Фармакологическая коррекция винкамином системы антиоксидантной защиты в мозге в модели рассеянного склероза

Цель: изучить влияние ноотропного препарата винкамина на неврологический статус, а также активность антиоксидантных ферментов и уровень экспрессии кодирующих их генов в соматосенсорной коре крыс в модели экспериментального аллергического энцефаломиелита. Актуальность изучения механизмов рассеянного склероза на ранних стадиях его развития продиктована необходимостью поиска маркеров заболевания и его терапии до начала клинической манифестации заболевания.

Материалы и методы. Неврологический статус у животных изучали с использованием тестов на мышечную силу, равновесия и цепкость-тягу, оценивали также показатели выживаемости и веса тела у крыс. Исследование активности антиоксидантных ферментов: супероксиддисмутазы (СОД), глутатионпероксидазы (ГПО), глутатионредуктазы (ГР), а также экспрессии генов SOD1, GPX4, GPX6 и GSR проводили на 14-й и 30-й день иммунизации.

Результаты. Процент выживаемости у животных, которым вводили винкамин, составил 100% против 87% у крыс, которые не получали ноотроп на фоне иммунизации (р<0,05). При введении винкамина наблюдали менее значительное снижение веса тела (р<0,01) и не столь выраженный неврологический дефицит (р<0,05), относительно иммунизированных животных без введения ноотропного препарата. Активность всех изученных антиоксидантных ферментов и уровень экспрессии их генов в соматосенсорной коре при введении винкамина статически значимо повышались.

Заключение. На фоне введения ноотропа винкамина наблюдается минимизация неврологического дефицита, вероятно, благодаря снижению окислительного стресса в мозге у крыс на этапе клинической стадии экспериментального аллергического энцефаломиелита.

1. Арутюнян А.В., Дубинина Е.Е., Зыбина Н.Н. Методы оценки свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы организма: методические рекомендации. Методические рекомендации. Санкт-Петербург, 2008. 104 с.

2. Карантыш Г.В., Гафиятуллина Г.Ш., Менджерицкий А.М., Прокофьев В.Н., Жукова М.В., Макаров В.А. Влияние виндебурнола на неврологический статус и морфологические изменения в головном мозге крыс в модели экспериментального аллергического энцефаломиелита. Современные проблемы науки и образования. 2018;(1):84

3. Луцкий М.А., Земсков А.М., Разинкин К.А. Биохимические маркеры окислительного стресса при различных клинических формах и стадиях течения рассеянного склероза. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2014;114(11):74-77

4. Пажигова З.Б., Карпов С.М., Шевченко П.П., Бурнусус Н.И. Распространенность рассеянного склероза в мире (обзорная статья). Международный журнал экспериментального образования. 2014;1(2):78-82

5. Саркисян О.Г. Новые возможности прогнозирования атрофических изменений во влагалищной ткани у женщин в пострепродуктивном периоде. Кубанский научный медицинский вестник. 2016;6(161):118-122

6. Стратегия развития медицинской науки в Российской Федерации на период до 2025 года, 2012

7. Abdel-Salam O.M.E., Hamdy S.M., Seadawy S.A.M. et al. Effect of piracetam, vincamine, vinpocetine, and donepezil on oxidative stress and neurodegeneration induced by aluminum chloride in rats. Comp Clin Path. 2016;(25):305-318. DOI: 10.1007/s00580-015-2182-0

8. Abramets I.I., Kuznetsov Y.V., Evdokimov D.V., Zaika T.O. Piracetam potentiates neuronal and behavioral effects of ketamine. Research Results in Pharmacology. 2019;5(2):49-55. DOI: 10.3897/rrpharmacology.5.35530

9. Adamczyk B., Adamczyk-Sowa M. New Insights into the Role of Oxidative Stress Mechanisms in the Pathophysiology and Treatment of Multiple Sclerosis. Oxid Med Cell Longev. 2016;(2016):1973834. DOI: 10.1155/2016/1973834

10. Aharoni R., Schottlender N., Bar-Lev D.D., Eilam R., Sela M., Tsoory M., Arnon R. Cognitive impairment in an animal model of multiple sclerosis and its amelioration by glatiramer acetate. Sci Rep. 2019;9(1):4140. DOI: 10.1038/s41598-019-40713-4

11. Beutler E. Red cell metabolism: A Manual of Biochemical Methods. Grune and Stratton, 1975. 160 p.

12. Cerqueira J.J., Compston D.A.S., Geraldes R., Rosa M.M., Schmierer K., Thompson A., Tinelli M., Palace J. Time matters in multiple sclerosis: can early treatment and long-term follow-up ensure everyone benefits from the latest advances in multiple sclerosis? J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2018;89(8):844-850. DOI: 10.1136/jnnp-2017-317509

13. Combs D.J., D'Alecy L.G. Motor performance in rats exposed to severe forebrain ischemia: effect of fasting and 1,3-butanediol. Stroke. 1987;18(2):503-511. DOI: 10.1161/01.str.18.2.503

14. Degano A.L., Roth G.A. Passive transfer of experimental autoimmune encephalomyelitis in Wistar rats: dissociation of clinical symptoms and biochemical alterations. J Neurosci Res. 2000;59(2):283-290. DOI: 10.1002/(sici)1097-4547(20000115)59:2<283::aid-jnr15>3.0.co;2-s

15. Fetisova E., Chernyak B., Korshunova G., Mun-tyan M., Skulachev V. Mitochondria-targeted Antioxidants as a Prospective Therapeutic Strategy for Multiple Sclerosis. Curr Med Chem. 2017;24(19):2086-2114. DOI: 10.2174/0929867324666170316114452

16. Forslin M., Fink K., Hammar U., von Koch L., Johansson S. Predictors for Employment Status in People with Multiple Sclerosis: A 10-Year Longitudinal Observational Study. Arch Phys Med Rehabil. 2018;99(8):1483-1490. DOI: 10.1016/j.apmr.2017.12.028

17. Fisniku L.K., Chard D.T., Jackson J.S., Anderson V.M., Altmann D.R., Miszkiel K.A., Thompson A.J., Miller D.H. Gray matter atrophy is related to long-term disability in multiple sclerosis. Ann Neurol. 2008;64(3):247-254. DOI: 10.1002/ana.21423

18. Günzler W.A., Flohé L. Glutathione peroxidase. In: Greenwald R.A., editor. Handbook of methods for oxygen research. Boca Raton, Florida: CRC Press, 1985. 285-290

19. Kuhlmann T., Ludwin S., Prat A., Antel J., Brück W., Lassmann H. An updated histological classification system for multiple sclerosis lesions. Acta Neuropathol. 2017;133(1):13-24. DOI: 10.1007/s00401-016-1653-y

20. Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods. 2001;25(4):402-408. DOI: 10.1006/meth.2001.1262

21. Lubetzki C., Zalc B., Williams A., Stadelmann C., Stankoff B. Remyelination in multiple sclerosis: from basic science to clinical translation. Lancet Neurol. 2020;19(8):678-688. DOI: 10.1016/S1474-4422(20)30140-X

22. Lunde H.M.B., Assmus J., Myhr K.M., Bø L., Grytten N. Survival and cause of death in multiple sclerosis: a 60-year longitudinal population study. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2017;88(8):621-625. DOI: 10.1136/jnnp-2016-315238

23. Malpas C.B., Manouchehrinia A., Sharmin S., Roos I., Horakova D., Havrdova E.K., Trojano M., Izquierdo G. et al. Early clinical markers of aggressive multiple sclerosis. Brain. 2020;143(5):1400-1413. DOI: 10.1093/brain/awaa081

24. Mannie M., Swanborg R.H., Stepaniak J.A. Experimental autoimmune encephalomyelitis in the rat. Curr Protoc Immunol. 2009;Chapter 15:Unit 15.2. DOI: 10.1002/0471142735.im1502s85

25. Michaličková D., Hrnčíř T., Canová N.K., Slanař O. Targeting Keap1/Nrf2/ARE signaling pathway in multiple sclerosis. Eur J Pharmacol. 2020;(873):172973. DOI: 10.1016/j.ejphar.2020.172973

26. Miller E.D., Dziedzic A., Saluk-Bijak J., Bijak M. A Review of Various Antioxidant Compounds and their Potential Utility as Complementary Therapy in Multiple Sclerosis. Nutrients. 2019;11(7):1528. DOI: 10.3390/nu11071528

27. Okuda D.T., Mowry E.M., Beheshtian A., Waubant E., Baranzini S.E., Goodin D.S., Hauser S.L., Pelletier D. Incidental MRI anomalies suggestive of multiple sclerosis: the radiologically isolated syndrome. Neurology. 2009;72(9):800-805. DOI: 10.1212/01.wnl.0000335764.14513.1a

28. Paxinos G.T., Watson Ch. The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. (Fourth Edition). Academic Press. San Diego, California, USA: Academic Press. 1998. 256p.

29. Pegoretti V., Swanson K.A., Bethea J.R., Probert L., Eisel U.L.M., Fischer R. Inflammation and Oxidative Stress in Multiple Sclerosis: Consequences for Therapy Development. Oxid Med Cell Longev. 2020;(2020):7191080. DOI: 10.1155/2020/7191080

30. Polak P.E., Kalinin S., Braun D., Sharp A., Lin S.X., Feinstein D.L. The vincamine derivative vindeburnol provides benefit in a mouse model of multiple sclerosis: effects on the Locus coeruleus. J Neurochem. 2012;121(2):206-216. DOI: 10.1111/j.1471-4159.2012.07673.x

31. Popova N.F., Kamchatnov P.R., Riabukhina O.V. Omaron in the complex treatment of patients with multiple sclerosis. S.S. Korsakov J of Neurology and Psychiatry. 2010;110(11):17-20.

32. Raine C.S. Multiple sclerosis: The resolving lesion revealed. J Neuroimmunol. 2017;(304):2-6. DOI: 10.1016/j.jneuroim.2016.05.021

33. Ruano L., Portaccio E., Goretti B., Niccolai C., Severo M., Patti F., Cilia S., Gallo P. et al. Age and disability drive cognitive impairment in multiple sclerosis across disease subtypes. Mult Scler. 2017;23(9):1258-1267. DOI: 10.1177/1352458516674367

34. Sivalingam K., Samikkannu T. Neuroprotective Effect of Piracetam against Cocaine-Induced Neuro Epigenetic Modification of DNA Methylation in Astrocytes. Brain Sci. 2020;10(9):611. DOI: 10.3390/brainsci10090611

35. Solaro C., Ponzio M., Moran E., Tanganelli P., Pizio R., Ribizzi G., Venturi S., Mancardi G.L. et al. The changing face of multiple sclerosis: Prevalence and incidence in an aging population. Mult Scler. 2015;21(10):1244-1250. DOI: 10.1177/1352458514561904

36. Tárnok K., Kiss E., Luiten P.G., Nyakas C., Tihanyi K., Schlett K., Eisel U.L. Effects of Vinpocetine on mitochondrial function and neuroprotection in primary cortical neurons. Neurochem Int. 2008;53(6-8):289-295. DOI: 10.1016/j.neuint.2008.08.003

37. Thompson A.J., Banwell B.L., Barkhof F., Carroll W.M., Coetzee T., Comi G., Correale J., Fazekas F. et al. Diagnosis of multiple sclerosis: 2017 revisions of the McDonald criteria. Lancet Neurol. 2018;17(2):162-173. DOI: 10.1016/S1474-4422(17)30470-2