RU2538613C2 - Интерлейкин-10, его применение и композиция на его основе для лечения нейродегенеративных процессов в мозге - Google Patents
Интерлейкин-10, его применение и композиция на его основе для лечения нейродегенеративных процессов в мозге Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538613C2 RU2538613C2 RU2012143450/15A RU2012143450A RU2538613C2 RU 2538613 C2 RU2538613 C2 RU 2538613C2 RU 2012143450/15 A RU2012143450/15 A RU 2012143450/15A RU 2012143450 A RU2012143450 A RU 2012143450A RU 2538613 C2 RU2538613 C2 RU 2538613C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hypoxia
- brain
- episodes
- neurons
- inflammatory
- Prior art date
Links
- 102000003814 Interleukin-10 Human genes 0.000 title claims abstract description 92
- 108090000174 Interleukin-10 Proteins 0.000 title claims abstract description 92
- 229940076144 interleukin-10 Drugs 0.000 title claims abstract description 77
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 title description 37
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title description 7
- 230000004770 neurodegeneration Effects 0.000 title description 7
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 claims abstract description 68
- 230000007954 hypoxia Effects 0.000 claims abstract description 60
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 claims abstract description 28
- 230000002920 convulsive effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 208000014674 injury Diseases 0.000 claims abstract description 15
- 208000028867 ischemia Diseases 0.000 claims abstract description 12
- 208000029028 brain injury Diseases 0.000 claims abstract description 6
- 230000000626 neurodegenerative effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000008733 trauma Effects 0.000 claims description 10
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 8
- 230000006931 brain damage Effects 0.000 claims description 3
- 231100000874 brain damage Toxicity 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 28
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 13
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 11
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 40
- 238000011161 development Methods 0.000 description 27
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 26
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 26
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 25
- 210000001320 hippocampus Anatomy 0.000 description 24
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 22
- 230000000770 proinflammatory effect Effects 0.000 description 18
- 230000001535 kindling effect Effects 0.000 description 16
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 13
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 13
- 206010010904 Convulsion Diseases 0.000 description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 210000001130 astrocyte Anatomy 0.000 description 10
- 210000000274 microglia Anatomy 0.000 description 10
- WOVKYSAHUYNSMH-RRKCRQDMSA-N 5-bromodeoxyuridine Chemical compound C1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)C(Br)=C1 WOVKYSAHUYNSMH-RRKCRQDMSA-N 0.000 description 9
- 230000000324 neuroprotective effect Effects 0.000 description 9
- 206010001497 Agitation Diseases 0.000 description 8
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 8
- 230000001787 epileptiform Effects 0.000 description 8
- 230000000971 hippocampal effect Effects 0.000 description 8
- 230000001146 hypoxic effect Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 210000004958 brain cell Anatomy 0.000 description 7
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 7
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 6
- 230000003542 behavioural effect Effects 0.000 description 6
- 208000015122 neurodegenerative disease Diseases 0.000 description 6
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 6
- 230000008756 pathogenetic mechanism Effects 0.000 description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 102000004887 Transforming Growth Factor beta Human genes 0.000 description 5
- 108090001012 Transforming Growth Factor beta Proteins 0.000 description 5
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000006020 chronic inflammation Effects 0.000 description 5
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 5
- 230000034994 death Effects 0.000 description 5
- 210000001947 dentate gyrus Anatomy 0.000 description 5
- 210000005110 dorsal hippocampus Anatomy 0.000 description 5
- 230000002397 epileptogenic effect Effects 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 5
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 210000004498 neuroglial cell Anatomy 0.000 description 5
- ZRKFYGHZFMAOKI-QMGMOQQFSA-N tgfbeta Chemical compound C([C@H](NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)CNC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](N)CCSC)C(C)C)[C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(O)=O)C1=CC=C(O)C=C1 ZRKFYGHZFMAOKI-QMGMOQQFSA-N 0.000 description 5
- 108060008682 Tumor Necrosis Factor Proteins 0.000 description 4
- 102000000852 Tumor Necrosis Factor-alpha Human genes 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000002158 endotoxin Substances 0.000 description 4
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 229920006008 lipopolysaccharide Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 210000001176 projection neuron Anatomy 0.000 description 4
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 4
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 4
- 231100000241 scar Toxicity 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 4
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 4
- 208000023275 Autoimmune disease Diseases 0.000 description 3
- 101000720704 Homo sapiens Neuronal migration protein doublecortin Proteins 0.000 description 3
- 102000000589 Interleukin-1 Human genes 0.000 description 3
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 3
- 102100025929 Neuronal migration protein doublecortin Human genes 0.000 description 3
- 206010061334 Partial seizures Diseases 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000000141 anti-hypoxic effect Effects 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 208000037976 chronic inflammation Diseases 0.000 description 3
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 3
- 206010015037 epilepsy Diseases 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 244000144993 groups of animals Species 0.000 description 3
- 230000001709 ictal effect Effects 0.000 description 3
- 230000002519 immonomodulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 3
- 238000003364 immunohistochemistry Methods 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 230000028709 inflammatory response Effects 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- 230000002109 interictal effect Effects 0.000 description 3
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 3
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 3
- 230000004766 neurogenesis Effects 0.000 description 3
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 3
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000001228 trophic effect Effects 0.000 description 3
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 description 2
- 108010082786 Interleukin-1alpha Proteins 0.000 description 2
- 102000004889 Interleukin-6 Human genes 0.000 description 2
- 208000032382 Ischaemic stroke Diseases 0.000 description 2
- 208000012902 Nervous system disease Diseases 0.000 description 2
- 208000025966 Neurological disease Diseases 0.000 description 2
- 208000018737 Parkinson disease Diseases 0.000 description 2
- 241000700157 Rattus norvegicus Species 0.000 description 2
- 239000012891 Ringer solution Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000001961 anticonvulsive agent Substances 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- YZXBAPSDXZZRGB-DOFZRALJSA-N arachidonic acid Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCC(O)=O YZXBAPSDXZZRGB-DOFZRALJSA-N 0.000 description 2
- 206010008118 cerebral infarction Diseases 0.000 description 2
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 2
- 230000003920 cognitive function Effects 0.000 description 2
- 210000003520 dendritic spine Anatomy 0.000 description 2
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 2
- 210000002889 endothelial cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000008579 epileptogenesis Effects 0.000 description 2
- 230000003492 excitotoxic effect Effects 0.000 description 2
- 231100000063 excitotoxicity Toxicity 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 230000007996 neuronal plasticity Effects 0.000 description 2
- 230000001067 neuroprotector Effects 0.000 description 2
- 231100000189 neurotoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002887 neurotoxic effect Effects 0.000 description 2
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940021182 non-steroidal anti-inflammatory drug Drugs 0.000 description 2
- 210000004248 oligodendroglia Anatomy 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229940094443 oxytocics prostaglandins Drugs 0.000 description 2
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 2
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 description 2
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 2
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 2
- 150000003180 prostaglandins Chemical class 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 2
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 2
- 230000000946 synaptic effect Effects 0.000 description 2
- 229940124597 therapeutic agent Drugs 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000013455 Amyloid beta-Peptides Human genes 0.000 description 1
- 108010090849 Amyloid beta-Peptides Proteins 0.000 description 1
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 201000006474 Brain Ischemia Diseases 0.000 description 1
- 229940127291 Calcium channel antagonist Drugs 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 1
- 206010008111 Cerebral haemorrhage Diseases 0.000 description 1
- 206010008120 Cerebral ischaemia Diseases 0.000 description 1
- 206010009346 Clonus Diseases 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 208000031886 HIV Infections Diseases 0.000 description 1
- 108010002352 Interleukin-1 Proteins 0.000 description 1
- 102000004551 Interleukin-10 Receptors Human genes 0.000 description 1
- 108010017550 Interleukin-10 Receptors Proteins 0.000 description 1
- 108090001005 Interleukin-6 Proteins 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- 108700018351 Major Histocompatibility Complex Proteins 0.000 description 1
- 239000004909 Moisturizer Substances 0.000 description 1
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 102000004722 NADPH Oxidases Human genes 0.000 description 1
- 108010002998 NADPH Oxidases Proteins 0.000 description 1
- 102000008299 Nitric Oxide Synthase Human genes 0.000 description 1
- 108010021487 Nitric Oxide Synthase Proteins 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 208000037581 Persistent Infection Diseases 0.000 description 1
- 206010057249 Phagocytosis Diseases 0.000 description 1
- 102000004005 Prostaglandin-endoperoxide synthases Human genes 0.000 description 1
- 108090000459 Prostaglandin-endoperoxide synthases Proteins 0.000 description 1
- 208000006011 Stroke Diseases 0.000 description 1
- 238000000692 Student's t-test Methods 0.000 description 1
- 102000003978 Tissue Plasminogen Activator Human genes 0.000 description 1
- 108090000373 Tissue Plasminogen Activator Proteins 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000010398 acute inflammatory response Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 1
- 238000000540 analysis of variance Methods 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002059 anti-epileptogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002260 anti-inflammatory agent Substances 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 239000003443 antiviral agent Substances 0.000 description 1
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 229940114079 arachidonic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000021342 arachidonic acid Nutrition 0.000 description 1
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003719 b-lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008499 blood brain barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 210000001218 blood-brain barrier Anatomy 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 201000008247 brain infarction Diseases 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 239000000480 calcium channel blocker Substances 0.000 description 1
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 1
- 210000000748 cardiovascular system Anatomy 0.000 description 1
- 230000005779 cell damage Effects 0.000 description 1
- 208000037887 cell injury Diseases 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 208000015114 central nervous system disease Diseases 0.000 description 1
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 1
- 230000001055 chewing effect Effects 0.000 description 1
- 230000012085 chronic inflammatory response Effects 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- 239000003479 dental cement Substances 0.000 description 1
- 230000000881 depressing effect Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 1
- 210000001951 dura mater Anatomy 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000001037 epileptic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002964 excitative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004060 excitotoxin Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 208000028316 focal seizure Diseases 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 235000021474 generally recognized As safe (food) Nutrition 0.000 description 1
- 235000021473 generally recognized as safe (food ingredients) Nutrition 0.000 description 1
- 230000002518 glial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003862 glucocorticoid Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229930195712 glutamate Natural products 0.000 description 1
- 239000003825 glutamate receptor antagonist Substances 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 1
- 210000004295 hippocampal neuron Anatomy 0.000 description 1
- 239000000710 homodimer Substances 0.000 description 1
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 1
- 239000002955 immunomodulating agent Substances 0.000 description 1
- 229940121354 immunomodulator Drugs 0.000 description 1
- 230000004957 immunoregulator effect Effects 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 239000012678 infectious agent Substances 0.000 description 1
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000015788 innate immune response Effects 0.000 description 1
- 229940100601 interleukin-6 Drugs 0.000 description 1
- 108010088383 interleukin-6 receptor alpha Proteins 0.000 description 1
- 230000031146 intracellular signal transduction Effects 0.000 description 1
- 208000020658 intracerebral hemorrhage Diseases 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 210000003140 lateral ventricle Anatomy 0.000 description 1
- 230000008752 local inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 210000002540 macrophage Anatomy 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 210000001259 mesencephalon Anatomy 0.000 description 1
- 230000000394 mitotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001333 moisturizer Effects 0.000 description 1
- 229940105631 nembutal Drugs 0.000 description 1
- 210000000478 neocortex Anatomy 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 230000016273 neuron death Effects 0.000 description 1
- 239000004090 neuroprotective agent Substances 0.000 description 1
- 239000002858 neurotransmitter agent Substances 0.000 description 1
- 239000002547 new drug Substances 0.000 description 1
- 239000012740 non-selective inhibitor Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000000242 pagocytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007310 pathophysiology Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- WEXRUCMBJFQVBZ-UHFFFAOYSA-N pentobarbital Chemical compound CCCC(C)C1(CC)C(=O)NC(=O)NC1=O WEXRUCMBJFQVBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002304 perfume Substances 0.000 description 1
- 210000001428 peripheral nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 230000008782 phagocytosis Effects 0.000 description 1
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 description 1
- 229940127557 pharmaceutical product Drugs 0.000 description 1
- 239000008196 pharmacological composition Substances 0.000 description 1
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 1
- 230000004983 pleiotropic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000216 proconvulsive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008741 proinflammatory signaling process Effects 0.000 description 1
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011321 prophylaxis Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000003304 psychophysiological effect Effects 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 230000019491 signal transduction Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000008174 sterile solution Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 230000003637 steroidlike Effects 0.000 description 1
- 150000003431 steroids Chemical class 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007910 systemic administration Methods 0.000 description 1
- 229940037128 systemic glucocorticoids Drugs 0.000 description 1
- -1 that is Substances 0.000 description 1
- RZWIIPASKMUIAC-VQTJNVASSA-N thromboxane Chemical compound CCCCCCCC[C@H]1OCCC[C@@H]1CCCCCCC RZWIIPASKMUIAC-VQTJNVASSA-N 0.000 description 1
- 229960000187 tissue plasminogen activator Drugs 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области медицины и фармации и касается применения интерлейкина-10 для лечения нейродегенеративных повреждений мозга, вызванных гипоксией/ишемией, судорожной активностью нейронов и механической травмой. 4 пр., 10 ил.
Description
Область применения
Изобретение относится к использованию антивоспалительного цитокина интерлейкина-10 (ИЛ-10) у больных с нейродегенеративными нарушениями, вызванными гипоксией, ишемией, судорожной активностью, механической травмой. Изобретение также относится к фармакологической композиции, содержащей интерлейкин-10.
Уровень техники
Одной из главных задач нейрофармакологии является разработка нового класса лекарственных средств, которые в отличие от ныне существующих препаратов, узконаправленного действия, обладали бы широким спектром своего лечебного воздействия. Известно, что различные по своей этиологии нейродегенеративные процессы в мозге, вызванные, в частности, ишемией/гипоксией, судорожной активностью, механической травмой, инфекциями, такими заболеваниями ЦНС, как болезни Паркинсона и Альцгеймера, а также аутоиммунными заболеваниями, характеризуются рядом сходных патогенетических механизмов, включающих локальную активацию микроглии и астроцитов, повышенную продукцию потенциально нейротоксических провоспалительных цитокинов, воспалительный ответ, активацию иммунной системы, экзитотоксичность и гипервозбудимость нейронов (Gendelman H.E. J. of NeuroVirology, 2002, v. 8, 474-479; Qian L., Block M.L., J. of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 2006, v. 319, 44-52; Gupta Y.K. and Chauhan A. Indian J. Medical Research, 2011, v. 133, 15-26; Li G., Bauer S., Nowak M., J. of Seizure, 2011, v. 20, 249-256; Yirmiya R., Goshen I. Brain, Behavior, and Immunity, 2011, v. 25, 181-213). Острый воспалительный ответ рассматривается как механизм врожденного иммунитета, который направлен на защиту организма от повреждающих воздействий. Однако при хроническом воспалении макрофаги иммунной системы выделяют в области повреждения токсические вещества, включающие провоспалительные цитокины и свободные радикалы кислорода, которые приводят к разрушению клеток в поврежденной области мозга. Для прерывания такого хронического воспалительного процесса в разных тканях организма существуют разные механизмы регуляции воспалительного ответа, ключевую роль в которых играют антивоспалительные цитокины, обладающие одновременно иммуномодулирующими, антивоспалительными и трофическими функциями. Известно, что ЦНС, являющаяся иммуннопривилегированной областью, изолирована от клеток и медиаторов иммунной системы с помощью гематоэнцефалического барьера. Тем не менее выяснилось, что она содержит свои собственные иммуннорегуляторные клетки, включающие эндотелиальные клетки, микроглию, астроциты и олигодендроциты (Gendelman H.E. J. of NeuroVirology, 2002, v. 8, 474-479). Особую роль здесь играют микроглия и астроциты, которые оказывают как повреждающее, так и нейропротектирующее действие при реализации воспалительного ответа в локальной области мозга. В норме глиальные клетки способны процессировать антигены, экспрессировать молекулы главного комплекса гистосовместимости классов I и II, регулировать продукцию и захват экзитотоксинов, секретировать про- и антивоспалительные цитокины. Эти клетки активируются стимулами окружающей среды и участвуют в процессах нейрональной пластичности, формировании памяти и нейрогенезе (Yirmiya R., Goshen I. Brain, Behavior, and Immunity, 2011, v. 25, 181-213). Однако в условиях, когда иммунная система активируется ишемией/гипоксией, судорожной активностью нейронов, механической травмой или инфекциями, также как и сильным психофизиологическим стрессом, микроглия и астроциты изменяют свою морфологию и функциональные свойства и начинают продуцировать большие количества потенциально нейротоксических провоспалительных цитокинов, что приводит к нарушению процессов нейрональной пластичности, формирования памяти, нейрогенеза и в конечном итоге гибели центральных нейронов. Согласно современным представлениям повреждающие эффекты вышеназванных патогенных стимулов опосредованы провоспалительными цитокинами, продуцируемыми резидентными клетками мозга, прежде всего микроглией и астроцитами (Rothwell N.J. J. of Physiology, 1999, v. 514.1, 3-17). Известно, что индуцируемая провоспалительными цитокинами гибель нейронов мозга может быть опосредована следующими патогенетическими механизмами: 1. активацией фагоцитарной NADPH оксидазы (РНОХ), обнаруженной в микроглии, 2. активацией индуцибельной формы синтазы оксида азота (iNOS) в глии и 3. фагоцитозом нейронов микроглией.
При повреждениях мозга, связанных с такими нейродегенеративными заболеваниями, как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, аутоиммунные заболевания, а также при механической травме, гипоксии/ишемии или инфекциях, экспрессия таких провоспалительных цитокинов, как интерлейкин-1, интерлейкин-6 и фактор некроза опухоли-альфа, в мозге резко возрастает, что может приводить к развитию хронического воспалительные ответа и последующей гибели клеток мозга (Rothwell N.J. J. of Physiology, 1999, v. 514.1, 3-17).
Ишемия/гипоксия
Известно, что патогенетические механизмы нейродегенеративных заболеваний мозга имеют мультифакторный характер. Например, во время ишемического инсульта повреждение клеток мозга происходит в три фазы: 1 фаза связана с прерыванием кровообращения и обеспечения клеток кислородом и питательными веществами; 2 фаза обусловлена массивным высвобождением возбуждающего нейромедиатора глутамата (экзитотоксичность) и 3 фаза гибели связана с хроническим воспалением, индуцируемым высвобождением провоспалительных цитокинов.
В обзоре Gupta Y.K. and Chauhan A. Indian J. Medical Research, 2011, v. 133, 15-26, отмечается, что до настоящего времени клинические испытания различных нейроактивных веществ как нейропротекторов при ишемии/гипоксии, а было протестировано большое число терапевтических агентов, включая антагонисты рецепторов глутамата, блокаторы кальциевых каналов, антиоксидантов и т.д., не дали результатов. К настоящему времени из новых препаратов за рубежом одобрен только рекомбинантный активатор тканевого плазминогена (rtPA) для лечения ишемического инсульта. Недостатком rtPA является то, что лечение им имеет узкое терапевтическое окно (около 3 часов) и повышает риск внутримозговых кровоизлияний. Однако отмечается, что использование в качестве нейропротекторов антивоспалительных веществ может быть многообещающим. Это заключение подтверждается, в частности, на моделях фокальной ишемии на крысах, где было обнаружено, что антивоспалительный цитокин ИЛ-10, введенный в латеральный желудочек мозга или хвостовую вену, редуцировал зону инфаркта мозга посла окклюзии правой срединной артерии (Spera P.A., Ellison J.A., Nauroscience Letters, 1998, v. 251(3), 189-192). Кроме того, было показано что, повышенная экспрессия ИЛ-10 повышает сопротивляемость клеток мозга мышей к фокальной ишемии мозга.
Судорожные расстройства
Известно, что гипоксия/ишемия, механическая травма и инфекции, индуцирующие в мозге локальные воспалительные процессы и процессы апоптоза, часто приводят к последующему развитию судорожной активности в нейронах, что, в свою очередь, повышает риск у человека заболевания эпилепсиями (Ravizza Т., Balosso S., Vezzani A. Neuroscience Letters, 2011, DOL10.1016 / J. neulet. 2011.02.040; Fiala M., Avagyan H., Merino J.J., Pathophysiology, 2012, DOI: 1016/ J.pathophys. 2012.02.003). Эти наблюдения указывают на то, что такие медиаторы воспалительных процессов, как провоспалительные цитокины, принимают участие в механизмах эпилептогенеза. Известны две линии доказательств участия провоспалительных цитокинов в механизмах эпилептогенеза: 1. во время индукции судорожной активности в локальных областях мозга уровень этих иммуномодуляторов возрастает и 2. фармакологическая блокада специфических провоспалительных сигнальных каскадов в клетках мозга оказывает антиэпилептогенное действие (Ravizza Т., Balosso S., Neuroscience Letters, 2011, DOI:10.1016 / J. neulet. 2011.02.040). По мнению некоторых авторов, хроническое воспаление является фундаментальным механизмом хронической эпилепсии (Rodgers K.M., Hutchinson M.R., J. of Brain, 2009, v. 132, 2478-2486). Надо отметить, что в настоящее время все существующие антиэпилептические средства направлены на устранение симптомов заболевания, а не самих патогенетических механизмов, лежащих в их основе. Имеются основания считать, что фармакологическая блокада воспалительных процессов в мозге может быть ключом к созданию нового класса антиэпилептических препаратов, направленных на устранение развития патогенетических механизмов эпилепсии.
Механическая травма
Механическое повреждение нейронов центральной и периферической нервной системы сопровождается повышением экспрессии таких провоспалительных цитокинов, как ИЛ-1 и фактор некроза опухоли-альфа (Knoblach S.M., Faden A.I., Experimental Neurology, 1998, v. 153(1), 143-151; Sawada Т., Sano M., Neuroscience Letters, 2007, v. 417, 55-60). Причем антивоспалительный цитокин ИЛ-10, введенный как до, так и после травмы, оказывает явно выраженное нейропротектирующее действие.
Инфекции
Локальное приложение липополисахарида (компонента оболочки грамотрицательных бактерий), имитирующее реакцию центральной нервной системы на инфекционный агент, к неокортексу мозга крысы приводило к развитию эпилептиформной активности в области введения (Rodgers K.M., Hutchinson M.R., Brain, 2009, v. 132, 2478-2486). Причем этот проконвульсивный ответ был опосредован рецепторами к провоспалительному цитокину ИЛ-1. Липополисахарид вызывает также гибель нейронов в первичной нейроглиальной культуре клеток среднего мозга, индуцируя продукцию провоспалительного цитокина фактора некроза опухоли-альфа (Qian L., Block M.L., J. of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 2006, v. 319, 44-52). Антивоспалительный цитокин ИЛ-10 (3-30 нг / мл) оказывает нейропротектирующее действие на вызванную липополисахаридом гибель нейронов.
Используемые в настоящее время в клинике стероидные и нестероидные противовоспалительные препараты имеют ряд существенных недостатков при лечении нейродегенеративных заболеваний мозга. Так, такие стероидные препараты, как гюкокортикоиды, при их хроническом применении сами по себе оказывают повреждающее действие на нейроны и нарушают когнитивные функции мозга. Показано, что гюкокортикоиды ухудшают выживаемость нейронов ЦНС после ишемии, механической травмы, судорожной активности, HIV-1 инфекции и токсического действия бета-амилоида (Gendelman H.E. J. of NeuroVirology, 2002, v. 8, 474-479). Нестероидные противовоспалительные препараты также имеют ряд существенных недостатков при лечении нейродегенеративных заболеваний мозга. Большинство препаратов этой группы являются неселективными ингибиторами фермента циклооксигеназы, отвечающего за выработку простагландинов и тромбоксана из арахидоновой кислоты. В свою очередь, простагландины оказывают провоспалительное действие. Поскольку патогенетические механизмы нейродегенеративных заболеваний мозга имеют мультифакторный характер, то узконаправленный механизм действия этих препаратов далеко не всегда способен устранять последствия хронического воспалительного процесса. Кроме того, препараты этой группы имеют ряд побочных нежелательных эффектов прежде всего на сердечно-сосудистую систему, желудочно-кишечный тракт и ряд других органов организма (Yirmiya R., Goshen I. Brain, Behavior, and Immunity, 2011, v. 25, 181-213).
Одним из перспективных подходов для разработки нового класса нейропротекторов может быть использование эндогенных антивоспалительных цитокинов, обладающих одновременно иммуномодулирующими, антивоспалительными и трофическими свойствами. Это их действие связано, прежде всего, со способностью ингибировать образование провоспалительных цитокинов. Типичными представителями эндогенных антивоспалительных цитокинов, которые продуцируются резидентными клетками мозга являются интерлейкин-10 (ИЛ-10) и трансформирующий фактор роста-бета (ТФР-бета). Оба эти антивоспалительных цитокина оказывают явно выраженное нейропротектирующее действие на разных моделях нейрологических нарушений у животных. Тем не менее сравнение влияния ИЛ-10 и ТФР-бета на продукцию индуцируемых липополисахаридом провоспалительных цитокинов (ИЛ-6 и фактора некроза опухоли-альфа) и оксида азота в сочетанной культуре астроцитов и клеток микроглии показало, что в отличие от ТФР-бета, который подавлял продукцию только оксида азота, ИЛ-10 подавлял образование как оксида азота, так и провоспалительных цитокинов (Ledeboer A., Breve J.J, Glia, 2000, v. 30(2), 134-142). Таким образом, по сравнению с ТФР-бета антивоспалительный цитокин ИЛ-10 оказывал более сильный депрессирующий эффект на продукцию провоспалительных цитокинов в культуре глиальных клеток мозга.
ИЛ-10, первоначально названный фактором ингибирования синтеза цитокинов, является плейотропным цитокином, модулирующим различные внутриклеточные сигнальные пути. В зависимости от того, какие пути активируются, ИЛ-10 может регулировать иммунный ответ, воспалительные процессы, дифференцировку, а также пролиферацию или выживание различных клеток, включая клетки мозга в ответ на повреждающие воздействия.
Функционально активные рецепторы к антивоспалительному цитокину ИЛ-10 обнаруживаются на астроцитах, олигодендроцитах и микроглии в мозге, причем как астроциты, так и микроглия способны синтезировать этот цитокин (Strle К., Zhou J.H., Crit. Rev. Immunol., 2001, v. 21(5), 427-449). На периферии и в центральной нервной системе млекопитающих ИЛ-10 обнаруживается как нековалентно связанный гомодимер (35 кДа у мыши и 36 кДа у человека). Он обладает иммуномодулирующими, антивоспалительными и трофическими свойствами. ИЛ-10 способен специфически и с высоким сродством связываться со своими рецепторами, расположенными на плазматической мембране различных клеток, стимулируя рост стволовых клеток и тимоцитов, а также дифференцировку В клеток. Рецепторный комплекс к ИЛ-10 содержит две разные субъединиц: IL-10Rα и IL-10Rβ. Бета-субъединица выполняет вспомогательную функцию и необходима для инициации сигнальной трансдукции сигнала при активации ИЛ-10 рецептора.
Сущность изобретения
Предметом настоящего изобретения является применение интерлейкина-10 для лечения нейродегенеративных повреждений мозга, вызванных гипоксией, судорожной активностью нейронов и механической травмой.
Другим предметом настоящего изобретения является создание фармацевтической композиции, которая облегчает негативные последствия нейродегенеративных повреждений мозга, вызванных гипоксией, судорожной активностью нейронов и механической травмой.
Данный метод может быть использован у больных с нарушенными функциями ЦНС, подвергнувшихся действию гипоксии или ишемии после инсульта, механической травмы, хронических инфекций или аутоиммунных заболеваний с целью коррекции или ослабления симптомов повреждения нейронов мозга. Степень повреждения нейронов ЦНС может быть оценена по нарушению когнитивных функций и/или склонности нейронов к развитию судорожной активности.
Для использования ИЛ-10 по настоящему изобретению для терапевтического лечения (включая профилактическое лечение) млекопитающих, включая человека, его обычно формулируют в фармацевтическую композицию. В соответствии с этим аспектом, изобретение относится к фармацевтической композиции, содержащей соединение по настоящему изобретению в сочетании с фармацевтически приемлемым носителем, разбавителем или наполнителем.
Типичную композицию получают смешиванием соединения по настоящему изобретению и носителя, разбавителя или наполнителя. Подходящие носители, разбавители и наполнители хорошо известны специалисту в данной области. Растворители обычно выбирают исходя из их безопасности (GRAS), признанной специалистам в данной области, при введении млекопитающему. Обычно, безопасные растворители представляют собой нетоксичные водные растворители, такие как вода и другие нетоксичные растворители, которые растворимы или способны смешиваться с водой. Поскольку ИЛ-10 является хорошо растворимым белком, то в качестве подходящего растворителя может быть использован физиологический раствор или раствор Кребса-Рингера.
Композиция может также содержать одну или несколько буферов, стабилизаторы, поверхностно-активные вещества, увлажняющие вещества, эмульгаторы, отдушки, ароматизаторы, технологические добавки и другие известные добавки, обеспечивающие хорошую презентацию лекарственного средства или способствующие получению фармацевтического продукта.
Композиция может быть получена путем смешивания при температуре окружающей среды при соответствующем рН и при желаемой степени чистоты, с физиологическими приемлемыми носителями, то есть носителями, которые являются нетоксичными для реципиента при используемых дозах и концентрациях. рН может находиться в пределах около 6 до около 8.
Соединение по настоящему изобретению для использования здесь является предпочтительно стерильным. В частности, композиции, применяемые для введения in vivo, должны быть стерильными. Такая стерилизация легко достигается фильтрованием через стерилизующие фильтрационные мембраны.
ИЛ-10 в соединении по изобретению обычно может быть в виде твердой композиции, лиофилизированной композиции или в виде водного раствора. ИЛ-10 или его аналоги могут вводиться больным внутривенно, интерназально или интрацеребровентрикулярно в физиологических концентрациях, зависящих от типа и тяжести повреждения.
Вещества могут вводиться в однократной или многократных дозах. ИЛ-10 может быть очищен из естественных источников или получен с помощью ДНК-рекомбинантной технологии.
В качестве общего суждения, концентрации ИЛ-10 или его синтетических биологически активных аналогов в мозге должны быть достаточны для того, чтобы оказывать лечебное действие на данное нейрологическое заболевание. Можно вводить один ИЛ-10 или совместно с другими терапевтическими агентами, включающими факторы роста, антиоксиданты, антибактериальные или антивирусные препараты. Приемлемые дозы ИЛ-10 при центральном введении могут быть от 1 нг/мл до 1 мкг/мл, а при системном введении - между 1-15 мкг на 100 г веса.
Изобретение поддерживается экспериментальными данными (примерами), в которых было найдено следующее:
(1) Антивоспалительный цитокин ИЛ-10 оказывает противогипоксическое действие на нейроны мозга;
(2) Антивоспалительный цитокин ИЛ-10 устраняет развитие потенциально эпилептогенной постгипоксической гипервозбудимости в нейронах мозга;
(3) По сравнению с большими концентрациями ИЛ-10 его низкие концентрации более эффективно улучшают способность этого антивоспалительного цитокина оказывать нейропротектирующее действие на развитие постгипоксической гипервозбудимости в центральных нейронах;
(4) Антивоспалительный цитокин ИЛ-10 повышает порог развития судорожной активности в мозге у свободноподвижных животных.
Экспериментальные данные приведены в прилагаемых примерах и фигурах, на которых демонстрируется:
фиг.1 - Влияние ИЛ-10 на вызванное эпизодом гипоксии угнетение амплитуды популяционного спайка (ПС). А - динамика изменения амплитуды ПС во время эпизода гипоксии и гипоксии+ИЛ-10. Б - длительность (в секундах) угнетающего действия гипоксии и гипоксии+ИЛ-10 на амплитуду ПС в 1, 2 и 3 эпизодах гипоксии.
фиг.2 - Схема расположения электродов в срезе гиппокампа и типичные формы пре- и постгипоксических ПС-ответов. А: слева - локализация стимулирующего (Стим.) и регистрирующего (Рег.) электродов соответственно в радиальном (rad) и пирамидном (pyr) слоях поля СА1 срезов гиппокампа; Sch - коллатерали Шафера/комиссуральные волокна; справа - форма ПС в норме и при его трансформации в эпилептиформный паттерн после эпизодов гипоксии. Б: типичные формы ПС-ответов, регистрируемых до (0) и через 50 и 130 минут после эпизодов гипоксии. Слева - после эпизодов гипоксии; справа - после эпизодов гипоксии на фоне ИЛ-10 (1 нг/мл).
фиг.3 - Динамика изменения числа популяционных спайков в разряде (ЧПС) при действии эпизодов гипоксии без и на фоне ИЛ-10 (1 нг/мл). Звездочками отмечены постгипоксические значения после эпизодов гипоксии на фоне ИЛ-10, отличающиеся достоверно от значений после эпизодов гипоксии без ИЛ-10. Прямая линия на графике отмечает время приложения ИЛ-10. Три стрелки - три 3-минутных эпизода гипоксии.
фиг.4 - А - типичные формы ПС-ответов, регистрируемых до (0) и через 50 и 130 минут после эпизодов гипоксии. Слева - после эпизодов гипоксии; в центре - после эпизодов гипоксии на фоне ИЛ-10 (1 нг / мл); справа - после эпизодов гипоксии на фоне ИЛ-10 (10 нг/мл). Б - концентрационная зависимость модулирующего действие ИЛ-10 на величину значения ЧПС через 140 минут после окончания эпизодов гипоксии в процентах относительно их прегипоксических значений.
фиг.5 - Динамика изменения параметров: порога генерации дополнительного спайка (ПГДС) (А) и ЧПС (Б) до (-20 - 0 минут) и после трех эпизодов гипоксии (40-140 минут) (↓↓↓). Значения параметра ПГДС представлены как процент от его прегипоксических значений (100%); значения параметра ЧПС представлены в абсолютных величинах. Одной и двумя звездочками отмечены соответственно постгипоксические значения после трех эпизодов гипоксии на фоне ИЛ-10 (10 нг / мл) или на фоне ИЛ-10 (1 нг / мл), отличающихся достоверно от значений после трех эпизодов гипоксии. Линия на графике указывает время приложения ИЛ-10.
фиг.6 - BrdU-меченые клетки в области имплантированного электрода через 11 дней после имплантации. А и С - организация тканевого рубца (Scar) в двух последовательных 50 мкм срезах гиппокампа мозга крысы при низком увеличении. В и D - те же отображения, но при большом увеличении, соответственно для А и С. Е - детализированная структура BrdU-меченых клеток на отображении D, где видна высокая митотическая активность клеток в области механической травмы. SPGL - супрагранулярный слой; DG - зубчатая фасция; bv - кровеносные сосуды/капилляры; fis -fissure; CA3/CA4 - поля гиппокампа; hilus - хилус гиппокампа.
фиг.7 - Число BrdU-меченых клеток в правой (область стимуляции) и левой (контралатеральная область, где не производилась стимуляция и не были имплантированы электроды) зубчатой фасции гиппокампальной формации у контрольной и киндлинговой групп животных. Наблюдаются достоверные (Р=0,01) отличия в числе BrdU-меченых клеток для правой зубчатой фасции у контрольной и киндлинговой групп.
фиг.8 - DCX- и GFAP-меченые клетки в гиппокампе крыс, подвергнутых эпилептогенной киндлинговой стимуляции. А и С - левый (нестимулируемый) гиппокамп. В и D - правый (стимулируемый) гиппокампа за пределами рубца. Е - GFAP-меченые клетки в левом (нестимулируемом) гиппокампе. F - GFAP-меченые клетки в правом (стимулируемом) гиппокампе. Обозначения сокращений такое же, как на рисунке 6.
фиг.9 - Примеры ЭЭГ-послеразрядов во время парциального электрического киндлинга дорсального гиппокампа у свободноподвижных крыс после первых трех стимуляций (3 стимуляция) и 36 стимуляций (36 стимуляция). Период стимуляции показан на ЭЭГ-ответе как ВЧ стим. Цифрами 1, 2 и 3 показаны соответственно первичный, вторичный и третичный компоненты послеразрядов.
фиг.10 - Влияние однократного внутригиппокампального введения ИЛ-10 (1 нг/5 мкл) на развитие эпилептиформных разрядов при электрическом киндлинге дорсального гиппокампа. На графике показана зависимость суммы первых двух компонентов (1+2) ЭЭГ-послеразрядов от числа стимуляций. ИЛ-10 вводили за 1 час до начала киндлинговой стимуляции только в 1 день стимуляции.
Сущность и преимущества заявляемого изобретения иллюстрируются следующими примерами.
Пример 1. Антивоспалительный цитокин ИЛ-10 оказывает противогипоксическое действие на нейроны мозга
Работа осуществлялась с соблюдением принципов гуманного обращения с животными (директива Европейского сообщества 86/609/ЕС). В экспериментах использовали двухмесячных самцов крыс Вистар. Срезы гиппокампа толщиной 250-300 мкм помещались в камеру погруженного типа и суперфузировались раствором Кребса-Рингера следующего состава (мМ): NaCl - 124, KCl - 3, MgSO4 - 2, CaCl2 - 2, NaHCO3 -26, KH2PO4 - 1,24, глюкоза - 10, О2/CO2 - 95%/5% (рН 7,4), при температуре раствора 32°С и скорости его протока 2,4 мл/мин. Регистрацию активности начинали через 5 часов от начала суперфузии. Популяционные спайки (ПС) регистрировались от пирамидных нейронов поля СА1 гиппокампа в ответ на электрическую тестирующую стимуляцию коллатералей Шаффера до, во время и после предъявления трех трехминутных эпизодов гипоксии, разделенных 10-минутными интервалами (фигура 2А). Эффективность гипоксического эпизода угнетать амплитуду ПС оценивалась по следующей формуле: Гэфф=Тв г-Тд г, где Гэфф - эффективность эпизода гипоксии угнетать амплитуду ПС (в секундах); Тд г - время, через которое амплитуда ПС снижается до 50% от ее прегипоксических значений при предъявлении эпизода гипоксии; Тв г - время, через которое амплитуда ПС восстанавливается до 50% от ее прегипоксических значений после окончания действия гипоксии. Электрическая активность нейронов измерялась в течение 6 часов после выделения среза гиппокампа на серии из 7 одиночных стимулов градуально увеличивающейся интенсивности от пороговой (для возникновения ПС) до максимальной, при которой не происходило дальнейшего увеличения амплитуды ПС. Частота импульсов в серии была 0,1 Гц, частота серий - 1 серия / 20 минут. Гипоксические эпизоды предъявлялись при следующих условиях: (1) без добавления в среду ИЛ-10; (2) через 10 минут после добавления в среду ИЛ-10 в концентрации 1 нг / мл. ИЛ-10 растворялся в среде суперфузии срезов гиппокампа. Общее время суперфузии с ИЛ-10 составляло 40 минут. ИЛ-10 удалялся из среды одновременно с окончанием последнего эпизода гипоксии. Кроме того, в отдельной серии ИЛ-10 (1 - 10 нг/мл) в разной концентрации добавлялся к срезам гиппокампа в отсутствии эпизодов гипоксии. Ввод вызванных электрических ответов в компьютер, а также их обработка в режиме off-line осуществлялись с помощью соответствующего программного обеспечения. Данные представляли в виде средняя±ошибка средней. Оценку достоверности эффектов ИЛ-10 в "гипоксических" срезах гиппокампа без приложения и при приложении ИЛ-10 осуществляли посредством сравнения параметров активности методом ANOVA (post-hoc Scheffe's test) для одних и тех же моментов времени регистрации активности. Для оценки достоверности эффектов ИЛ-10 на параметры активности в "негипоксических" (контрольных) срезах гиппокампа использовали парный t-тест Стьюдента. При значениях Р<0,05 различия считались достоверными.
На фигуре 1 и в таблице 1 показано модулирующее влияние ИЛ-10 на вызванное эпизодом гипоксии угнетение амплитуды ПС, регистрируемых в поле СА1 гиппокампа. Антивоспалительный цитокин снижал эффективность гипоксии, угнетая амплитуду ПС (фигура 1А). На фигуре 1Б и в таблице 1 показано влияние ИЛ-10 на длительность угнетающего действия гипоксии во время 1, 2 и 3 эпизодов гипоксии. Можно видеть, что ИЛ-10 снижал длительность угнетающего действия гипоксии на амплитуду ПС во всех предъявляемых эпизодах. Полученные результаты показали, что антивоспалительный цитокин ИЛ-10 в концентрации 1 нг/мл достоверно снижает эффективность гипоксии угнетать активность пирамидных нейронов поля СА1 гиппокампа во время гипоксического эпизода.
| Таблица 1 | |||
| Угнетающее действие ИЛ-10 на эффективность эпизодов гипоксии (1, 2 и 3) подавлять амплитуду ПС во время гипоксии | |||
| Гипоксические эпизоды (Гэфф) | |||
| 1 | 2 | 3 | |
| гипоксия (n=8) | 350±12 | 365±18 (Р=0,516*) |
285±13 (Р=0,025*) |
| Гипоксия+ИЛ-10(1нг/мл) (n=10) | 294±11 (Р=0,003**) |
292±12 (Р=0,389*) (Р=0,028**) | 263±3 (Р=0,003*) (Р=0,94**) |
| Цифры в таблице представляют значения Гэфф в секундах. * - цифры сравнения между эпизодами внутри группы; ** - цифры сравнения между группами. | |||
Пример 2. Антивоспалительный цитокин ИЛ-10 устраняет развитие потенциально эпилептогенной постгипоксической гипервозбудимости в нейронах мозга
В примере 2 выделение переживающих срезов гиппокампа крысы, а также регистрацию и измерение биоэлектрической активности производили также, как и в примере 1. Оценка развития постгипоксической гипервозбудимости нейронов в срезах гиппокампа, проявляющейся в форме эпилептиформных ПС-разрядов, производилась по разработанной в нашей лаборатории оригинальной методике. Измерялись два параметра такой активности: (1) порог стимулирующего тока (мкА), при котором появляются разряды ПС в ответ на одиночный теститующий стимул (ПГДС) и (2) число ПС в разряде (ЧПС) на стимул, интенсивность которого приводила к появлению второго ПС в ответе до добавления в среду суперфузии срезов гиппокампа ИЛ-10 и предъявления эпизодов гипоксии. Электрическая активность нейронов измерялась в течение 6 часов после выделения среза гиппокампа на серии из 7 одиночных стимулов градуально увеличивающейся интенсивности от пороговой (для возникновения ПС) до максимальной, при которой не происходило дальнейшего увеличения амплитуды ПС.
Из фигуры 2 видно, что ИЛ-10 в концентрации 1 нг/мл устранял развитие эпилептиформных ПС-разрядов, индуцируемых кратковременными эпизодами гипоксии. На фигуре 3 показана динамика параметра ЧПС после действия эпизодов гипоксии и эпизодов гипоксии на фоне ИЛ-10. Эти результаты показали, что антивоспалительный цитокин ИЛ-10 в концентрации 1 нг/мл устраняет развитие эпилептической постгипоксической гипервозбудимости в пирамидных нейронах поля СА1 гиппокампа.
Пример 3. По сравнению с большими концентрациями ИЛ-10 его низкие концентрации более эффективно оказывют нейропротектирующее действие на развитие постгипоксической гипервозбудимости в центральных нейронах
В примере 3 выделение переживающих срезов гиппокампа мозга крысы, а также регистрацию и измерение биоэлектрической активности производили также, как и в примерах 1 и 2. Целью данной работы было исследование влияние ИЛ-10 в концентрациях 1 и 10 нг/мл на развитие вызванных кратковременными эпизодами гипоксии эпилептиформных разрядов в пирамидных нейронах поля СА1 в срезах гиппокампа крысы. ИЛ-10 в концентрациях 1 нг/мл или 10 нг/мл добавляли в суперфузионную среду за 10 минут до гипоксических эпизодов и оставляли в среде в течение всего времени предъявления эпизодов гипоксии. Общее время суперфузии среза гиппокампа с ИЛ-10 составляло 40 минут. В контрольных экспериментах (без предъявления эпизодов гипоксии) ИЛ-10 в различных концентрациях также апплицировался в течение 40 минут в те же интервалы времени суперфузии срезов гиппокампа, как и в опытах с гипоксическими эпизодами.
На фигурах 4 и 5 показано, что ИЛ-10 в концентрациях 1 и 10 нг/мл устранял развитие эпилептиформных ПС-разрядов, индуцируемых кратковременными эпизодами гипоксии. Однако нейропротектирующее действие ИЛ-10 в концентрации 1 нг/мл было более эффективным. Таким образом эти результаты обнаружили, что ИЛ-10 в концентрации 1 нг/мл полностью устраняет индуцируемое эпизодами гипоксии развитие эпилептиформной активности, тогда как в концентрации 10 нг/мл его нейропротектирующий эффект был менее выражен. Это указывает на то, что более низкие дозы ИЛ-10 оказывают более эффективное нейропротектирующее действие в отношении способности эпизодов гипоксии индуцировать развитие постгипоксической гипервозбудимости в центральных нейронах.
Пример 4. Антивоспалительный цитокин ИЛ-10 повышает порог развития судорожной активности в мозге у свободноподвижных животных
В этих работах использовалась киндлинговая модель развития судорожной активности: парциальный электрический киндлинг (раскачка) дорсального гиппокампа и регистрация электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в фокусе развития судорожной активности в гиппокампе у свободноподвижных крыс. Использовались самцы крыс Вистар массой 320-350 грамм. Работа осуществлялась с соблюдением принципов гуманного обращения с животными (директива Европейского сообщества 86/609/ЕС). Под нембуталовым наркозом (60 мг/кг, в.б.) крысам имплантировались три свитые нихромовые проволочки диаметром 0,1 мм, две из которых являлись биполярным стимулирующим электродом, а третья - монополярным электродом для регистрации электрографических послеразрядов (ПР) в ответ на электрическую стимуляцию той же области гиппокампа. Нихромовые проволочки приклеивались к направляющей для введения инъекционной канюли, кончик которой располагался на 0,2 мм выше кончика электродов. Индифферентным электродом был винт, вкрученный в назальные части черепа. Электроды вводились в правый дорсальный гиппокамп по координатами: 3 мм каудальнее брегмы, 3,7 мм латеральное средней линии и 3 мм ниже твердой мозговой оболочки. Они фиксировались к костям черепа зубным цементом, подпаивались к разъемам для последующей электрической стимуляции и ЭЭГ-регистрации в условиях свободного поведения животных. Морфологический контроль показал, что кончики электродов локализованы в области апикальных дендритов поля СА1. Через неделю после операции животные случайным образом разделялись на две группы: (1) контрольную, в которой парциальный электрический киндлинг вырабатывался после однократного введения 5 мкл стерильного раствора 0,9% NaCl в область электродов, и (2) экспериментальную, в которой парциальный электрический киндлинг вырабатывался после однократного введения 5 мкл раствора ИЛ-10 (1 нг) в стерильном 0,9% NaCl. Электрическая стимуляция начиналась через 1 час после введения растворов. Использовался протокол быстрого киндлинга. Крысы обеих групп получали 12 стимуляций в день через каждые 30 минут в течение трех дней. Каждая стимуляция состояла из 9-секундной пачки прямоугольных импульсов длительностью 0,1 мс и частотой 20 Гц. Интенсивность стимула (200-400 мкА) была пороговой для индукции электрографических ПР длительностью не менее 15-25 секунд при первых стимуляциях. ПР идентифицировались как иктальная (судорожная) электрографическая спайковая активность с амплитудой по крайней мере в 2-3 раза выше значений ЭЭГ до стимуляции и начинающейся примерно через 1-2 секунды после окончания электрической стимуляции. ЭЭГ активность регистрировалась в режиме on-line аналоговым ЭЭГ усилителем и через аналого-цифровой преобразователь вводилась в компьютер с соответствующим программным обеспечением для последующего анализа структуры и длительности электрографических ПР в режиме off-line. Кроме длительности ПР, тяжесть судорог оценивалась также по модифицированной поведенческой шкале Racine: стадия 1 - отряхивание мокрой собаки (ОМС); 2 - ОМС+жевание; 3 - клонус передних конечностей (КПК); 4 - КПК+вставание на задние лапы и 5 - КПК с вставанием на задние лапы и падение на спину. Поскольку в данной работе использовалась процедура быстрого парциального киндлинга, то электрическая стимуляция заканчивалась, если в поведении животных возникали проявления генерализованных поведенческих судорог, характерных для 4 и 5 стадий. Методики приготовления срезов мозга для световой и электронной микроскопии, методы BrdU (5-бром-2-деоксиуридин; маркер пролиферирующих клеток) - иммунногистохимии, DCX (doublecortin, маркер мигрирующих вновь образованных нейронов) - иммунногистохимии и GFAP (маркер глиального фибриллярного кислого белка) - иммунногистохимии, а также метод трехмерной реконструкции синаптических структур описаны в работе (Kraev I.V., Neuroscience, 2009, v. 162(2), 254-267).
Полученные результаты показали следующее. Механическая травма, вызванная имплантацией электродов в ЦНС, сама по себе без всякой стимуляции приводила к увеличению BrdU-меченых клеток в области образовавшего рубца. На фигуре 6 показаны три типа BrdU-меченых клеток через 11 дней после имплантации электродов в зубчатую фасцию мозга крысы: 1. астроциты (черные стрелки), 2. созревающие нейроны и микроглия/астроциты (красные стрелки) и 3. эндотелиальные клетки (синие стрелки). Однако эпилептогенная киндлинговая стимуляция приводила к дополнительному увеличению числа BrdU-меченых клеток как в области имплантированных электродов, так и в отдаленных областях мозга в фокусе развития судорожной активности.
В зубчатой фасции гиппокампа в локусе электрической раскачивающей стимуляции по морфологическим критериям было выделено 6 типов дендритных шипиков: стволовые, пеньковые, тонкие, разветвленные тонкие, грибовидные и разветвленные грибовидные. По сравнению с нормальными животными у животных после киндлинга выявлялось достоверное увеличение пропорции тонких дендритных шипиков и снижение пропорции грибовидных шипиков (уменьшение примерно в два раза). Киндлинговая стимуляция приводила также к достоверному увеличению числа BrdU-меченых клеток в зоне развития фокальной судорожной активности (фигура 7), а также числа DCX- и GFAP-меченых клеток (фигура 8). Таким образом, киндлинговая эпилептогенная стимуляция сопровождалась пролиферацией и активацией глиальных клеток, нейрогенезом и структурными перестройками синаптических структур в фокусе стимуляции процессов, лежащих в основе развития судорожной активности в мозге. Пример ЭЭГ-послеразрядов и изменение их структуры во время электрического киндлинга дорзального гиппокампа у свободноподвижных крыс показаны на фигуре 9.
Структура ПР состояла из трех компонентов, возникающих во временной последовательности: (1) спайковые разряды, сгруппированные в пачки длительностью 200-500 мс и разделенные интервалом 200-500 мс (первичный компонент ПР); (2) за первичным компонентом следовали непрерывные одиночные спайковые разряды (вторичный компонент ПР) и (3) за вторичным компонентом через несколько секунд следовали одиночные спайковые разряды, разделенные 200-500 мс интервалами (третичный компонент ПР). Общая длительность этих компонентов (сумма 1, 2 и 3 компонентов) ПР в ответ на первые стимуляции не превышала 15-25 сек, однако после 36 стимуляций она увеличивалась до 80-120 секунд. На фигуре 10 показана зависимость длительности суммы 1 и 2 компонентов ПР (иктальные или судорожные компоненты) от числа стимуляций в контроле и после однократного введения ИЛ-10 (1 нг/5 мкл) в область стимуляции. Во время первых 12 стимуляций (1 день стимуляции) наблюдались только фокальные судороги (поведенческие стадии 1 и 2) у обеих групп животных. При этом общая длительность электрографических ПР в области стимуляции, отражающая эффективность развития фокальных судорог, у контрольной группы животных (введение 0,9% NaCl) составляла в среднем 45 секунд. Тогда как у животных, которым вводили ИЛ-10, длительность этих разрядов была достоверно ниже (примерно 23 секунды). На второй день стимуляций (без введения ИЛ-10) изменения в длительностях электрографических ПР и тяжести поведенческих судорог не отличались у сравниваемых групп животных. К концу третьего дня стимуляции (без введения ИЛ-10) общая длительность ПР достигала 90-120 секунд, а тяжесть поведенческих судорог - 3-4 стадии. Как видно из рисунка 10, на третий день стимуляции у крыс обеих групп наблюдалось статистически недостоверное увеличение длительности ПР. Таким образом, анализ длительностей отдельных компонентов ПР в процессе раскачивающей стимуляции обнаружил, что введение ИЛ-10 приводит к достоверному снижению суммарной длительности первичного и вторичного компонентов в течение первых шести часов после введения цитокина (первый день стимуляции) по сравнению с контролем. Изменения в длительности третичного компонента ПР (интериктального или межсудорожного) после введения ИЛ-10 не наблюдалось.
Таким образом, результаты проведенных исследований показали, что однократное внутригиппокампальное введение ИЛ-10 в концентрации 1 нг/5 мкл угнетает развитие судорожной активности (фокальных судорог) в области стимуляции при парциальном киндлинге у свободноподвижных животных в течение первых часов после введения. Однако ИЛ-10 не влиял ни на длительность «интериктального» компонента фокальных послеразрядов, ни на тяжесть поведенческих судорог. Полученные результаты указывают, что антивоспалительный цитокин ИЛ-10 в использованной концентрации, помимо своего анти-гипоксического действия, оказывает протектирующее влияние на инициацию «иктального», но не «интериктального», компонента судорожной активности в нейронах гиппокампа.
Claims (1)
- Применение интерлейкина-10 для лечения нейродегенеративных повреждений мозга, вызванных гипоксией/ишемией, судорожной активностью нейронов и механической травмой.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012143450/15A RU2538613C2 (ru) | 2012-10-11 | 2012-10-11 | Интерлейкин-10, его применение и композиция на его основе для лечения нейродегенеративных процессов в мозге |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012143450/15A RU2538613C2 (ru) | 2012-10-11 | 2012-10-11 | Интерлейкин-10, его применение и композиция на его основе для лечения нейродегенеративных процессов в мозге |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012143450A RU2012143450A (ru) | 2014-04-20 |
| RU2538613C2 true RU2538613C2 (ru) | 2015-01-10 |
Family
ID=50480488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012143450/15A RU2538613C2 (ru) | 2012-10-11 | 2012-10-11 | Интерлейкин-10, его применение и композиция на его основе для лечения нейродегенеративных процессов в мозге |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2538613C2 (ru) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994017773A2 (en) * | 1993-02-01 | 1994-08-18 | Université Libre de Bruxelles | Use of a pharmaceutical composition comprising an effective amount of interleukin-10, an analog and/or an agonist of interleukin-10 |
| RU2432161C1 (ru) * | 2007-07-27 | 2011-10-27 | Мерц Фарма Гмбх Унд Ко. Кгаа | Новые комбинации нерамексана для лечения нейродегенеративных расстройств |
-
2012
- 2012-10-11 RU RU2012143450/15A patent/RU2538613C2/ru active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994017773A2 (en) * | 1993-02-01 | 1994-08-18 | Université Libre de Bruxelles | Use of a pharmaceutical composition comprising an effective amount of interleukin-10, an analog and/or an agonist of interleukin-10 |
| RU2432161C1 (ru) * | 2007-07-27 | 2011-10-27 | Мерц Фарма Гмбх Унд Ко. Кгаа | Новые комбинации нерамексана для лечения нейродегенеративных расстройств |
Non-Patent Citations (1)
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012143450A (ru) | 2014-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5340941B2 (ja) | 血液、特に末梢血から成体幹細胞を増殖させるための方法及び医療分野におけるその利用 | |
| Yoneyama et al. | Adult neurogenesis is regulated by endogenous factors produced during neurodegeneration | |
| JP2010504083A5 (ru) | ||
| CN115397443A (zh) | 包含疼痛调节剂的干细胞来源的外排体及其用途 | |
| KR102684069B1 (ko) | 신경계 질환 치료제 | |
| JP2018534259A (ja) | 神経変性疾患の処置 | |
| KR20180071030A (ko) | 미토콘드리아를 포함하는 허혈성 질환 예방 또는 치료용 조성물 | |
| US9636364B2 (en) | Methods for treating ocular contusion and blunt injury and traumatic injury to the optic nerve | |
| WO2014165181A1 (en) | Compositions for treatment of retinal detachment | |
| EP3785715B1 (en) | Pharmaceutical composition comprising ibrutinib for use in the prevention or treatment of alzheimer's disease | |
| RU2538613C2 (ru) | Интерлейкин-10, его применение и композиция на его основе для лечения нейродегенеративных процессов в мозге | |
| KR102336336B1 (ko) | 파킨슨병 예방 또는 치료용 약학 조성물 및 그 제조방법 | |
| CN107771077B (zh) | 用于治疗轴突损伤的小白菊内酯及其衍生物 | |
| US20240285831A1 (en) | Methods of use of modulators to improve nerve regeneration | |
| US20210069189A1 (en) | Treatment of neurodegenerative diseases | |
| Chen et al. | Immune characteristics of olfactory ensheathing cells and repair of nerve injury | |
| WO2022077823A1 (zh) | 甲氧喹酸在制备用于治疗和/或预防以t-型钙通道为治疗靶点的疾病的药物中的应用 | |
| CN114617870B (zh) | Tnp-470在制备治疗和/或预防以t-型钙离子通道为靶点的疾病的药物中的应用 | |
| CA3175237A1 (en) | 3-aza-bicycle[3.2.1]octane carboxylic acids and their derivatives for use in the treatment of inflammations | |
| US12221494B2 (en) | Short synthetic peptides and their uses for treating retinal degenerative diseases and/or tissue injuries | |
| Chesnokov et al. | The Effect of Dopamine on Neuroplasticity in Spinal Cord Injury | |
| JPH05208916A (ja) | Ｇｍ１ガングリオシドのメチルエステルの抗ニューロン毒活性およびその治療のための使用 | |
| Ding | Astrocytes as a target for ischemic stroke | |
| Mo et al. | Mechanism by which eupatilin improves learning and memory abilities in rats with subarachnoid hemorrhage | |
| KR20250047689A (ko) | 알파-시누클레인 응집 억제용 조성물 및 응집억제 방법 |