdinovaIlmira R.ГильмутдиноваИльмира Ринатовна
Russian Federation

Ph.D. (Med.), Head of the Department of Biomedical Technologies

кандидат медицинских наук, заведующая отделом биомедицинских технологий

gilm.ilmira@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9728-7938KostrominaElena Yu.КостроминаЕлена Юрьевна
Russian Federation

Ph.D. (Biol.), Senior Researcher

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

bioimed07@hotmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5260-8304YakovlevMaxim Yu.ЯковлевМаксим Юрьевич
Russian Federation

Dr. Sci. (Med.), Deputy Director for Strategic Development of Medical Activities

доктор медицинских наук, заместитель директора по стратегическому развитию медицинской деятельности

masdat@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5719-6089YafarovaInessa Kh.ЯфароваИнесса Халиковна
Russian Federation

Ph.D. (Med.), Transfusiologist

кандидат медицинских наук, врач-трансфузиолог

yafarovain@rambler.ruhttps://orcid.org/0009-0007-4087-1539BaryshevaSvetlana A.БарышеваСветлана Александровна
Russian Federation

Head of the Admitting Department

врач-терапевт, заведующая приемным отделением

svetlanabarysheva@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3097-8889FesyunAnatoliy D.ФесюнАнатолий Дмитриевич
Russian Federation

Dr. Sci. (Med.), Acting Director

доктор медицинских наук, и. о. директора

fad68@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5758-8552ErshovAnton V.ЕршовАнтон Валерьевич
Russian Federation

Dr. Sci. (Med.), Professor, Department of Pathophysiology

доктор медицинских наук, профессор кафедры патофизиологии

salavatprof@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8972-5486IsaevAndrey N.ИсаевАндрей Николаевич
Russian Federation

Ph.D. (Med.), General Director

кандидат медицинских наук, генеральный директор

a.n.isaev@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3248-1633MoskalevAlexey A.МоскалевАлексей Александрович
Russian Federation

Dr. Sci. (Biol.), Professor, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences; Director

доктор биологических наук, профессор, член-корреспондент РАН, директор

amoskalev@list.ruNational Medical Research Center for Rehabilitation and BalneologyФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр реабилитации и курортологии» Минздрава РоссииI. M. Sechenov First Moscow State Medical UniversityФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава РоссииLimited Liability Company “DNKOM”ООО «ДНКОМ»Research Institute of Biology of Aging, Lobachevsky State University of Nizhny NovgorodНаучно-исследовательский институт биологии старения ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»2208202322266742409202324092023Copyright ©; 2023, Gilmutdinova I.R., Kostromina E.Y., Yakovlev M.Y., Yafarova I.K., Barysheva S.A., Fesyun A.D., Ershov A.V., Isaev A.N., Moskalev A.A.Copyright ©; 2023, Гильмутдинова И.Р., Костромина Е.Ю., Яковлев М.Ю., Яфарова И.Х., Барышева С.А., Фесюн А.Д., Ершов А.В., Исаев А.Н., Москалев А.А.2023Gilmutdinova I.R., Kostromina E.Y., Yakovlev M.Y., Yafarova I.K., Barysheva S.A., Fesyun A.D., Ershov A.V., Isaev A.N., Moskalev A.A.Гильмутдинова И.Р., Костромина Е.Ю., Яковлев М.Ю., Яфарова И.Х., Барышева С.А., Фесюн А.Д., Ершов А.В., Исаев А.Н., Москалев А.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.eco-vector.com/2078-1962/article/view/595731

INTRODUCTION. Due to the demographic aging of the population, the problem of treatment of age-related diseases and prevention of premature aging in modern healthcare has become particularly urgent. One of the most promising approaches is the impact on the molecular mechanisms of aging, including the activation of adaptive systems and suppression of pathological processes in the body. Methods of extracorporeal hemocorrection have proved to be a good idea in this respect.

AIM. To evaluate the effectiveness and safety of hardware plasmapheresis as a technology for correcting aging biomarkers.

MATERIAL AND METHODS. A technique of therapeutic plasmapheresis use was introduced for the correction of aging biomarkers. Twenty-four participants (male and female) aged 40–60 years with an elevated level of one or more aging biomarkers underwent a course of therapeutic plasmapheresis in the daytime hospital. All participants underwent four procedures of therapeutic hardware plasmapheresis once every 3 days with 30 % volume of circulating plasma followed by replacement with colloid (5 % albumin solution) and crystalloid solutions (saline solution) in a 1:3 ratio or only crystalloid solutions.

RESULTS AND DISCUSSION. A comparative evaluation of aging biomarkers before the procedure and 17 and 30 days after hardware plasmapheresis showed that therapeutic plasmapheresis affects the levels of human aging biomarkers in blood. A significant decrease in the levels of such biomarkers as homocysteine, urea, gamma-glutamyl transpeptidase, alkaline phosphatase, creatine phosphokinase, cholinesterase, and uric acid was shown. No significant differences were detected when we performed a comparative assessment of biochemical blood parameters following plasmapheresis with or without albumin replacement on biochemical blood parameters. Stable hemodynamic parameters during plasmapheresis and the absence of adverse reactions in patients confirm the safety and tolerability of the therapeutic plasmapheresis procedure.

CONCLUSION. Implementing this technique into clinical practice will allow the development of approaches to etiotropic therapy of many chronic age-related pathologies. These treatments have the potential to increase life expectancy and improve its quality.

ВВЕДЕНИЕ. В связи с демографическим старением населения проблема лечения возрастных заболеваний и профилактики преждевременного старения в современном здравоохранении приобрела особую актуальность. Одним из наиболее перспективных подходов является воздействие на молекулярные механизмы старения, включая активацию адаптивных систем и подавление патологических процессов в организме. В этом плане хорошо зарекомендовали себя методы экстракорпоральной гемокоррекции.

ЦЕЛЬ. Оценка безопасности и эффективности применения метода аппаратного плазмафереза в качестве технологии коррекции биомаркеров старения.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Разработана методика применения лечебного плазмафереза с целью коррекции биомаркеров старения. Пациенты обоего пола в возрасте 40–60 лет, у которых был выявлен повышенный уровень одного или нескольких биомаркеров старения, проходили курс лечебного плазмафереза в условиях дневного стационара. Всем пациентам были выполнены 4 процедуры лечебного плазмафереза один раз в 3 дня объемом 30 % объема циркулирующей плазмы с последующим замещением коллоидными (5%-й раствор альбумина) и кристаллоидными растворами (физраствор) в соотношении 1:3 или только кристаллоидными растворами.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ. Определение содержания биомаркеров старения в крови до и через 17 и 30 дней после начала лечения показало, что аппаратный плазмаферез оказывает влияние на уровень маркеров старения человека. Было отмечено достоверное снижение уровня таких биомаркеров, как гомоцистеин, мочевина, гамма-глютамилтранспептидаза, щелочная фосфатаза, креатинкиназа, холинэстераза и мочевая кислота. При сравнительной оценке влияния плазмафереза с возмещением и без возмещения альбумином на биохимические показатели крови статистически значимых различий выявлено не было. Стабильные показатели гемодинамики во время процедуры и после проведения плазмафереза, а также отсутствие у пациентов нежелательных реакций подтверждают безопасность и хорошую переносимость процедуры лечебного плазмафереза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Внедрение данной методики в клиническую практику позволит разработать подходы к этиотропному лечению целого ряда хронических возрастзависимых патологий, что может способствовать увеличению продолжительности жизни и повышению ее качества.

aging biomarkersanti-aging therapyhemocorrectionplasmapheresisбиомаркеры старенияантивозрастная терапиягемокоррекцияплазмаферезUnited Nations Department of Economic and Social Affairs, Population Division (2022). World Population Prospects 2022: Summary of Results. UN DESA/POP/2022/TR/NO. 3. Available at: www.unpopulation.org (accessed 06.03.2023). https://population.un.org/wpp/.2022 (accessed 06.03.2023).Childs B. G., Durik M., Baker D. J., van Deursen J. M. Cellular senescence in aging and age-related disease: from mechanisms to therapy. Nature Medicine. 2015; 21(12): 1424–35. https://doi.org/10.1038/nm.4000.Guo J., Huang X., Dou L., Yan M., Shen T., Tang W., Li J. Aging and aging-related diseases: from molecular mechanisms to interventions and treatments. Signal Transduction and Targeted Therapy. 2022; 7(1): 391. https://doi.org/10.1038/s41392-022-01251-0.Zhang L., Pitcher L. E., Yousefzadeh M. J., Niedernhofer L. J., Robbins P. D., Zhu Y. Cellular senescence: a key therapeutic target in aging and diseases. The Journal of Clinical Investigation. 2022; 132(15). https://doi.org/10.1172/JCI158450.Rybtsova N., Berezina T., Kagansky A., Rybtsov S. Can Blood-Circulating Factors Unveil and Delay Your Biological Aging? Biomedicines. 2020; 8(12). https://doi.org/10.3390/biomedicines8120615.Etienne J., Liu C., Skinner C. M., Conboy M. J., Conboy I. M. Skeletal muscle as an experimental model of choice to study tissue aging and rejuvenation. Skeletal Muscle. 2020; 10(1): 4. https://doi.org/10.1186/s13395-020-0222-1.Schmidt J. J., Jahn J., Golla P., Hafer C., Kielstein J. T., Kielstein H. Effect of therapeutic plasma exchange on plasma levels and total removal of adipokines and inflammatory markers. BMC Obesity. 2015; (2): 37. https://doi.org/10.1186/s40608-015-0067-z.Mehdipour M., Mehdipour T., Skinner C. M., Wong N., Liu C., Chen C. C., Jeon O. H., Zuo Y., Conboy M. J., Conboy I. M. Plasma dilution improves cognition and attenuates neuroinflammation in old mice. GeroScience. 2021; 43(1): 1–18. https://doi.org/10.1007/s11357-020-00297-8.Rebo J., Mehdipour M., Gathwala R., Causey K., Liu Y., Conboy M. J., Conboy I. M. A single heterochronic blood exchange reveals rapid inhibition of multiple tissues by old blood. Nature Communications. 2016; (7): 13363. https://doi.org/10.1038/ncomms13363.Li X., Zhang J., Sun C., Zhang Y., Cai R., Fu S., Zheng J., Huang D. Application of biological age assessment of Chinese population in potential anti-ageing technology. Immunity & Ageing. 2018; (15): 33. https://doi.org/10.1186/s12979-018-0140-9.Гильмутдинова И. Р., Ерёмин П. С., Костромина Е. Ю., Марков П. А., Яфарова И. Х., Москалев А. А., Гильмутдинов Р. Г., Исаев А. Н., Ершов А. В., Рачин А. П., Фесюн А. Д. Способ проведения процедур аппаратного плазмафереза с замещением объема циркулирующей плазмы для коррекции биологического возраста у здоровых людей 40–55 лет. Патент на изобретение 2788817 C1, 24.01.2023. Заявка № 2022127799 от 26.10.2022. [Gilmutdinova I. R., Eremin P. S., Kostromina E.Iu., Markov P. A., Iafarova I. K., Gilmutdinov R. G., Isaev A. N., Moskalev A. A., Ershov A. V., Rachin A. P., Fesyun A. D. Method for Performing Hardware Plasmapheresis Procedures with Circulating Plasma Volume Replacement for Correcting Biological Age in Healthy People 40–55 Years Old. Patent RF no. 2788817, 2023. (In Russ.).]Gilmutdinova I., Kudryashova I., Kostromina E., Yafarova I., Gilmutdinov R., Kaverina I., Isaev A., Moskalev A. The use of therapeutic plasmapheresis in preventive and sports medicine. BIO Web of Conferences. 2022; (48): 01009. https://doi.org/10.1051/bioconf/20224801009.Jakubowski H. Homocysteine Modification in Protein Structure/Function and Human Disease. Physiological Reviews. 2019; 99(1): 555–604. https://doi.org/10.1152/physrev.00003.2018.Whitfield J. B. Gamma glutamyl transferase. Critical Reviews in Clinical Laboratory Sciences. 2001; 38(4): 263–355. https://doi.org/10.1080/20014091084227.Sumien N., Shetty R. A., Gonzales E. B., Creatine, Creatine Kinase, and Aging, in Biochemistry and Cell Biology of Ageing: Part I Biomedical Science, J. R. Harris and V. I. Korolchuk, Editors. Springer Singapore. Singapore. 2018: 145–168.Wu J., Liu X. H., Huang R., Wu H. S., Guo Q. Y., Yi C. Y., Yu X. Q., Yang X. Age differences in associations of serum alkaline phosphatase and mortality among peritoneal dialysis patients. Chinese Medical Journal. 2019; 132(2): 232–236. https://doi.org/10.1097/CM9.0000000000000019.So A., Thorens B. Uric acid transport and disease. The Journal of Clinical Investigation. 2010; 120(6): 1791–9. https://doi.org/10.1172/JCI42344.Mehdipour M., Etienne J., Liu C., Mehdipour T., Kato C., Conboy M., Conboy I., Kiprov D. D. Attenuation of age-elevated blood factors by repositioning plasmapheresis: A novel perspective and approach. Transfusion and Apheresis Science. 2021; 60(3): 103162. https://doi.org/10.1016/j.transci.2021.103162.Gilmutdinova I. R., Kudryashova I. S., Kostromina E.Yu., Yakovlev M.Yu., Yafarova I.Kh., Gilmutdinov R. G., Kaverina I. A., Ershov A. V., Isaev A. N., Moskalev A. A. Modern Approaches to Diagnostics and Correction of Aging. Bulletin of Rehabilitation Medicine. 2021; 20(6): 96–102. https://doi.org/10.38025/2078-1962-2021-20-6-96-102 (In Russ.).Ostrakhovitch E. A., Tabibzadeh S. Homocysteine and age-associated disorders. Ageing Research Reviews. 2019; (49): 144–164. https://doi.org/10.1016/j.arr.2018.10.010.Guo S. M., Liu Y. T., He S. R., Wu M. S., Tseng W. T., Wu R. C., Wu I. C. Differential relationship of uric acid to mortality and clinical biomarkers of aging according to grip strength in older adults: a cohort study. Aging. 2021; 13(7): 10555–10583. https://doi.org/10.18632/aging.202820.