Средство, обладающее гипогликемическим действием при инсулиннезависимом сахарном диабете

Предложено применение иммобилизированной с помощью нанотехнологии электронно-лучевого синтеза гиалуронидазы в качестве гипогликемического лекарственного средства, эффективного при инсулиннезависимом сахарном диабете. Показано: при инсулиннезависимой гипергликемии иммобилизированная гиалуронидаза вызывала снижение на 41,9% уровня сахара в периферической крови; при этом статистически значимо снижалась концентрация инсулина. Предполагается, что механизмом действия средства является модификация свойств гиалуроновой кислоты гликокаликса клеток и их рецепторов к инсулину. Это сопровождается повышением чувствительности к лиганду. 2 табл.

 

Изобретение относится к медицине, конкретно к фармакологии и эндокринологии.

Высокая частота встречаемости инсулиннезависимого сахарного диабета является основанием для разработки новых гипогликемических средств.

Известно большое количество пероральных гипогликемических средств, применяемых при инсулиннезависимом сахарном диабете. Наиболее широко используются: препараты, стимулирующие выработку эндогенного инсулина (производные сульфанилмочевины), и средства, влияющие на метаболизм и всасывание глюкозы (бигуаниды) [1, 2].

Недостатками данных средств является в разной мере выраженная их токсичность, а также в ряде случаев недостаточная эффективность.

Существует иммобилизированная с помощью ионизирующего излучения (нанотехнологии электронно-лучевого синтеза) гиалуронидаза, введение которой приводит к увеличению содержания прогениторных клеток в организме [3].

Нами впервые выявлена выраженная гипогликемическая активность иммобилизированной с помощью нанотехнологии электронно-лучевого синтеза гиалуронидазы при инсулиннезависимом сахарном диабете.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является расширение показаний к применению иммобилизированной с помощью нанотехнологии электронно-лучевого синтеза гиалуронидазы.

Поставленная задача достигается применением иммобилизированной с помощью нанотехнологии электронно-лучевого синтеза гиалуронидазы в качестве гипогликемического средства при инсулиннезависимом сахарном диабете.

Новым в предлагаемом изобретении является использование в качестве гипогликемического средства при инсулиннезависимом сахарном диабете иммобилизированной с помощью нанотехнологии электронно-лучевого синтеза гиалуронидазы.

Используемое нами оригинальное средство иммобилизированной с помощью ионизирующего излучения гиалуронидазы [3] было разработано и получено НИИ фармакологии СО РАМН (г.Томск) совместно с ООО «Саентифик Фьючер Менеджмент» (г.Новосибирск). Иммобилизация гиалуронидазы осуществлялась на низкомолекулярном полиэтиленгликоле (400 до 4000 Да) направленным потоком ускоренных электронов с энергией электронов 2,5 МэВ, поглощенная доза от 2 до 10 кГр, скорость набора дозы 1,65 кГр/час.

На сегодняшний день показано, что иммобилизизация гиалуронидазы с помощью ионизирующего излучения на низкомолекулярном носителе сопровождается появлением новых физико-химических свойств у данного фермента, позволяющих получать, в том числе и при его пероральном использовании, выраженные резорбтивные (системные) эффекты [3]. При этом известна низкая токсичность и безопасность пегилированных (иммобилизированных на полиэтиленгликоле) белковых средств [4].

Гиалуронидаза является ферментом, влияющим на метаболизм гиалуроновой кислоты, которая представляет собой наиболее распространенный гликозаминогликан в организме и входит в состав межклеточного матрикса тканей, а также гликокаликса клеток и их рецепторов к различным биологически активным веществам [5, 6]. При этом известно, что одним из важнейших механизмов развития резистентности к инсулину при инсулиннезависимом сахарном диабете является снижение к нему чувствительности специфических рецепторов на клетках-мишенях [7]. Однако зависимость степени сродства (аффинности) рецепторов к данному лиганду (инсулину) и восприимчивости клеток к глюкозе при инсулиннезависимом сахарном диабете от состояния гиалуроновой кислоты, входящей в состав соответствующих рецепторов и межклеточного матрикса инсулинзависимых тканей, до сих пор не изучена.

Факт применения иммобилизированной гиалуронидазы (имГД) с достижением нового технического результата, заключающегося в гипогликемическом действии при инсулиннезависимом сахарном диабете, для специалиста является не очевидным.

Заявляемые существенные признаки проявили в совокупности новые свойства, не вытекающие явным образом из уровня техники в данной области. Предлагаемое изобретение может быть использовано в экспериментальной медицине с выходом в практическое здравоохранение. Идентичной совокупности признаков при исследовании уровня техники по патентной и научно-медицинской литературе не обнаружено.

Исходя из вышеизложенного, следует считать заявляемое техническое решение соответствующим критериям: «новизна», «изобретательский уровень», «промышленная применимость».

Эксперименты были проведены на 17-18 мес. мышах-самцах линии CBA/CaLac в количестве 64 штук, массой 45-50 г. и 12 мышах-самцах линии CBA/CaLac, массой 20-25 г. Животные получены из питомника отдела экспериментального биомедицинского моделирования НИИ фармакологии СО РАМН (сертификат имеется).

Перед началом эксперимента мыши находились в виварии при температуре воздуха 20-22°С на пищевом рационе, обогащенном холестерином и низкомолекулярными сахарами, в пластиковых клетках (10-15 мышей). В период исследования животные имели обычный пищевой рацион и свободный доступ к воде.

Развитие инсулиннезависимого сахарного диабета у экспериментальных животных и гипогликемическое действие имГД определяли по содержанию глюкозы и инсулина в крови. При этом использовали глюкометр «Optilite» (Венгрия) и наборы для иммуноферментного анализа на инсулин (R&D Systems).

Обработку результатов проводили методом вариационной статистики с использованием t-критерия Стьюдента и непараметрического U-критерия Вилкоксона-Манна-Уитни.

Пример 1.

Изучение исходного содержания глюкозы в крови у мышей линии CBA/CaLac показало развитие у них в возрасте 17-18 мес признаков инсулиннезависимой гипергликемии. Так, содержание глюкозы в периферической крови у животных в возрасте 2-2,5 мес составляло 7,8±0,47 ммоль/л, в то время как значение данного показателя у опытных мышей (контроль) было 17,2±0,32 ммоль/л (табл.1). При этом концентрация инсулина в сыворотке крови у «старых» животных была даже несколько выше такового у 2-2,5 мес мышей (табл.2), а средняя масса тела у них составляла 47,6±1,2 г и 22,3±0,7 г соответственно.

Таким образом, у мышей линии CBA/CaLac, находящихся на пищевом рационе, обогащенном холестерином и легкоусваиваемыми углеводами, на 17-18 мес жизни отмечалось появление основных признаков, характерных для инсулиннезависимого (инсулинрезистентного) сахарного диабета, в том числе развитие метаболического синдрома, как проявление нарушения обмена веществ [1, 7].

Препарат имГД вводили 17-18 мес мышам однократно внутрижелудочно через зонд в дозе 50 ЕД/кг. Через 2, 4, 6, 12, 24 и 48 ч после введения определяли содержание глюкозы в периферической крови, а также на 2 сут после введения - концентрацию инсулина в сыворотке крови.

В ходе эксперимента было показано, что введение иммобилизированной гиалуронидазы сопровождалось значительным снижением концентрации сахара в периферической крови. Причем гипогликемический эффект препарата начинал развиваться уже через 2 часа, но в большей степени проявлялся в более поздние сроки и сохранялся до конца эксперимента (табл.1). При этом минимальные значения данного показателя в опытной группе наблюдались через 6 часов и составляли 41,9% от аналогичной величины у контрольных животных.

В то же время изучение содержания инсулина в сыворотке крови выявило не значительное, но статистически значимое снижение его концентрации в группе животных, получавших препарат иммобилизированной гиалуронидазы (табл.2).

Таким образом, введение препарата иммобилизированной гиалуронидазы сопровождалось значительной гипогликемической активностью у животных с инсулиннезависимой гипергликемией.

В целом, исходя из полученных данных следует, что средство, представляющее собой гиалуронидазу, иммобилизированную с помощью электронно-лучевого синтеза, обладает выраженным терапевтическим эффектом в отношении инсулиннезависимого (инсулинрезистентного) сахарного диабета. При этом механизмом действия данного средства, вероятно, является модификация свойств гиалуроновой кислоты гликокаликса клеток и их рецепторов к инсулину, сопровождаемая повышением чувствительности к лиганду.

Источники информации

1. Дедов И.И., Шестакова М.В., Максимова М.А. Федеральная целевая программа «Сахарный диабет» // Методические рекомендации. - Москва, 2002. - 96 с.

2. Машковский М.Д. Лекарственные средства. - 15 изд. перераб., испр. и доп. - М: ООО «Издательство Новая волна», 2005. - С.717.

3. Дыгай A.M., Зюзьков Г.Н., Жданов В.В. и др. Регуляция функций прогениторных клеток с помощью гиалуронидазы // Вестник РАМН. - 2009. - №11. - С.6-9.

4. Сейфулла Р.Д., Тимофеев А.Б., Орджоникидзе З.Г. и др. Проблемы использования нанотехнологии в фармакологии // Экспер. и клин. фарм. 2008. - Том 71. - №1. - С.61-69.

5. Stern R. Devising a pathway for hyaluronan catabolism: are we there yet? // Glycobiology. - 2003. - Vol.13. - №12. - P.105-115.

6. Henry C.B., Duling B.R. Permeation of the luminal capillary glycocalyx is determined by hyaluronan // Am. J.Physiol. - 1999. - №277. - P.508-514.

7. Уоткинс П. Дж. Сахарный диабет / 2-е изд. - пер. с англ. М.: Изд-во БИНОМ, 2006. - 134 с.

Таблица 1
Динамика содержания глюкозы в периферической крови у мышей линии CBA/CaLac в возрасте 17-18 мес. ммоль/л, (Х±m)
Сроки исследования	Контроль	ИмГД
До введения	17,2±0,32	17,2±0,32
2 ч	17,14±0,25	15,4±0,38*
4 ч	16,7±0,36	9,24±0,47*
6 ч	16,82±0,41	7,05±0,23*
12 ч	14,71±0,63	8,8±0,54*
24 ч	18,36±0,89	12,4±0,6*
48 ч	17,3±0,47	15,04±0,19*
* - отмечена достоверность различия показателя от его значения у контрольных животных при р≤0,05

Таблица 2
Содержание инсулина в сыворотке крови у мышей линии CBA/CaLac, нг/мл, (Х±m)
Сроки исследования	Мыши в возрасте 2-2,5 мес.	Контроль (мыши в возрасте 17-18 мес.)	ИмГД (мыши в возрасте 17-18 мес.)
До введения	364,36±5,61	378,2±4,9	381,65±7,7
Через 48 ч	370,7±3,0	361,4±2,21*
* - отмечена достоверность различия показателя от его значения у контрольных животных при р≤0,05

Применение иммобилизированной с помощью электронно-лучевого синтеза гиалуронидазы в качестве гипогликемического средства при инсулиннезависимом сахарном диабете.