Введение к работе
Актуальность работы
В последние годы все больше возрастает интерес к препаратам
рекомбинантных цитокинов. Это обусловлено не только прогрессом в
области получения и очистки препаратов индивидуальных цитокинов, но
и высокой эффективностью цитокинотерапии, которая в ряде случаев
является единственно возможным способом достичь реального
клинического эффекта. В настоящее время применяются (или проходят
клиническую апробацию) рекомбинантные IFN - а,- р* и -у, рекомбинантные
IL-1, IL -2, IL - 4, IL-10, IL -12, гематопоэтические факторы (IL-3, GM-CSF,
эритропоэтин, тромбопоэтин). Цитокины применяются как средства
пассивной иммунотерапии злокачественных опухолей, противовирусные
средства, препараты иммунореставрирующей, иммунокорригирующей,
либо иммунозаместительной терапии [Симбирцев, 2002; Rouveix, Giroud,
2000; Jonasch, Haluska, 2001]. Цитокины участвуют в сложной цепи нейро-
иммунно-эндокринной регуляции и являются биологически-активными
веществами с плейотропным действием на организм. Поэтому их введение,
помимо основного иммунотропного фармакологического эффекта,
неизбежно сопровождается побочным действием - изменением
функциональной активности других систем организма - нервной,
эндокринной, сердечно-сосудистой [Симбирцев, 2002; Черешнев и соавт.,
2002; Turnbull, Rivier С, 1999; Jonasch, Haluska, 2001]. Большинство
провоспалительных цитокинов угнетают цитохром Р450-зависимые
монооксигеназы гепатоцитов - ключевой ферментной системы,
участвующей в биотрансформации и детоксикации низкомолекулярных
чужеродных химических соединений (ксенобиотиков), а также в
биотрансформации эндогенных липофильных биорегуляторных молекул
(стероидов, производных арахидоновой кислоты, ретиноидов). Это
биологическое действие цитокинов является отражением их участия в
сложной регуляции механизмов гомеостаза при активации иммунной
системы - "иммунном стрессе" [Сибиряк, Сергеева, 1998; Сибиряк, 2003;
Сибиряк и соавт., 2003; Morgan, 1997; 2001; Morgan et al., 1998]. Нарушение
фармакометаболизирующей функции печени на фоне цитокинотерапии и
иммуностимуляции существенно изменяет фармакокинетику и
фармакодинамику совместно вводимых лекарственных препаратов
[Сибиряк, Алехин, 1990; Сибиряк, Красилова, 1995; Hasler et al., 1999;
Rouveix, Giroud, 2000]. Этот факт особенно важен в условиях комплексной
химиотерапии рака. Не менее существенным представляется и то, что
цитокины изменяют активность стероидогенных изоформ цитохрома Р450
[Herrmann et al., 2002]. П'ос. националы^*,
Наибольшее число экспериментальных исследований и клинических наблюдений посвящено гепатотропным эффектам рекомбинантных интерферонов [Renton, Knickle, 1989; Moochhala, Lee, 1991; Craig et al., 1993; Okuno et al., 1993; Islam et al., 2002]. Убедительно аргументировано, что депрессия цитохром Р450-зависимых монооксигеназ при развитии инфекций, остром воспалении, введении бактериальных полисахаридов реализуется через провоспалительные цитокины - IL-1, TNF, IL-6. В то же время, влияние рекомбинантных цитокинов на монооксигеназную систему гепатоцитов изучено, в подавляющем большинстве работ, в системе in vitro. Исследования, оценивающие гепатотропные эффекты цитокинов при их непосредственном введении не столь многочисленны и есть сведения о неоднозначном влиянии цитокинов на разные изоформы цитохрома Р450 [Muntane-Relat et al., 1995; Barclay et al., 1999]. Практически отсутствуют исследования влияния рекомбинантных цитокинов на активность цитохром Р450-зависимых монооксигеназ в других тканях. В частности, это касается почек, вклад которых в системную биотрансформацию ксенобиотиков и эндобиотиков весьма существенен [Lohr et al., 1998]. Все изложенное выше и определило цель проводимой работы.
Цель исследования:
Оценить влияние человеческого рекомбинантного IL-ip (беталейкина, rIL-ip) на цитохром Р450-зависимую монооксигеназную систему печени и почек в экспериментальных условиях.
Задачи исследования:
-
Изучить специфический гематопоэтический эффект беталейкина у крыс при его введении в различных дозах, определить среднеэффективную дозу препарата и его влияние на клеточный состав и пролиферативную активность спленоцитов и тимоцитов.
-
Изучить влияние беталейкина при его введении в различных дозах на гистологическую структуру печени.
-
Изучить влияние беталейкина (рекомбинантного IL-ip) на конституитивную активность цитохром Р450-зависимых монооксигеназ печени.
4. Изучить влияние беталейкина (рекомбинантного IL-ip) на
конституитивную активность цитохром Р450-зависимых монооксигеназ
почек.
5. Изучить влияние беталейкина (рекомбинантного IL-lp) на
активность цитохром Р450-зависимых монооксигеназ печени и почек в
условиях использования индукторов цитохром Р450-зависимых
монооксигеназ.
Научная новизна
Впервые проведено изучение влияния отечественного препарата человеческого рекомбинантного IL-ip - беталейкина на гистологическую структуру печени и цитохром Р450-зависимую монооксигеназную систему печени и почек во взаимосвязи со специфическим иммуно-гематотропным эффектом препарата в экспериментальных условиях у крыс.
Установлено, что беталейкин вызывает доза-зависимые изменения гистологической структуры печени воспалительно-дистрофического характера, не сопровождающиеся явлениями цитолиза, а в малых дозах индуцирует пролиферацию купферовских клеток и гепатоцитов.
Обнаружено, что беталейкин изменяет конституитивную активность цитохром Р450-зависимой монооксигеназной системы печени и почек. Характер влияния беталейкина на монооксигеназные активности, реализуемые изоформами цитохрома Р450 различных подсемейств (CYP1A, CYP2B, CYP2C, CYP2E, CYP3A) неодинаков, зависит от дозы и режима введения и характеризуется тканеспецифичностью. В зависимости от дозы и режима введения беталейкин угнетает, или не влияет на CYP1A-зависимую этоксирезоруфин-7-деэтилазную (ЭРОД) активность, (CYP1A, CYP2B, СУЗА)-зависимую бензилоксирезоруфин-7-дебензилазную (БРОД) активность, СУР2С-зависимую дибензилфлюоресцеин-дебензилазную (ДБФД) активность, CYP2E1-зависимую р-нитрофенол-гидроксилазную (ПНФГ) активность, но при однократном введении способен вызвать индукцию СУРЗА-зависимой эритромицин-М-деметилазной (ЭРНД) активности в печени и в почках. Установлено, что трехкратное ежедневное введение беталейкина в среднеэффективной дозе нивелирует как иммунотропные эффекты препарата, так и его влияние на монооксигеназную систему.
Впервые изучена динамика изменения конститутивных активностей в печени и в почках после однократного введения беталейкина в сопоставлении с его иммунотропным и нейроэндокринным эффектом и обнаружено, что индукция СУРЗА-зависимой ЭРНД активности после введения IL-1 может быть следствием усиления эмиссии глюкокортикоидов и отражает механизмы регуляции гомеостаза при иммунном стрессе.
Впервые изучено влияние беталейкина на уровень цитохрома Р450 и монооксигеназные активности на фоне индукции цитохром Р450-зависимых монооксигеназ соединениями с различным механизмом индукции -р-нафтофлавоном и пиридином. Обнаружено, что использумые соединения отличаются по спектру индуцируемых изоформ в печени и в почках. Установлено, что беталейкин при введении в среднеэффективной дозе способен снижать интенсивность индукции некоторых цитохром Р450-
зависимых монооксигеназ как на фоне b-нафтофлавона, так и на фоне пиридина, причем монооксигеназы печени более чувствительны к его депримирующему действию. Трехкратное введение беталейкина нивелирует его влияние на индуцируемые изоформы цитохрома Р450.
Научно-практическая значимость работы
Полученные данные способствуют расширению знаний о цитокиновой регуляции цитохром Р450-зависимых монооксигеназ и биотрансформации ксенобиотиков и метаболизирующихся цитохромом Р450 эндобиотиков, а также углубляют понимание механизмов регуляции гомеостаза при инфекции и "иммунном стрессе". Результаты работы свидетельствуют, что рекомбинантный IL-ip (беталейкин) характеризуется гепатотропным эффектом, в эффективных дозах изменяет морфо-функциональное состояние печени и фармакометаболизирующую функцию печени и почек. Это необходимо учитывать при проведении комплексной фармакотерапии, поскольку назначение различных лекарственных препаратов на фоне беталейкина может изменить их фармакокинетику и, как следствие, фармакодинамику и токсичность. Полученные сведения о влиянии беталейкина на те или иные изоформы цитохрома Р450 в печени и почках могут быть использованы для прогнозирования характера изменения биотрансформации лекарственных препаратов. Все это в комплексе позволяет оптимизировать комплексную фармакотерапию с использованием рекомбинантного IL-1.
Внедрение результатов исследования
Материалы диссертационной работы внедрены в учебный процесс при чтении лекций и проведении практических занятий по фармакологии на кафедрах фармакологии Башкирского государственного медицинского университета (БГМУ), Челябинской государственной медицинской академии (ЧелГМА), разработанные автором методические подходы используются в работе отдела иммунологии и иммунофармакологии Всероссийского центра глазной и пластической хирургии МЗ РФ.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Человеческий рекомбинантный IL-ip (Беталейкин, rIL-ip) у крыс проявляет выраженное иммуно-гематотропное действие, обеспечивая стимуляцию гранулоцитопоэза, модуляцию пролиферативной активности спленоцитов и тимоцитов и апоптоза тимоцитов, и проявляет системный нейро-эндокринный эффект, усиливая эмиссию кортикостерона. Среднеэффективная доза гематопоэтического эффекта беталейкина у крыс (EDJ0) составляет 6.5 х 105 ед./кг.
-
Беталейкин, при введении крысам вызывает доза-зависимые изменения гистологической структуры печени воспалительно-дистрофического характера
и нарушает фармакометаболизирующую функцию печени и почек, изменяя активность цитохром Р450-зависимой монооксигеназной системы, как у интактных крыс (конституитивные монооксигеназные активности), так и на фоне индукторов цитохром Р450-зависимых монооксигеназ.
3. Характер и направленность влияния беталейкина на конституитивные и индуцированные цитохром Р450-зависимые монооксигеназные активности, реализуемые различными подсемействами цитохрома Р450 (CYP1A, CYP2B, CYP2C, CYP2E и CYP3A), неоднозначны и зависят от дозы препарата, режима его введения, характера индуктора цитохром Р450-зависимых монооксигеназ и тканеспецифичны в печени и почках. Беталейкин при однократном введении способен вызвать как ингибицию, так и индукцию цитохром Р450-зависимых монооксигеназ.
Апробация работы
Основные результаты работы доложены на научных конференциях: "Дни иммунологии в Санкт-Петербурге - 2003" (Спб., 2003), Ш-м съезде иммунологов Урала (Челябинск, 2003), XI Российский национальный конгресс «Человек и лекарство» (Москва, 2004); Объединенном иммунологическом Форуме (Екатеринбург, 2004).
Публикации
По материалам диссертационной работы опубликовано 7 работ.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 169 страницах, иллюстрирована 26 таблицами и 26 рисунками. Она состоит из введения, обзора литературы, раздела, отражающего результаты собственных исследований и их обсуждения, выводов. Список литературы включает 370 источников (76 отечественных и 294 зарубежных).
