Введение к работе
Актуальность исследования. В последние годы проблема нейродегеиеративных заболеваний стала особенно острой в связи с ухудшающейся экологической ситуацией, более ранними проявлениями скрытой генетической патологии и увеличением продолжительности жизни в развитых странах Запада (Benjamin C.L. et al. 2001; Elbaz A.et al. 2008). Существующие на сегодняшний день подходы к медикаментозной коррекции не всегда позволяют тормозить прогрессирование заболевания, а лишь устраняют их симптоматику (Левин О.С., 2005; Alexi Т. et al., 2000), а длительпое применение большинства противопаркинсонических средств сопровождается значительными побочными эффектами со стороны различных органов и систем, что, в свою очередь, еще больше снижает качество жизни пациентов (Кучеряігу В.Г. и соавт., 2001; Иллариошкин С.Н., 2004; Угрюмов М.В., 2007; Артемьев Д.В., 2008).
Одним из путей воздействия на процесс развития нейродегеиеративных заболеваний и, в частности, болезни Паркинсона (БП) является применение нейротрофического фактора роста нерва (ФРН) (Yuen Е.С. et al. 1996; Mufson E.J. et al. 1999; Rattray M., 2001), который вовлечен в модуляцию нейромедиаторных систем, в том числе дофаминергической передачи в мозге (Hardy J. et al. 1999; Pedre L.L. et al., 2002), регулирует выживаемость нейронов (Bibel M. et al. 2000). Снижение уровня ФРН наблюдается в крови и в структурах чёрной субстанции больных БП (Rinne J.O et. al., 1989; Garcia E. et al., 1992). Существенным моментом, лимитирующим применение ФРН, является его невысокая способность проникать через гематоэпцефалический барьер ввиду высокой гидрофилыюсти и большой молекулярной массы (Castellenos-Ortega М. R. et al, 1999; Banks W. et al, 2002).
В настоящее время наносистемы вызывают все возрастающий интерес, так как они способны транспортировать лекарственные вещества (ЛВ) внутрь клеток и при их циркуляции содержащееся в них биологически активное вещество защищено от инактивации и его действие пролонгируется (Сейфулла Р.Д. и соавт., 2008; Чехонин В.П. и соавт., 2009; Kreuter J., 2002; Alyautdin R. et al., 1998; Piotrovsky L.B., et al. 2004; Ringe K. et al. 2004). Одним из способов доставки ЛВ в мозг является использование наночастиц (НЧ) на основе бутилцианоакрилата (Kreuter J., 1991; Vauthier С. et al., 2003). Поли(бутил)цианоакрилатные НЧ (ПБЦА-НЧ) обладают высокой сорбциошюй
емкостью, подвергаются биодеградации, обеспечивают доставку и высвобождение ЛВ, имеют низкую острую и хроническую токсичность (Grislain L. et al., 1983; Kreuter J. et al., 1984; Gelpenna S.E., et al., 2002; Pereverzeva E. et al. 2008). Синтез НЧ на оспове бутилцианоакрилата впервые был описан в 1977 г. (Couvreur P. et al, 1977), а позднее были изучены и свойства этих НЧ в Institut fur Pharmazeutische Technologic, Goethe-Universitat (Франкфурт-на-Майне, Германия) и кафедре фармакологии фармацевтического факультета Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова (Kreuter J., 1994, Alyautdin R. et al., 1997, 2001). При системном введении ПБЦА-НЧ покрывают сурфактантами (например, полисорбатом-80-ПС-80), что приводит к уменьшению захвата НЧ клетками ретикулоэндотелиальной системы и, следовательно, к пролонгированию циркуляции НЧ в системном кровотоке и увеличению их концентрации в сосудах головного мозга (Kreuter J. et al., 1997; Brigger I. et al., 2002).
Ранее ПБЦА-НЧ уже использовались в качестве трапепортпых систем для целенаправленной доставки таких веществ, как лоперамид (Alyautdin et al., 1997), тубокурарин (Alyautdin R. et al., 1998), даларгин (Alyautdin R. et al., 1995), мет-энкефалин (Sabel B.A. et al 1998), лей-энкефалин (Kreuter J. et al., 2003), ФРН при изучении его антиамнестического эффекта (Джипждихашвили И.А. и соавт., 2008), феназепам (Развижина В.А., 2008) и доксирубицин (Gelpenna S. et al., 2002), который в настоящее время находится на III фазе клинического изучепия в США (Nicolas J., Couvreur P., 2009).
Целью исследования явилось экспериментальное изучение противопаркипсонического действия фактора роста нервов, сорбированного на поли(бутил)цианоакрилатных наночасгицах, покрытых ПС-80 (ФРН-НЧ-ПС-80)
Задачи исследования:
Разработать состав и технологию получения наносомальной формы ФРН-НЧ-ПС-80, определить размер ПБЦА-НЧ и процент сорбции ФРН на ПБЦА-НЧ.
Определить концентрацию ФРН-НЧ-ПС-80 в сравнении с ФРН в субстанции, ФРН-НЧ, ФРН-ПС-80 и ПБЦА-НЧ плацебо в гомогенатах мозга мышей C57BL/6 методом иммуноферментного анализа.
Исследовать противопаркинсопическое действие ФРН-НЧ-ПС-80 в сравнении с действием ФРН в субстанции, ФРН-НЧ, ФРН-ПС-80 и ПБЦА-НЧ плацебо на поведенческие проявления паркинсонического синдрома (ПС), вызванного нейротоксином МФТП у мышей C57BL/6.
Провести сравнительное изучение антипаркинсонического действия ФРН-НЧ-ПС-80 при введении до и после развития ПС.
Изучить динамику развития ПС (в течение 21 дня), вызванного МФТП у мышей С57В1/6, и выявить особенности эффектов ФРН-НЧ-ПС-80 и гимантана на разных стадиях формирования ПС.
Изучить влияпие ФРН-НЧ-ПС-80 и гимантана на биоэлектрическую активность мозга мышей линии С57В1/6 на различных стадиях формирования ПС, вызванного МФТП.
Научная новизна. Разработан состав и технология получения ФРН на ПБЦА-НЧ, покрытых ПС-80 для системного введения. Установлено, что ПБЦА-НЧ, покрытые ПС-80, обнаруживаются в контакте с сосудистой стенкой, что указывает на их взаимодействие с эндотелием сосудов головного мозга и последующее проникновение в мозг.
Впервые показано, что ФРН-НЧ-ПС-80 при системном введении проникает в мозг мышей С57В1/6 и вызывает достоверное увеличение концентрации ФРН в гомогенатах мозга, тогда как субстанция ФРН, ФРН с ПБЦА-НЧ, ФРН-ПС-80 и ПБЦА-НЧ плацебо при системном введении не вызывают достоверного эффекта. Показано, что ФРН-НЧ-ПС-80 при системном введении оказывает антипаркинсоническое действие на модели МФТП-вызванного ПС у мышей С57В1/6, при этом эффект вещества выявляется как на этапах формирования паркинсонического синдрома (90 мин и 24 часа), так и в отдалённые сроки (через 7 дней и 21 день). Показано, что ФРН-НЧ-ПС-80 оказывает эффект на МФТП-вызванный ПС как при вігутривенном, так и внутрибрюшинном введении. При этом, ФРН-НЧ-ПС-80 (в/в) влияет в наибольшей степени на показатели олигокинезии в открытом поле на первых этапах (90 мин и 24 часа) развития ПС.
Впервые проведён апализ ЭЭГ мышей С57В1/6, получавших МФТП, ФРН-НЧ-ПС-80 или гимантан после МФТП при длительной регистрации (в течение 21 дня) биопотенциалов мозга животных. Анализ электрофизиологических механизмов реализации антипаркинсонического действия ФРН-НЧ-ПС-80 и гимантана на мышах C57BL/6 выявил различия в динамике развития эффектов этих препаратов: активность ФРН-НЧ-ПС-80 более выражена в первые дни, а гимантана через 7 дней после введения нейротоксина.
Научно-практическая значимость. Выполненная работа подтверждает возможность доставки ФРН в мозг с помощью наночастиц при системном
введении. Полученные данные -об антипаркинсоническом действии ФРН, сорбированного на ПБЦА-наночастицах, покрытых ПС-80 при разных путях системного введения и результаты, показывающие эффективность ФРН-НЧ-ПС-80 на различных этапах формирования и стабилизации ПС, свидетельствуют о перспективности разработки ФРН на наночастицах в качестве лекарственного средства для лечения нейродегенеративных заболеваний, в том числе болезни Паркинсона.
Личный вклад автора. Автором самостоятельно изготовлепа лекарственная форма ФРН, сорбированного па ПБЦА-НЧ, покрытых ПС-80 для системного введения и выполнено сё фармакологическое изучение, обработаны результаты, сформулированы выводы.
Апробация диссертации. Результаты работы были доложены на межлабораторных конференциях НИИ фармакологии им. В.В. Закусова, Научно-практической конференции «Высокие технологии в терапии и реабилитации заболеваний нервной системы» (Москва, 2008 год), Международном форуме по напотехнологиям "Rusnanotech" (Москва, 2008), Научно-методической конференции кафедры фармакологии фармацевтического факультета ММА им. И. М. Сеченова (Москва, 2008).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 статей, в том числе 4 статьи - в журналах, входящих в перечень, рекомендованных ВАК РФ и 1 - в зарубежном журнале и 3 тезиса в материалах российских и международных конференций.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 187 страницах машинописного текста и состоит из: введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 4 глав результатов исследования, обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа иллюстрирована 12 таблицами и 65 рисунками. Библиографический указатель включает 48 отечественных и 231 иностранных источников.
