РФФИ 18-315-00267 мол_а

Комплексная оценка механизмов развития острой травмы спинного мозга и разработка новых терапевтических подходов ее лечения

Аннотация: 

Большинство стратегий лечения в острой фазе развития травматической болезни спинного мозга на сегодняшний день пытаются преодолеть только одно из препятствий для регенерации. Например, они нацелены только на одно ингибирующее вещество или только на стимулирование регенерации аксонов. Комбинаторный подход, нацеленный на несколько аспектов травмы, вероятно, будет более эффективным. Биоматериалы могут способствовать доставке клеток и лекарств, способствуя как выживанию, интеграции и дифференцировке клеток, так и обеспечивая устойчивое локальное высвобождение биомолекул без необходимости катетеров или повторных инъекций. Одной из обещающих систем локальной его доставки к нервным клеткам является мицеллярный комплекс последнего с амфифильным трифункциональным блок-сополимером, представляющим из себя продукт полимеризации окиси этилена и окиси пропилена с глицерином, модифицированный карбоксильными группами, разработанным в Казанском федеральном университете.

Целью настоящего проекта являлось изучение фундаментальных физиологических, биохимических и молекулярно-генетических механизмов развития острой травмы и оценка нового терапевтического подхода ее лечения при использовании новых биологически активных конъюгатов на основе синтетических амфифильных полимеров, проявляющих функцию переносчика лекарственных препаратов в центральную нервную систему и нейропротекторное действие.

Для оценки терапевтических эффектов метилпреднизолона и его комплекса с блок-сополимером мы использовали различные методы оценки двигательной активности, электрофизиологии и вестерн-блоттингна системном (модель контузионной травмы у крыс по Аллену и клеточном (висцеральный ганглий нервной системы моллюска Helix lucorum) уровнях. Все экспериментальные процедуры проводились в соответствии с руководством по содержанию и использованию лабораторных животных, опубликованным национальным институтом здравоохранения и директивы 2010/63/ЕС европейского парламента и совета Европы от 22 сентября 2010 года, в соответствии с принципами Базельской декларации и одобрены Локальным этическим комитетом ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет».

Было показано, что локальная доставка метилпреднизолона в участок поражения с помощью сополимера давала преимущества, очевидные в течение первых 6 часов после травмы сополимер обеспечивал локальное и длительное высвобождение метилпреднизолона в поврежденный спинной мозг, способствовал прохождению через тканевые оболочки спинного мозга и повышал проницаемость комплекса в 2,25 раза и улучшал поведенческое восстановление по сравнению с системной доставкой метилпреднизолона. Показано, что метилпреднизолон в любых формах аппликации проявлял антиапоптотические и антиаутофагические эффекты.

Наши результаты показали, что местная доставка комплекса метилпреднизолона с сополимером после повреждения спинного мозга у крыс изменяла возбудимость нейронов спинного мозга и улучшала функциональное восстановление двигательных функций, как показал видеоанализ движений в хроническом периоде травмы, что позволяет нам говорить о нейропротекторном эффекте использованного сополимера.

Аналогичные данные были получены при оценке хронического воздействия метилпреднизолона с комплексом блок-сополимера на локомоторную активность виноградной улитки. Было показано, что раствор метилпреднизолона, попадая в гемолимфу животного, оказывает прямое воздействие на мышечную систему животного уже через 1 час после его введения, замедляя скорость локомоции улитки, снижая сократительную активность мышцы подошвы моллюска. Комплекс метилпреднизолона с блок-сополимером предотвращает такое действие в течение первых двух дней введения и оказывает негативный эффект на локомоцию только через два дня после начала применения, причем снижение локомоции в этом случае не сопровождается снижением сократительной активности мышцы.

Результаты исследования влияния амфифильного трифункционального блок-сополимера на мембранные характеристики спонтанно-активных нейронов висцерального ганглия улитки показали, что сам блок-сополимер приводит к снижению мембранного потенциала, однако такое воздействие не продолжительно и не оставляет необратимых последствий для проницаемости мембраны в дальнейшем. Другие электрические параметры мембраны данных клеток достоверно не изменялись. Использование метилпреднизолона и метилпреднизолона в комплексе с сополимером приводило к деполяризации мембраны, но также снижало частоту генерации потенциалов действия исследуемых нейронов, что свидетельствует о снижении возбудимости спонтанно-активных нейронов. Было сделано предположение, что снижение возбудимости происходит не за счет мембранных механизмов, так как мембрана деполяризована и не препятствует возбуждению, а за счет влияния метилпреднизолона на внутриклеточные процессы, необходимые для процесса возбуждения в нейроне.

Основываясь на наших результатах, мы предполагаем, что местная доставка метилпреднизолона в комплексе с сополимером может минимизировать побочные эффекты, связанные с высокой дозой его системной доставки, в то же время улучшая терапевтическую эффективность метилпреднизолона для лечения повреждения спинного мозга. Наше исследование дает стимул для дальнейших доклинических исследований пригодности блок-сополимера для глюкокортикоидной терапии.

Результаты: F_nauchno_populyarnyj.tekst.pdf

https://kpfu.ru/portal/docs/F_1178469461/nauchno_populyarnyj.tekst.pdf