Поиск подходов к повышению резистентности тканей глаза и ускорению их регенерации при ятрогенных повреждениях (продление)НИР

New strategies for improving regeneration of eye tissues and their protective qualities under conditions of iatrogenic injuries (extention)

Источник финансирования НИР

грант РНФ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ КОМПОНЕНТЫ ЯТРОГЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ РОГОВИЦЫ И СЕТЧАТКИ
Результаты этапа: В 2019 году в рамках Проекта охарактеризованы воспалительные процессы, ассоциированные с развитием трех ятрогенных заболеваний глаза: синдрома сухого глаза, вызванного пребыванием в условиях общей анестезии (периоперационный синдром сухого глаза (ПССГ), повреждение роговицы), УФ-повреждений роговицы (УПР) и светонидуцированной ретинопатии (СР, повреждение сетчатки). Мониторинг этих процессов осуществлялся не только клинически и гистологичеки, но и с помощью биохимического анализа СЖ и ВВ, в которых, наряду с определением цитокинов и маркеров окислительного стресса, детектировались изменения содержания липидных маркеров воспаления. На первом этапе был проведен сравнительный анализ нормальных (базовых) профилей липидных медиаторов воспаления СЖ и ВВ людей и используемого нами вида экспериментальных животных – кроликов. Дальнейшие исследования проводились по следующей схеме. Создавалась группа животных, особям которой индуцировались повреждения ткани глаза в рамках одной из исследуемых моделей. До индукции и в течение последующих 3-7 дней проводился клинический мониторинг развивающегося повреждения, и выявлялись ассоциированные окислительные и воспалительные изменения в СЖ или ВВ, а именно изменения концентрации общего белка, содержания воспалительных цитокинов, уровня перекисного окисления липидов, общей антиоксидантной активности, активности ферментов антиоксидантной защиты, а также профилей липидных маркеров воспаления. На основе полученных данных делался вывод о механизме воспаления, ассоциированного с ятрогенным заболеванием, и производился выбор наиболее перспективного типа специфического противовоспалительного лечения. Далее животным индуцировались повреждения такни глаза в рамках каждой модели и проводилась премедикация ПДТФ, выбранное противовоспалительное лечение или обе терапии одновременно. Во всех случаях проводился мониторинг клинической картины и изменений биохимических свойств жидкостей глаза (СЖ/ВВ). В результате проведенных исследований были получены следующие результаты. СРАВНЕНИЕ НОРМАЛЬНОГО ЛИПИДОМНОГО СОСТАВА СЛЕЗНОЙ ЖИДКОСТИ И ВОДЯНИСТОЙ ВЛАГИ КРОЛИКА И ЧЕЛОВЕКА 1. Разработана методика получения фракции сигнальных липидов из СЖ и ВВ человека и кролика, включая PUFA, оксилипины и производные фософолипидов, для количественного масс-спектрометрического (UPLC-MS/MS) анализа. 2. С применением UPLC-MS/MS в СЖ и ВВ человека идентифицировано 23 липида, включая 3 PUFA (AA, DHA и EPA), 18 оксилипинов (производные AA (PGA2-PGJ2, PGE2, LTB4, 20-carboxy-LTB4, TBX3, 12-HETE), LA (13-HpODE/13-HODE/13-KODE, 9-HpODE/9-HODE/ 9-KODE, 9,10-DiHOME/9,10-EpOME, 12,13-DiHOME/12, 13-EpOME) и ALA (9-HOTRE, 13-HOTRE)) и 2 производных фосфолипидов (OEA и Lyso-PAF). Показано сходство профилей выявленных соединений в анализируемых жидкостях глаза. 3. Методом UPLC-MS/MS в СЖ и ВВ колика идентифицировано 24 соединения, включая 3 PUFA (AA, EPA, DHA), 18 оксилипинов (восемь производных АА (PGA2 + PGJ2, PGD2, PGE2, LTB4, TXB2, 5-HETE, 11-HETE, 12-HETE), восемь производных LA (9-HODE/9-KODE, 13-HODE/13-KODE, 9,10-DiHOME/9,10-EpOME, 12,13-DiHOME/12,13-EpOME) и два производных ALA (9-HOTRE и 13-HOTRE)) и 3 производных фосфолипидов (AEA, OEA и lyso-PAF). Показано сходство профилей выявленных соединений в анализируемых жидкостях глаза. 5. Показано, что в целом липидный профиль СЖ и ВВ кролика соответствует таковому у человека (18 общих соединений), однако некоторые соединения (TXB3 у человека и 5-HETE, 11-HETE и TXB2 у кролика), являются уникальными для соответствующих видов. 6. Предсказано существование общих механизмов биосинтеза сигнальных липидов в глазу млекопитающих, что подтверждает применимость кроликов в качестве модельного вида животных для исследования офтальмоогических заболеваний человека. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ КОМПОНЕНТЫ И ЭФФЕКТИВНОСТИ АНТИОКСИДАНТНОЙ, ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ И КОМПЛЕКСНОЙ ТЕРАПИИ СВЕТОИНДУЦИРОВАННОЙ РЕТИНОПАТИИ (СР) 1. Показано, что развитие СР и ассоциированного воспаления не имеет клинической симптоматики, однако проявляется в виде снижения амплитуды и увеличения латентности a- и b-волн скотопической ЭРГ, что отражает снижение функциональности фоторецепторов и других нейронов сетчатки. 2. Показано, что развитие СР сопровождается изменениями биохимических свойств ВВ, включая симптомы внутриглазного воспаления (повышение общей концентрации белка и содержания провоспалительного цитокина TNF-α) и окислительного стресса (увеличение концентрации малонового диальдегида, падение общей антиоксидантной активности и снижение концентрации супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы). 3. Методом UPLC-MS/MS в ВВ идентифицировано 17 сигнальных липидов (три PUFA, два производных фосфолипидов и двенадцать оксилипинов) и показано, что при СР происходит увеличение содержания AA и DHA и снижение уровней EPA во время облучения, длительное увеличение концентрации lyso-PAF и простагландинов PGE2, PGD2 и PGF2α, а также кратковременное увеличение концентрации производных LA. С учетом специфики путей биосинтеза выявленных соединений, в качестве перспективной противовоспалительной терапии СР предложена пермедикация антиоксидантом ПДТФ с последующей терапией НПВП непафенаком. 4. Показано, что в результате премедикации ПДТФ и/или терапии непафенаком происходит снижение частоты встречаемости гистологических признаков воспаления в сетчатке, а также предотвращается (ПДТФ, комбинированная терапия) или ингибируется (непафенак) снижение ее активности, связанное с СР. Применение всех вариантов лечения снижает выраженность проявлений окислительного стресса в ВВ, причем наибольший эффект наблюдается в случае комбинированной терапии, что указывает на синергетическое действие ПДТФ и непафенака в отношении механизмов СР. 5. Показано, что применение как непафенака, так и ПДТФ препятствует повышению всех COX-зависимых оксилипинов (простагландины) в ВВ, в то время как накопление производных LA подавляется только в случае применения ПДТФ или комбинированной терапии. Лечение непафенаком специфично препятствует повышению lyso-PAF, а оба варианта терапии вызывают рост EPА. Сделан вывод о выраженном противовоспалительном эффекте разрабатываемой терапии (в особенности, ее комбинированного варианта), которая, с учетом того, что оба препарата разрешены к применению в офтальмологии, может быть рекомендована для лечения воспалительных компонентов СР и других дегенеративных заболеваний сетчатки. 6. На основании полученных данных предсказаны возможные механизмы развития СР-ассоциированного воспаления, которое может запускаться за счет выброса lyso-PAF и/или его предшественника/продукта PAF и увеличения концентрации COX-2 в сетчатке, что, в совокупности, стимулирует повышение АА и простагландинов. Эти изменения сопровождаются активацией TNF-α, а также снижением уровня EPA, обладающей противовоспалительной активностью. Указанным процессам предшествует светоидуцируемый окислительный стресс, который может способствовать воспалению через инициацию АФК-зависимого синтеза провоспалительных оксилипинов 9-HODE/13-HODE. 7. Высказано предположение, что выявленные новые свойства непафенака, такие как подавление синтеза/секреции lyso-PAF и стимуляция выработки/секреции EPA (помимо ингибирования синтеза простагландинов) могут лежать в основе его терапевтического эффекта при интраокулярном воспалении. 8. Высказано предположение, что механизм противовоспалительного действия ПДТФ при СР может быть связан с подавлением АФК-зависимого окисления LA с образованием провоспалительных оксилипинов 9-HODE и 13-HODE, а также опосредованным ингибированием синтез простагландинов. 9. Высказано предположение, что защитные свойства ПДТФ в отношении митохондрий включают ингибирование АФК-зависимого синтеза оксилипинов EpOME/DiHOME, обладающих выраженным токсическим действием в отношении этих органелл. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ КОМПОНЕНТЫ И ЭФФЕКТИВНОСТИ АНТИОКСИДАНТНОЙ, ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ И КОМПЛЕКСНОЙ ТЕРАПИИ УФ-ПОВРЕЖДЕНИЯ РОГОВИЦЫ (УПР) 1. Показано, что патологический процесс в роговице, вызванный УФ-светом, сопровождается воспалением и отеком, который сохраняется на 3-4 сутки после облучения и может быть детектирован как повышение гидратации роговицы с помощью инновационного метода ТГц-сканирования. 2. Показано, что развитие УПР сопровождается изменением биохимического состава СЖ, включающим падение концентрации белка, изменение редокс-статуса (снижение концентрации ферментов антиоксидантной защиты и кратковременное повышение общей антиоксидантой активности), а также изменение концентрации маркеров воспаления (повышение TNF-α и снижение IL-10). 3. Показано, что при УПР происходит изменение профиля сигнальных липидов СЖ, включая снижение AA и PGЕ2, значительное увеличение PGD2/15-d-PGJ2, снижение 12-HETE, и существенный рост 5-HETE. 4. Высказано предположение, что регуляция PGD2 и PGE2 в СЖ при УПР происходит на уровне процессирования PGH2 с участием простагландин-D-синтазы и простагландин-Е-синтазы. 5. Высказано предположение, что снижение 12-HETE в СЖ, в целом нехарактерное для интраокулярного воспаления, является специфическим признаком воспалительного процесса, вызванного УФ-излучением. 6. С учетом роста концентрации COX-зависимых оксилипинов в СЖ при УПР, а также ранее показанной высокой эффективности COX-специфической терапии при СР, в качестве препарата для противовоспалительной терапии УПР предложен НПВП непафенак. Однако показано, что он не оказывает существенного эффекта на развитие заболевания (включая изменения состава СЖ) и не дает дополнительных лечебных эффектов на фоне пермедикации ПДТФ. С учетом этого, применение непафенака для терапии УПР признано нецелесообразным. 7. Показано, что применение ПДТФ предотвращает развитие УПР, подавляя изменения в СЖ, характерные для окислительного стресса (компенсационный подъем общей антиоксидантной активности) и воспаления (рост TNF-α и снижение IL-10). 8. Высказано предположение, что поскольку УПР ассоциировано с воспалительными изменениями в передней камере глаза, мониторинг развития этих изменений, а также исследование механизма противовоспалительного действия ПДТФ могут быть осуществлены путем биохимического анализа ВВ. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ПДТФ ПРИ УФ-ПОВРЕЖДЕНИИ РОГОВИЦЫ (УПР): БИОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОДЯНИСТОЙ ВЛАГИ (дополнительные ранее не анонсированные работы) 1. Показано, что УПР сопровождается изменениями содержания воспалительных (повышение концентрации тотального белка и падение концентрации IL-10) и антиоксидантных (снижение общей антиоксидантной активности и активности супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы) маркеров в ВВ. 2. Методом UPLC-MS/MS в ВВ идентифицировано 22 сигнальных липида, включая три PUFA, два производных фосфолипидов и 18 оксилипинов, и показано, что при УПР происходят выраженные изменения воспалительного характера, включающие значительный рост АА, Lyso-PAF, а также рост провоспалительных производных АА (11-HETE, 15-HETE, LTB4, PGD2, PGE2 и PGI2) и снижение противовоспалительных производных ALA (9-HOTRE, 13-HOTRE). 3. Показано, что премедикация ПДТФ подавляет воспалительные изменения в ВВ, предотвращая повышение общего белка и падение IL-10, повышая активность супероксиддисмутазы, ингибируя рост АА, Lyso-PAF и эйкозаноидов (11-HETE, 15-HETE, LTB4, PGD2, PGE2 и PGI2), а также предотвращая падение оксилипинов 9-HOTRE и 13-HOTRE. Кроме того, в результате премедикации снижается концентрация производных LA (12,13-EpOME/12,13-DiHOME), содержание которых не меняется при УПР. 4. Сделан вывод о том, что противовоспалительная активность ПДТФ при УПР имеет более комплексный характер, чем при СР, поскольку подавляет такие признаки воспаления в ВВ, как повышение общего белка и цитокиновый ответ, а также предотвращает рост не только простагландинов и производных LA, но и провоспалительных медиаторов Lyso-PAF, 11-HETE и 15-HETE. Предполагается, что эффект ПДТФ также связан с предотвращением снижения 9-HOTRE и 13-HOTRE, которые обладают противовоспалительным действием. 5. С использованием модели УПР, подтверждено, что защита митохондрий под действием ПДТФ может быть частично обусловлена подавлением синтеза LA-производных 12,13-EpOME/12,13-DiHOME, обладающих токсическими свойствами в отношении этих органелл. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ КОМПОНЕНТЫ И ЭФФЕКТИВНОСТИ АНТИОКСИДАНТНОЙ, ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ И КОМПЛЕКСНОЙ ТЕРАПИИ ПССГ 1. Показано, что выраженные повреждения роговицы при ПССГ происходят на первые сутки после анестезии, и сопровождается падением слезопродукции, однако к 3 суткам наблюдается самопроизвольная регенерация этих симптомов. 2. Установлено, что воспалительный ответ при ПССГ отличается от такового при УПР и СР и включает падение и последующий рост общего белка и снижение IL-10 при отсутствии повышения TNF-α в СЖ. При этом наблюдаются признаки окислительного стресса, включая снижение антиоксидантной активности и активности антиоксидантных ферментов в СЖ. 3. Методом UPLC-MS/MS-анализа в препаратах СЖ животных с ПССГ идентифицировано 17 метаболитов AA, LA и ALA. Показано, что изменения липидомного состава СЖ при ПССГ имеют отложенный характер, а номенклатура липидных маркеров отличается от таковой при УПР и СР. В частности, отсутствуют изменения концентрации COX-производных AA (простагландины), однако происходит существенный рост метаболитов LA (13-HODE и 9-HODE/9-KODE) и ALA, (9-HOTrE и 13-HOTrE), синтезирующиеся под действием LOX и/или неферментативного АФК-зависимого окисления. На основании полученных данных высказано предположение о перспективности применения антиоксиданта (ПДТФ) и селективного ингибитора LOX-5 (Зилеутон) для терапии воспалительной компоненты ПССГ. 4. Создан прототип лекарственной формы на основе Зилеутона для местного применения в виде глазных капель. Полученная форма приготовлена на основе 0,9% (изотонического) растворе натрия хлорида и содержит 0,5% Зилеутона и 50% ДМСО (конъюнктивальные инстилляции 50-70% растворов ДМСО не имеет побочных эффектов). 5. Показано, что премедикация ПДТФ подавляет развитие ПССГ, однако дополнительная терапия Зилеутоном практически не вносит вклад в реэпителиализацию роговицы. В то же время, монотерапия Зилеутоном ускоряет заживление этой ткани и улучшает слезопродукцию у животных с ПССГ. 6. Установлено, что премедикация ПДТФ предотвращает рост общего белка и падение антиоксидантой активности, а также усиливает активность супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы, однако не влияет на содержание воспалительных цитокинов в СЖ. Монотерапия Зилеутоном имеет выраженное противовоспалительное действие, поскольку ускоряет восстановление уровня противовоспалительного цитокина IL-10 в СЖ. При этом комбинированная терапия является менее эффективной, чем действие каждого из препаратов в отдельности. 7. Установлено, что терапия Зилеутоном производит специфический эффект на профили LOX-зависимых щксилипинов в СЖ, не влияя на уровень 12-HETE (продукт 12-LOX), но подавляя рост 5-HETE и LTB4 (продукты 5-LOX), а также снижая уровни 9-HOTrE и 13-HOTrE (продукты 5-LOX). Премедикация ПДТФ снижает концентрацию 13-HODE/13KODE и 9-HODE/9-KODE, которые могут образовываться в результате АФК-зависимого окисления. Это наблюдение является косвенным повреждением того, что противовоспалительное действие ПДТФ основано его антиоксидантной активности. Совместная терапия ПДТФ и Зилеутоном не влияет или снижает эффективность действия каждого из препаратов в отдельности. 8. Высказано предположение о целесообразности разработки и испытания глазных капель на основе Зилеутона. Полученная лекарственная форма может быть использована в составе комплексной терапии ПССГ. Поскольку действие Зилеутона несколько ингибирует анитиоксидантную активность ПДТФ, а премедикация последним снижает противовоспалительное действие Зилеутона, проведение комбинированной терапии с использованием обоих указанных препаратов признано нецелесообразным.
2 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. СОЗДАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ ПЕРЕДНЕГО И ЗАДНЕГО УВЕИТОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИМЕНИМОСТИ КОМПЛЕКСНОЙ (МИТОХОНДРИАЛЬНО-АДРЕСОВАННОЙ АНТИОКСИДАНТНОЙ/ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ) ТЕРАПИИ ДЛЯ ИХ ЛЕЧЕНИЯ
Результаты этапа: Ятрогенные повреждения тканей глаза могут возникать как осложнения хирургических процедур в офтальмологии, номенклатура и частота использования которых постоянно растет. Ранее нами были созданы модели трех ятрогенных заболеваний глаза – УФ-повреждений роговицы (УПР), светоиндуцированной ретинопатии (СР) и периоперационного синдрома сухого глаза (ПССГ), с применением которых было обнаружено, что общим проявлением патологического процесса в них является окислительный стресс и локальное воспаление. В случае присоединения инфекции или наличия аутоиммунных/системных факторов процесс может осложняться за счет вовлечения сосудистой оболочки глаза, приводя к развитию увеитов. В связи с этим, основными новыми задачами, решаемыми в проекте в 2019-2020 годах, являлись характеристика воспалительных процессов, ассоциированных с развитием ятрогенных заболеваний глаза, и поиск подходов к их предотвращению с помощью антиоксидантной терапии, а также путем выявления и таргетирования специфических сигнальных путей, регулирующих эти процессы. Для решения поставленных задач были использованы модели ПССГ, УПР и СР, а также были разработаны и внедрены модели переднего (бактериального) и заднего (аутоиммунного) увеитов. Животным индуцировалась каждая из исследуемых патологий и проводился мониторинг повреждения и воспалительного процесса на клиническом и функциональном уровне, с помощью гистологического исследования, а также анализа экспрессии воспалительных белков в тканях и выявления окислительных и воспалительных изменений в слезной жидкости (СЖ) и водянистой влаге (ВВ). Особенностью используемого подхода являлось выявление набора липидных медиаторов воспаления с помощью таргетного липидомного анализа. По результатам всего комплекса исследований определялся специфический механизм воспаления, ассоциированного с каждым из заболеваний (включая пути биосинтеза оксилипинов с участием ферментов COX, LOX или CYP – эффективных мишеней фармакотерапии), выбирался наиболее перспективный вариант таргетной терапии и осуществлялись ее доклинические испытания, в процессе которых уточнялись механизмы, лежащие в основе противовоспалительного действия каждого из ее компонентов (включая антиоксидант ПДТФ (SkQ1)). С учетом того, что конечной целью проекта являлся максимально полный охват и характеристика ятрогенных офтальмологических заболеваний человека, был также проведен ряд ранее не анонсированных экспериментов с использованием образцов тканей и жидкостей глаза, полученных непосредственно от пациентов. Это сравнительный анализ базовых профилей липидных медиаторов воспаления СЖ и ВВ людей и используемого нами вида экспериментальных животных (кроликов), а также определение изменения проетомного состава склеры пациентов, связанные с развитием открытоугольной глаукомы, медикаментозно-индуцированная форма которой является распространенным ятрогенным заболеванием. В результате проведенных исследований были получены следующие основные результаты. 1. Разработана методика выделения фракции сигнальных липидов из СЖ и ВВ человека и кролика, включая PUFA, оксилипины и производные фософолипидов, и их количественного масс-спектрометрического анализа. С применением этой методики в СЖ и ВВ человека идентифицировано 23 сигнальных липида и показано сходство их профилей в этих жидкостях глаза. Аналогичное исследование СЖ и ВВ кролика позволило идентифицировать 24 липида и также продемонстрировать сходство наборов выявленных соединений. С использованием статистического анализа установлено, что в целом паттерн сигнальных липидов СЖ и ВВ кролика соответствует таковому у человека (18 общих соединений). На основании этого предсказано существование общих механизмов биосинтеза этих соединений в глазу исследуемых видов, что подтверждает применимость кроликов для моделирования офтальмологических заболеваний человека. 2. Показано, что при СР снижение электрофизиологической активности фоторецепторов сопровождается воспалительной реакцией, которая не имеет клинической симптоматики, однако характеризуется изменениями биохимических свойств ВВ: повышением концентрации общего белка, TNF-α, и малонового диальдегида, снижением общей антиоксидантной активности и активности супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы, а также ростом AA и DHA, снижением EPA, длительным увеличением lyso-PAF, PGE2, PGD2 и PGF2α, и кратковременным ростом производных LA. Механизм воспаления может включать выброс lyso-PAF (стимуляция АА), увеличение экспрессии COX-2 (стимуляция простагландинов), активацию TNF-α и снижение EPA, чему предшествует окислительный стресс и АФК-зависимый синтез 9-HODE/13-HODE. С учетом специфики путей биосинтеза выявленных соединений, предложено использовать антиоксидант ПДТФ (SKQ1) и ингибитор COX непафенак в качестве терапии СР. Показано, что в результате применения этих соединений происходит снижение проявлений воспаления в сетчатке, предотвращается нарушение ее активности, а также уменьшается выраженность изменений в ВВ, причем наибольший эффект наблюдается в случае комбинированной терапии. Как непафенак, так и ПДТФ (SKQ1) препятствуют повышению простагландинов, в то время как производные LA снижаются только под действием ПДТФ (SKQ1). Лечение непафенаком препятствует повышению lyso-PAF, а терапия ПДТФ (SKQ1) вызывает рост EPА. Выявленные новые свойства непафенака и ПДТФ (SKQ1) могут лежать в основе их терапевтических эффектов при СР. Защитный эффект ПДТФ (SKQ1) в отношении митохондрий может включать ингибировании АФК-зависимого синтеза оксилипинов EpOME/DiHOME, обладающих токсическим действием в отношении этих органелл. На основании полученных данных совместное применение ПДТФ (SKQ1) и непафенака рекомендовано в рамках комплексной терапии СР. 3. Показано, что УПР сопровождается воспалением и отеком роговицы, и изменениями биохимического состава СЖ, включающими падение концентрации белка и ферментов антиоксидантной защиты, повышение общей антиоксидантой активности, повышение TNF-α и снижение IL-10, а также снижение AA и PGЕ2, повышение PGD2, снижение 12-HETE, и рост 5-HETE. Высказано предположение, что регуляция PGD2 и PGE2 при УПР происходит на уровне процессинга их предшественника PGH2 простагландинсинтазами. Показана низкая терапевтическая эффективность непафенака при УПР. Напротив, ПДТФ (SKQ1) предотвращает развитие УПР, однако это лишь умеренно отражается на составе СЖ, что делает актуальным биохимический анализа ВВ при этом заболевании. Показано, что в ВВ происходит повышение концентрации белка, снижение IL-10, общей антиоксидантной активности и активности антиоксидантных ферментов, а также рост Lyso-PAF, АА и ее производных (11-HETE, 15-HETE, LTB4, PGD2, PGE2 и PGI2) и снижение производных ALA (9-HOTRE, 13-HOTRE). Большинство их этих изменений ингибируется ПДТФ (SKQ1), который дополнительно снижает уровень производных LA (EpOME/DiHOME). Таким образом, противовоспалительная активность ПДТФ (SKQ1) при УПР предотвращает рост не только простагландинов и производных LA, но и провоспалительных медиаторов Lyso-PAF, 11-HETE и 15-HETE, а также предотвращает снижение 9-HOTRE и 13-HOTRE, обладающих противовоспалительным действием. Подтверждено, что защита митохондрий под действием ПДТФ (SKQ1) может быть обусловлена подавлением им синтеза EpOME/DiHOME. 4. Показано, что развитие повреждений роговицы при ПССГ наблюдается на первые сутки после общей анестезии, и сопровождается падением слезопродукции и биохимическими изменениями в СЖ – снижением общей антиоксидантной активности и активности супероксиддисмутазы, снижением IL-10, длительным повышением АА и ее COX-зависимых (PGD2, PGE2, PGF2α) и LOX-зависимых (LTB4, 5-HETE, 12-HETE) производных, а также кратковременным подъемом LOX-зависимых производных LA (9-HODE/9-KODE и 13-HODE/13-KODE) и ALA (9-HOTrE, 13-HOTrE), CYP-зависмых производных LA (9,10-EpOME и 12,13-EpOME), и производного фосфолипида AEA. С учетом вклада окислительного стресса и воспалительных путей, регулируемых при участии АА и ее производных, высказано предположение, что для терапии ПССГ может использоваться ПДТФ (SkQ1) и зилеутон – селективный ингибитор 5-LOX, который дополнительно подавляет секрецию АА и синтез простагландинов. Создан прототип лекарственной формы (глазных капель) на основе зилеутона в 50% ДМСО и показано, что его применение, не влияя на продукцию СЖ, заметно ускоряет заживление роговицы, что является результатом совместного действия его компонентов. ДМСО дает заживляющие и общие противовоспалительные эффекты, предотвращая рост АА, простагландинов, LOX-зависимых производных LA и ALA, CYP-зависимых производных LA и производного фосфатидилэтаноламина AEA. При этом зилеутон снижает инфильтрацию роговицы, неоваскуляризацию и другие проявления острого воспаления за счет специфических эффектов: стимуляции IL-10, предотвращения снижения активности супероксиддисмутазы, а также подавления LTB4 (продукт 5-LOX) и увеличения содержания DHA (противовоспалительный медиатор). В отличие от этого, действие ПДТФ (SkQ1) может быть связано с улучшением слезопродукции, а противовоспалительный эффект этого соединения – с его антиоксидантной активностью, поскольку терапия усиливает антиоксидантные свойства СЖ и снижает уровень липидных медиаторов, которые могут синтезироваться в результате АФК-зависимого неферментативного окисления. Выявлено отсутствие синергии между премедикацией ПДТФ (SkQ1) и терапией зилеутоном при ПССГ. Монотерапия с использованием зилеутона/50% ДМСО впервые рекомендована для лечения синдрома сухого глаза. 5. Разработана модель переднего (бактериального) увеита. Показано, что инравитреальная инъекция ЛПС вызывает острое экссудативное воспаление, характеризующееся ослаблением зрачкового рефлекса, гиперемией конъюнктивы и радужной оболочки, инфильтрацией передней камеры глаза, цилиарного тела, радужной оболочки, стекловидного тела и сетчатки, отеком цилиарных отростков и радужной оболочки, а также опалесценцией, наличием преципитатов, ростом общего белка и накоплением лейкоцитов в ВВ. Изменения сопровождаются окислительным стрессом, поскольку наблюдается снижение общей антиоксидантной активности ВВ, увеличение экспрессии NO-синтазы в цилиарном теле и увеличение активности супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы в ВВ. Развитие увеита характеризуется ростом воспалительных цитокинов в ВВ и цилиарном теле, значительным повышением содержания АА и ее COX-зависимых (простагландинов и тромбоксанов) и LOX-зависимых (HETE) производных в ВВ, а также ростом воспалительного медиатора lyso-PAF и противовоспалительных медиаторов DHA и EPA в ВВ. Сделан вывод, что регуляция воспалительного ответа осуществляется за счет АА и ее COX-зависимых оксилипинов, что дает основания для применения непафенака и ПДТФ (SkQ1) в качестве терапии увеита. Показано, что непафенак дает выраженный положительный эффект (улучшение зрачкового рефлекса, снижение гиперемии и количества лейкоцитов в ВВ) за счет предотвращения повышения как COX-зависимых (простагландинов и тромбоксана B2), так и LOX-зависимых (HETE) производных АА (последнее может быть вязано с тем, что некоторые HETE синтезируются по СОХ2-зависимому пути). Терапия ПДТФ (SkQ1) также улучшает клиническое состояние глаза, снижает количество лейкоцитов в ВВ и уменьшает инфильтрацию и отек вовлеченных тканей за счет снижения уровня простагландинов и HETE, производя при этом специфические эффекты, такие как повышение EPA. Применение ПДТФ (SkQ1) и непафенака рекомендовано в рамках комплексной терапии переднего (бактериального) увеита. 6. Разработана новая экспериментальная модель заднего (аутоиммунного) увеита. Показано, что через 4 недели после иммунизации рековерином развиваются признаки хронического аутоиммунного хориоретинита, такие как субретинальные кровоизлияния, нарушение активности фоторецепторов, очаговая инфильтрация сетчатки и стекловидного тела, набухание и атрофия фоторецепторов, активация Мюллеровской глии, истончение сетчатки, и формирование узелков Далена-Фукса в хориоидее. Эти изменения коррелируют с накоплением антител против рековерина в крови и сопровождаются изменениями в ВВ, включая снижение антиоксидантной активности и активности супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы, повышение TNF-a и IL-6, повышение COX-зависимых (PGD2 и TXB2) и LOX-зависимых (11-HETE) производных АА, снижение производных LA, а также снижение DHA, EPA, и CYP-зависимых оксилипинов. Полученные данные дают основания для применения ингибитора COX непафенака и антиоксиданта ПДТФ (SkQ1) в качестве потенциальной терапии заболевания. Показано, что оба варианта терапии, не оказывая влияния на образование антител против рековерина, предотвращают нарушение активности фоторецепторов сетчатки и препятствуют развитию хронических воспалительных поражений глаза, что может быть связано с ингибированием окислительного стресса и синтеза провоспалительных цитокинов и COX-зависимых эйкозаноидов. При этом каждый их препаратов дает специфические эффекты, такие как активация противовоспалительных медиаторов EPA (ПДТФ (SkQ1)) и DHA (непафенак), а также ферментов антиоксидантной защиты (непафенак). Применение ПДТФ (SkQ1) и непафенака рекомендовано в рамках комплексной терапии аутоиммунного увеита. 7. На основании полученных данных обобщен механизм, лежащий в основе противовоспалительного действия ПДТФ (SkQ1) в тканях глаза, который в первую очередь включает подавление ключевых провоспалительных оксилипинов простагландинов, а также индукцию мощного противовоспалительного медиатора EPA (все модели). Кроме того, эффект может быть связан с антиоксидантным действием ПДТФ (SkQ1), которое приводит к ингибированию АФК-зависимого неферментативного окисления LA и образования провоспалительных оксилипинов HODE/KODE (СР и ПССГ), а также EpOME/DiHOME, обладающих токсическими свойствами в отношении митохондрий (СР и УПР). 8. С использованием образцов склеры пациентов с первичной открытоугольной глаукомой идентифицировано одиннадцать мажорных белков этой ткани и показано, что содержание шести из них (ALB, THBS4, APCS, ANXA2, ANGPTL7 и VIM) увеличивается по мере развития глаукомного процесса. По результатам биоинформатического анализа выявлены общие свойства этих белков, такие как их связь с изменением ВГД и аномалиями рефракции, а также локализация во внеклеточном пространстве, участие во взаимодействиях с внеклеточным матриксом и способность координировать ионы кальция и участвовать в белок-белковых взаимодействиях. Белки могут быть интегрированы в единую сеть, где выделяются три функциональных кластера, один из которых содержит компоненты системы коллаген/внеклеточный матрикс. С учетом полученных результатов и данных литературы предсказано, что патологические изменения при глаукоме могут включать нарушения структуры внеклеточного матрикса, гликозилирования белков, связывания ими кальция, и регуляции цитоскелета фибробластов склеры, а также окислительные и воспалительные реакции. В целом, результаты двухлетней работы позволили значительно расширить современные представления о механизмах, лежащих в основе воспалительных заболеваний глаза. Более того, впервые предложен алгоритм поиска методов селективного таргетирования этих механизмов, что в перспективе позволит разрабатывать эффективные варианты противовоспалительного лечения самых разнообразных офтальмологических патологий. Важнейшее фундаментальное и прикладное значение имеют разработанные и охарактеризованные модели увеитов, с использованием которых можно тестировать различные варианты терапии этих тяжелых воспалительных заболеваний. Предложены новые эффективные методы таргетирования воспалительного компонента широко распространенных ятрогенных повреждений тканей глаза, купирование которого позволит значительно ускорить регенеративные процессы в этих тканях и улучшить общую эффективность лечения. Наконец, в проекте впервые продемонстрированы молекулярный механизм противовоспалительного действия митохондриально-адресованного атиоксиданта ПДТФ (SkQ1), а также выявлен ряд новых эффектов напефенака и зилеутона, что позволит расширить спектр их применения.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".