Способ ингибирования нуклеарного фактора каппа в с использованием 5-гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионата калия в культуре клеток
Владельцы патента RU 2674443:
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") (RU)
Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии, и может быть использовано для ингибирования нуклеарного фактора каппа В (NF-kB). Способ включает добавление бактериального липополисахарида в концентрации 1 мкг/мл к свежевыделенным по стандартной методике на градиенте плотности фиколла мононуклеарным клеткам крови крыс Wistar, затем добавление к данной смеси 5-гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионата калия, растворенного в фосфатно-солевом буфере, в конечной концентрации 35 мкг/мл. Способ позволяет оценить ингибирующую NF-kB активность 5-гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионата калия. 1 табл.,1 пр.
Способ ингибирования нуклеарного фактора каппа В с использованием 5-гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропината калия в культуре клеток
Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии.
По известным литературным источникам – нуклеарный фактор каппа В (NF-κB) на сегодняшний день является одной из перспективных мишеней для разработки инновационных лекарственных средств в рамках развития современной фармакологии и формирования концепции таргетной терапии [Test system for evaluation of the influence of the biological activity of substances on the signal system of NF-κB: focus on the derivatives of 3 hydroxypyridine / Skachilova S.Y., Ragulina V.A., Kostina D.A., Burda Y.E. // Research result: pharmacology and clinical pharmacology. – 2017. – Vol. 3, №2. – Р. 50-56. doi: 10.18413/2313-8971-2017-3-2-50-56].
NF-κB является одним из факторов транскрипции. Повышенный интерес к изучению биологической роли данной сигнальной системы и вкладе её в развитие сердечно-сосудистых, онкологических и аутоиммунных заболеваний очевиден [Role of nuclear factor-κB activation in acute ischaemia-reperfusion injury in myocardium / A. Kis, D.M. Yellon, G.F. Baxter // British Journal of Pharmacology. – 2003. – 138(5). – P. 894-900, doi:10.1038/sj.bjp.0705108; Nuclear factor kappa B: important transcription factor and therapeutic target. Lee JI, Burckart GJ. J Clin Pharmacol. 1998 Nov;38(11):981-93]. Целый ряд стимулов (провоспалительные цитокины: фактор некроза опухоли α, интерлейкин 1β; лиганд CD40 и др.), запускают канонический и неканонический пути активации сигнального пути NF-κB, что повышает экспрессию генов, регулирующих синтез цитокинов и хемокинов, пролиферацию и дифференцировку клеток, ангиогенез, иммунные реакции и апоптоз [Nuclear factor kappa B as a potential target for pharmacological correction endothelium-associated pathology / V.A. Ragulina, D.A. Kostina, A.P. Dovgan, Y.E. Burda, S.V. Nadezhdin // Research result: pharmacology and clinical pharmacology. – 2017. – Vol. 3, №1 – P. 114-124. DOI: 10.18413/2500-235X-2017-3-1-114-124].
Как известно, 5- гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионат калия обладает эндотелиопротекторной активностью (патент на изобретение RU 2467744, публ. 27.11.2012) и противоишемической активностью (патент на изобретение RU 2457202, публ. 27.02.2012).
Следует отметить актуальность изучения известного производного 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионата, 5-гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионата калия, в качестве ингибитора NF-κB in vitro с оценкой активности p65 субъединицы в мононуклеарных клетках (МНК) крови крыс линии Wistar, стимулированных бактериальным липополисахаридом.
Известен способ ингибирования NF-κB композициями тритерпенов (патент на изобретение RU 2288706, публ. 10.12.2006). Сущность его заключается в ингибировании воспаления путем обеспечения клетки монотерпеновыми композициями, которые ингибируют фактор NF-κB. Композиция может включать дополнительные химические функциональные агенты. Технический результат - повышение эффективности лечения воспалительных состояний, в частности предраковых.
Основным недостатком способа является то, что применяемые терапевтические дозы монотерпеновых/тритерпеновых соединений могут привести к значительным побочным эффектам или к другим неблагоприятным реакциям. У субъектов с далеко зашедшим заболеванием может наблюдаться определенная степень побочных эффектов при применении терапевтических доз монотерпеновых/тритерпеновых соединений.
Известно зависящее от концентрации влияние (R)- и (S)-флурбипрофена на активацию фактора транскрипции NF-κВ в RAW-клетках (патент на изобретение RU 2250103, публ. 20.04.2005). Анализ гельудерживания показывает, что липополисахарид (ЛПС) (1 мкг/мл) приводит к активации NF-κВ (комплекс р50/р65 NF-κВ). Микромолярные концентрации (R)-флурбипрофена были в состоянии ингибировать эту индуцированную ЛПС активацию NF-κВ.
Изобретение относится к области фармации, а именно к применению (R)-энантиомеров арилпропионовых кислот. Сущность изобретения - применение названных кислот для получения лекарственных средств, которые ингибируют каскад активации NF-κB. На основе их создана композиция. Технический результат - использование для лечения заболеваний, на которые может терапевтически положительно воздействовать ингибирование образования NF-κB.
Недостатком данного изобретения является то, что арилпропионовые кислоты и их производные обладают рядом побочных эффектов при их применении, а именно тошнота, анорексия, метеоризм, запор, изжога, диарея, НПВС-гастропатия, вплоть до эрозивно-язвенных поражений ЖКТ.
Наиболее близким к заявленному решению является способ ингибирования NF-κB с использованием производных 3-оксипиридина (Test system for evaluation of the influence of the biological activity of substances on the signal system of NF-κB: focus on the derivatives of 3hydroxypyridine / Skachilova S.Y., Ragulina V.A., Kostina D.A., Burda Y.E. // Research result: pharmacology and clinical pharmacology. – 2017. – Vol. 3, №2. – Р. 50-56), включающий добавление бактериального липополисахарида в концентрации 1 мкг/мл к свежевыделенным по стандартной методике на градиенте плотности фиколла МНК крови крыс Wistar, затем добавление к данной смеси исследуемого фармакологического агента, растворенного в фосфатно-солевом буфере, в соответствующей конечной концентрации, а в качестве фармакологического агента используют мексидол, этоксидол, 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния глутаминат, 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния аспарагинат, 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния 4-аминобензоат, 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния никотинат, 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния N-ацетиламиногексаноат, 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния N-ацетиламиноацетат, 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния N-ацетиламиноглутаминат, 3-гидрокси-2-этил-6-метилпиридиния ацетилсалицилат, бета-гидроксиникотиноилгидразон 2-метил-3-гидрокси-4-формил-5-оксиметилпиридина дигидрохлорид. Наибольшей ингибирующей способностью на ЛПС-индуцированную экспрессию p65 NF-κB в МНК обладали мексидол, этоксидол и бета-гидроксиникотиноилгидразон 2-метил-3-гидрокси-4-формил-5-оксиметилпиридина дигидрохлорид.
Недостатком данного решения является то, что наблюдаемая ингибирующая активность in vitro в отношении сигнального пути NF-κB мексидола, этоксидола и бета-гидроксиникотиноилгидразон 2-метил-3-гидрокси-4-формил-5-оксиметилпиридина дигидрохлорида не достигает целевых значений и более чем в 3,5 раза отличается от значений интактных крыс.
Задачей предлагаемого изобретения является создание эффективного способа ингибирования нуклеарного фактора каппа В с использованием 5- гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионата калия в культуре мононуклеарных клеток крови крыс Wistar.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является эффективный способ ингибирования NF-κB с использованием 5- гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионата калия, подтверждаемый результатами оценки активности p65 субъединицы в МНК крови крыс Wistar, стимулированных бактериальным липополисахаридом, обладающий наиболее благоприятным профилем безопасности по сравнению с рассмотренными аналогами и наиболее высокой ингибирующей активностью NF-κB по сравнению с прототипом.
Поставленная задача достигается тем, что предложен способ ингибирования нуклеарного фактора каппа В с использованием 5- гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионата калия в культуре клеток, включающий добавление бактериального липополисахарида в концентрации 1 мкг/мл к свежевыделенным по стандартной методике на градиенте плотности фиколла МНК крови крыс Wistar, затем добавление к данной смеси исследуемого фармакологического агента, растворенного в фосфатно-солевом буфере, в соответствующей конечной концентрации, отличающийся тем, что в качестве фармакологического агента используют 5- гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионат калия.
Основным преимуществом предлагаемого способа является то, что введение 5- гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионата калия, в исследуемой in vitro концентрации, 35 мкг/мл, приводит к выраженному ингибированию NF-κB в культуре клеток, что подтверждается результатами оценки активности p65 субъединицы в МНК крови крыс Wistar, стимулированных бактериальным липополисахаридом. Помимо этого, предлагаемый способ обладает наиболее благоприятным профилем безопасности по сравнению с рассмотренными аналогами и наиболее высокой ингибирующей активностью NF-κB по сравнению с прототипом.
СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
При изучении ингибирующей активности в отношении NF-κB были исследованы 5- гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионат калия, Милдронат®, Гриндекс АО, Латвия (препарат сравнения) и Мексидол®, ФАРМАСОФТ НПК, Россия (препарат сравнения), которые добавляли к свежевыделенным по стандартной методике на градиенте плотности фиколла (ρ = 1,077, «Панэко», Россия) МНК крови крыс линии Wistar. Исследуемая in vitro концентрация каждого препарата составляет 35 мкг/мл.
В каждой экспериментальной группе 6 крыс, 3 самца и 3 самки. Для исследования взяты крысы без внешних признаков заболевания, прошедшие карантинный режим, массой 225-275 г.
Исследование активности NF-κB проводили в 2 мл пробирках типа Eppendorf (Gen Follower, Китай), куда вносили 1мл суспензии МНК крови крыс, 1×106 клеток в 1 мл среды RPMI-1640 («Панэко», Россия) с 5% сыворотки эмбрионов коров (HiClone, США), затем добавляли бактериальный липополисахарид («Пирогенал», ГУ НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи, Россия) в концентрации 1 мкг/мл, затем добавляли исследуемый препарат, растворенный в фосфатно-солевом буфере, в соответствующей конечной концентрации. Клетки инкубировали в течение 30 мин при 37°С на шейкере, после чего центрифугировали 5 мин при 200g, надосадочную жидкость удаляли, осадок МНК исследовали на активность p65 субъединицы NF-κB в строгом соответствии с инструкцией к набору NFkB p65 TotalMultispecies InstantOne™ ELISA Kit (Invitrogen / Thermo Fisher Scientific, cat. 85-86081-11).
МНК крови крыс в количестве 1×106 лизировали в 1 мл лизирующего буфера, входящего в состав набора, супернатант вносили в лунки 96-луночного планшета из указанного ИФА набора. После нескольких этапов продукты сэндвич-реакции определяли на микропланшетном ридере Multiskan FC (Thermo Fisher, Германия) при 450 нм.
Для упрощения расчетов относительного влияния исследуемых веществ были выбраны единицы оптической плотности, непосредственно получаемые с микропланшетного ридера, округленные до 2-го знака после запятой. Статистическую обработку результатов проводили в программе MS Excel 2013 с модулем Attestatv.13 с применением метода непараметрической статистики – критерия Крускала-Уоллиса, т.к. распределение активности p65 субъединицы NF-κB в клетках не являлось нормальным.
ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ
Результаты оценки ингибирующей NF-κB активности исследуемых препаратов представлены в табл. 1.
Таблица 1
Результаты сравнительного исследования ингибирующей NF-κB активности 5- гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионата калия, Милдроната® и Мексидола® (Медианы – Ме и 1, 3 квартили – Q1; Q3)
| Группа | Me | Q1; Q3 |
| ед. опт. пл. | ||
| Интактные | 0,17 | 0,16; 0,18 |
| Контроль, ЛПС | 2,22 | 1,79; 2,46 |
| Милдронат®, 35 мкг/мл | 0,51 | 0,50; 0,53 |
| Мексидол®, 35 мкг/мл | 0,78 | 0,68; 0,93 |
| 5- гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионат калия, 35 мкг/мл | 0,48 | 0,47; 0,50 |
Как видно из табл. 1, наибольшей ингибирующей способностью на ЛПС-индуцированную экспрессию p65 NF-κB в МНК крови крыс Wistar в исследуемых концентрациях обладает 5- гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионат калия. Ингибирующая активность NF-κB 5- гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионата калия в исследуемой конечной концентрации 35 мкг/мл выше на 38,5%, чем у Мексидола®, 35 мкг/мл, и на 5,9% выше, чем у Милдроната®, 35 мкг/мл, при индуцированной ЛПС активации NF-κВ.
Способ ингибирования нуклеарного фактора каппа В с использованием 5-гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионата калия в культуре клеток, включающий добавление бактериального липополисахарида в концентрации 1 мкг/мл к свежевыделенным по стандартной методике на градиенте плотности фиколла мононуклеарным клеткам крови крыс Wistar, затем добавление к данной смеси 5-гидрокисиникотинат 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионата калия, растворенного в фосфатно-солевом буфере, в конечной концентрации 35 мкг/мл.
