Введение к работе
Актуальность темы
Социальная значимость воспалительных заболеваний растет во всем
мире Это определяет необходимость разработки новых
противовоспалительных препаратов Сложность разработки эффективных и в то же время безопасных средств для лечения воспаления заключается в том, что это поливалентный, весьма динамичный процесс с множеством альтернативных и перекрещивающихся путей, существующих как на уровне внутриклеточных взаимодействий сигнальных каскадов, так и на уровне регуляции продукции медиаторов воспаления (Черешнев, 2002, Руднов, 2006) В соответствие с этим, влияние только на одну мишень патогенеза либо не сопровождается достаточным фармакологическим эффектом, либо вызывает ряд побочных явлений (Schmid-Schonbein, 2006)
На основании вышесказанного современная медицинская наука постулирует необходимость создания новых препаратов, способных регулировать функциональную активность не одной, а многих молекул, участвующих в воспалении (Krakauer, 2004)
Проблемой, стоящей перед фармакологами, является отсутствие на сегодняшний день полного представления о работе всех звеньев сигнальных каскадов, а также функционального значения многих регуляторных молекул, обеспечивающих воспаление Это создает трудности при выборе потенциальных мишеней для новых синтетических субстанций (Aderem, Smith, 2004)
В связи с этим хорошие перспективы имеют препараты, созданные на основе растительного сырья (Пастушенков, Лесиовская, 1995, Darshan, Doreswamy, 2004) Современной науке известно не менее 1200 видов растений, обладающих выраженной фармакологической активностью (Болотина, 2007) Их терапевтическая ценность доказана тысячелетней историей применения и научно обоснована результатами доклинических (Kneglstein et al, 2001, Camacho-Barquero et al, 2007, Kurup et al, 2007) и клинических исследований (Саратиков, Краснов, 2004, Deodhar et al, 1980, Gupta et al, 2001) Анализ механизмов действия некоторых субстанций растительного происхождения показал, что фармакологическая активность природных соединений обусловлена их способностью воздействовать комплексно и изменять активность многих регуляторных белков (Aggarwal et al, 2006) В соответствие с этим определение механизмов действия компонентов растительных препаратов может оказаться полезным не только для их грамотного применения в клинике, но и для раскрытия ключевых регуляторных молекул воспаления
Однако определение фармакологических мишєеієй действия препаратов растительного происхождения, как правило, сопровождается трудностями, связанными с их фармакокинетикой и особенно метаболической трансформацией действующих веществ в организме В результате, изучение механизмов действия природных субстанций in vitro зачастую не дает
корректных результатов и делает актуальным совершенствование методических подходов
В настоящей работе предприняты попытки определения
противовоспалительных свойств и анализа механизма действия нового
оригинального растительного препарата артрофлекс Выбор лекарственного
средства в качестве объекта исследования обусловлен несколькими
предпосылками Во-первых, артрофлекс является комбинированным
препаратом, включающим три широко известных в мировой фитомедицине
компонента экстракт смолы ладанного дерева (Boswellia serrata), экстракт
корней куркумы (Curcuma longa) и экстракт семян сосны кедровой сибирской
(Pinus sibinca) (Александрова и др, 2004) Это дает основание предполагать
наличие у артрофлекса множественности механизмов действия Во-вторых,
предварительные исследования компонентов артрофлекса выявили их высокую
фармакологическую активность, в частности, выраженные
противовоспалительные свойства (Shikov et al, 2005) В-третьих, основные действующие вещества артрофлекса обладают выраженной гидрофобностью и тем самым затрудняют изучение механизмов действия препарата по общепринятым методикам in vitro
Все эти предпосылки с одной стороны позволяют ожидать выраженную фармакологическую активность нового препарата, с другой, говорят о необходимости подбора методов для изучения механизмов его действия
Цель исследования
Оценка противовоспалительных свойств нового растительного препарата артрофлекс и определение основных механизмов его действия
Задачи исследования:
Оценить противовоспалительные свойства препарата артрофлекс на моделях острого (каррагениновый отек), подострого (формалиновый отек) и хронического (адьювантный артрит) воспаления у крыс
Провести сравнительный анализ эффективности артрофлекса с синтетическими препаратами стероидной (преднизолон) и нестероидной (диклофенак, бутадион) природы
Изучить механизмы противовоспалительного действия препарата артрофлекс
а Разработать метод корректной пробоподготовки препарата с целью тестирования его активности в культуре клеток
b Определить влияние на ЛПС-индуцированную продукцию провоспалительных цитокинов фактора некроза опухолей-а (TNFa), интерлейкина-ір (IL-ip) и интерлейкина-6 (IL-6) in vitro
с Подтвердить влияние на ЛПС-индуцированную продукцию TNFa и простагландина Е2 (ex vivo) в крови крыс при однократном пероральном введении препарата (300 мг/кг) животным с оценкой динамики проявления противовоспалительного действия
d Определить влияние на TNFa-индуцированную активацию ядерного
фактора Ш и ЛПС-индуцированнуго активацию митоген-активированных (MAP) протеинкиназ (р38, JNK1/2, ERK1/2) т vitro е Адаптировать метод оценки активации МАР-киназ р38, JNK.1/2, ERK1/2 в органах животных для определения механизма действия растительного препарата т vivo Изучить влияние артрофлекса (300 мг/кг, т vivo) на изменение уровня ЛПС-индуцированной активации МАР-киназ р38, JNK1/2, ERK1/2 в легком, селезенке и костном мозге, а также продукцию TNFot в крови крыс
Определить возможность проявления побочного (ульцерогенного и иммуносупрессорного) действия артрофлекса
Подготовить материалы по изучению противовоспалительных свойств препарата артрофлекс для представления в фармакологический комитет с целью получения разрешения на проведение клинических испытаний
Научная новизна исследования
С использованием современных методов фармакологии и молекулярной биологии впервые проведено комплексное изучение противовоспалительных свойств нового отечественного растительного препарата артрофлекс в сравнении с известными синтетическими средствами стероидной и нестероидной природы Установлено, что артрофлекс оказывает антиэксудативпое, анальгетическое и жаропонижающее действие при остром и подостром воспалениях, а также предотвращает деструкцию хрящевой и костной тканей сустава при хроническом воспалении
Впервые установлено, что противовоспалительное действие проявляется через 0 5 и 4-8 часов после перорального введения препарата крысам
Впервые проведена оценка побочных действий Показано наличие
слабовыраженного ульцерогенного эффекта и отсутствие
иммуносупрессорного действия, что позволяет говорить о преимуществе исследуемого препарата перед синтетическими противовоспалительными средствами
Впервые проведен анализ механизмов противовоспалительного действия артрофлекса Учитывая высокую гидрофобность действующих веществ, разработан метод по подготовке препарата для тестирования его активности в культуре клеток Метод оценки активации МАР-киназ р38, JNK1/2, ERK.1/2 в органах животных адаптирован для определения механизма противовоспалительного действия растительного препарата
В результате исследований in vitro и in vivo получены данные о том, что противовоспалительное действие артрофлекса связано с подавлением индуцированной продукции TNFa, IL-6, IL-ip и PGE2, ингибированием транскрипционной активности ядерного фактора кВ и снижением активации МАР-киназ р38, JNK1/2 и ERK1/2
Научно-практическая значимость
Проведены доклинические испытания, выявившие
противовоспалительные свойства и раскрывающие механизм действия нового отечественного препарата растительного происхождения артрофлекс
Результаты настоящего исследования послужили основанием для подготовки и предоставления материалов по новому отечественному препарату артрофлекс для регистрации в ФГУ "НЦЭСМП" Росздравнадзора МЗ и СР РФ
Модифицированный и апробированный нами метод определения влияния препаратов природного происхождения на ЛПС-индуцированную активацию МАР-киназ р38, JNK1/2 и ERK.1/2 в органах крыс при их пероралыюм введении используется при изучении механизмов действия целого ряда других фармакологических субстанций
Основные положения, выносимые на защиту:
Артрофлекс оказывает выраженное противовоспалительное действие в дозе 250-300 мг/кг у крыс По эффективности противовоспалительное действие артрофлекса сопоставимо с таковым синтетических стероидных (преднизолон, 10 мг/кг) и нестероидных (бутадион (56 мг/кг), диклофенак натрия (8 мг/кг)) противовоспалительных препаратов При этом он оказывает менее выраженный ульцерогенный эффект и не проявляет иммуносупрессорного действия
В исследованиях ш vitro, ex vivo и in vivo показано, что механизм противовоспалительного действия артрофлекса связан с ингибированием ЛПС-индуцировашюй продукции провоспалительных цитокинов TNFa, IL-6 и IL-lp и метаболита арахидоновой кислоты PGE2
Противовоспалительное действие артрофлекса реализуется через регуляцию активации МАР-киназ р38, JNK1/2 и ERK.1/2, а также ядерного фактора Ш
Апробация работы
Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на международной конференции «Биологические мишени для действия лекарственных препаратов нового поколения Перспективы интеграции российских ученых в международную кооперацию» (Химки, 2006), X Международном съезде «Актуальные проблемы создания новых лекарственных препаратов природного происхождения» (Санкт-Петербург, 2006), Всероссийской конференции молодых ученых, посвященных памяти профессора Н Н Кеворкова «Иммунитет и аллергия от эксперимента к клинике» (Пермь, 2006), 54th annual congress on medical plant research (Helsinki, Finland, 2006), Oxygen club of California «Oxidants and antioxidants m biology» (Santa Barbara, California, 2006), «Политехническом симпозиуме Молодые ученые - промышленности Северо-Западного региона» (Санкт-Петербург, 2006), международной конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация» (Пущино, 2007), Nordic Natural Products Conference (Sankt
Helene, Denmark, 2007), VIII конгрессе «Современные проблемы аллергологии, иммунологии и иммунофармакологии» (Москва, 2007)
Публикации
По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ
Объем и структура диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, пяти глав, содержащих результаты экспериментальных исследований и их обсуждение, заключение, выводов, списка литературы и двух приложений Работа изложена на 157 страницах машинописного текста, иллюстрирована таблицами, схемами и рисунками Список литературы включает 225 источников
Похожие диссертации на Противовоспалительные свойства нового растительного препарата артрофлекс и анализ механизма его действия
