—

17,58

%

Активация мю-рецептора опиоидов как увеличение уровня Са²⁺

7,527

34,4

26,2

29,9

11,2

IC50

471,4

нМ

50% ингибир

Дополнительно, на основании данных хемореактомного анализа ЭМГПС и монокомпонентных нейропротекторов, а также с использованием результатов протеомного анализа состава полипептидного нейропротектора церебролизина [14—18], анализа состава метаболического нейропротектора Цитофлавина, проведен экспертный анализ синергизма ЭМГПС и церебролизина, ЭМГПС и Цитофлавина.

Результаты

В результате проведения оценок синергизма ЭМГПС (на примере препарата Нейрокс) с другими однокомпонентными препаратами методом хемореактомного анализа были получены оценки более 105 000 биологических активностей, 31 500 из которых осуществлялись в рамках реактома человека (4450 активностей на клетках в культуре, 27 050 — на отдельных белках и белок-белковых комплексах). Обратим внимание, что в ходе дифференциального хемореактомного анализа производился отбор именно синергидных эффектов ЭМГПС и молекул сравнения на различные биологические функции Изученные активности систематизированы в 3 разделах: 1) нейропротективная активность и модуляция нейротрансмиссии, 2) противовоспалительная активность, 3) антитромботическая активность.

1. Нейропротективная активность и модуляция нейротрансмиссии

В соответствии с результатами хемореактомного анализа нейропротективный синергизм между ЭМГПС и исследованными молекулами сравнения может проявляться в повышении выживаемости нейронов в условиях химического стресса, снижении синтеза бета-амилоидного белка и активации рецепторов ряда нейротрансмиттеров (см. табл. 1). Моделирование выживаемости нейронов линии SH-SY5Y в условиях избытка калия, олигомицинового стресса, оксидативного стресса (H₂O₂) показало, что в этих условиях молекулы сравнения могут проявлять сравнимый с ЭМГПС нейропротективный эффект.

Отметим, что экспериментальные исследования нейропротективного действия ЭМГПС и других веществ на культурах зернистых нейронов мозжечка в условиях глутаматного стресса указали на выраженный защитный эффект ЭМГПС [11] и намного более слабый эффект для цитиколина. Хемореактомный анализ показывает, что в условиях избытка калия эффекты ЭМГПС могут, наоборот, быть усилены цитиколином (см. табл. 1).

Полученные оценки констант ингибирования синтеза и агрегации бета-амилоидного белка показывают, что молекулы сравнения (прежде всего пирацетам) могут усиливать более слабые анти-амилоидные эффекты ЭМГПС. Например, в тиофлавиновом тесте ингибирование агрегации амилоида ЭМГПС составило 23,25%, а пирацетамом — 69% (другими молекулами сравнения — 36—39%).

Дифференциальный хемореактомный анализ ЭМГПС указал на возможность того, что некоторые из молекул сравнения активируют серотониновые, каннабиноидные и мю-опиоидные рецепторы в большей степени, чем ЭМГПС. Активация серотонинового рецептора 5-HT1A в среднем составила 17% для ЭМГПС, 27% для пирацетама, 25—26% для цитиколина и холина альфосцерата. Пирацетам и холина альфосцерат также могут активировать каннабиноидный рецептор CB2 на 57,5% (ЭМГПС — на 30,2%). Активация упоминаемых рецепторов соответствует снижению реакции стресса [12].

2. Противовоспалительные эффекты исследуемых молекул

Хемореактомное моделирование ЭМГПС указало на выраженное противовоспалительное действие молекулы, осуществляемое посредством частичного ингибирования ферментов ЦОГ-2 и 5-липоксигеназы, осуществляющих биосинтез провоспалительных простагландинов. В условиях ишемии происходит интенсивный распад фосфолипидов нейрональных мембран и вырабатываются провоспалительные эйкозаноиды простагландин E2, тромбоксаны и др., стимулирующие усиление не только воспалительного фона, но и тромбообразования. Проведенный анализ показал, что противовоспалительные эффекты ЭМГПС могут усиливаться молекулами сравнения вследствие ингибирования эффектов провоспалительных факторов: фактора некроза опухолей (ФНО)-α, интерлейкинов (ИЛ)-1, ИЛ-6 и лейкотриена B4 (см. табл. 2).

Ингибирование биологических эффектов ФНО-α посредством ЭМГПС или молекул сравнения осуществляется по трем механизмам: 1) ингибирование внутриклеточного синтеза ФНО-α, 2) ингибирование высвобождения ФНО-α и 3) ингибирование активации транскрипционного фактора NF-kB, посредством которого осуществляется внутриклеточная передача сигнала от рецептора ФНО-α.

Несмотря на очевидные различия в оценках для разных типов клеток (см. табл. 2), полученные данные позволяют утверждать, что ингибирование синтеза ФНО-α посредством ЭМГПС (IC50=197…754 нМ) в наибольшей степени дополняется пирацетамом (IC50=80…401 нМ) и холина альфосцератом (IC50=80…239 нМ). Также именно эти два соединения в большей степени, чем ЭМГПС, могут ингибировать синтез ИЛ-1 (IC50=140…199 нМ), ИЛ-8 (на 55%...56%).

Помимо торможения эффектов ФНО-α, ИЛ-1, ИЛ-6, ЭМГПС может снижать высвобождение гистамина из базофилов (ЭМГПС — на 37,4%, винпоцетин — на 58,3%), хемотаксис нейтрофилов (ЭМГПС — IC50=335 нМ, винпоцетин или холина альфосцерат — IC50=48 нМ) и синтез супероксид-аниона в нейтрофилах. Таким образом, молекулы сравнения могут дополнять противовоспалительные эффекты ЭМГПС.

3. Антитромботические эффекты ЭМГПС и молекул сравнения

Дифференциальный хемореактомный анализ указал на возможность дополнения антиагрегантных эффектов ЭМГПС антиагрегантными эффектами молекул сравнения (см. табл. 3). Например, в случае ингибирования агрегации тромбоцитов плазмы, индуцированной арахидоновой кислотой, все молекулы сравнения показали намного более низкие значения констант ингибирования (IC50=181…231 нМ) по сравнению с (IC50=945 нМ). Напомним, что более низкие значения констант ингибирования соответствуют более высокой эффективности ингибирования. Аналогичные оценки были получены при анализе ингибирования агрегации тромбоцитов, индуцированной 4 мкМ АДФ (IC50 ЭМГПС 178 нМ, молекул сравнения — 41…82 нМ).

Таким образом, результаты дифференциального хемореактомного анализа показывают, что фармакологические эффекты ЭМГПС и молекул сравнения могут существенно дополнять друг друга. Для выбора молекул сравнения, которые в наибольшей степени «синергидны» ЭМГПС, мы разработали шкалу, которая включает балльные оценки каждой из фармакологических активностей, перечисленных выше. Шкала состоит из трех разделов: 1) нейропротективная активность и модуляция нейротрансмиссии, 2) противовоспалительные эффекты, 3) антитромботические эффекты ЭМГПС и молекул сравнения.

В каждом разделе шкалы сравнение эффектов ЭМГПС и других молекул проводилось по каждой из исследованных активностей с использованием 3-балльной системы: 0 — ЭМГПС проявляет активность, значительно более высокую или не найденную у молекулы сравнения; 1 — эффект ЭМГПС сравним с эффектом молекулы сравнения; 2 — молекула сравнения существенно дополняет эффекты ЭМГПС; 3 — молекула сравнения проявляет активность, которая значительно ниже или не найдена у ЭМГПС. Вычисление «баллов синергизма» для каждой из активностей из 3 разделов основывалось на статистических различиях в значениях констант, полученных в результате проведения дифференциального хемореактомного анализа.

В целом анализ полученных результатов с использованием разработанной балльной шкалы показал, что наиболее подходящими синергистами ЭМГПС являются пирацетам, цитиколин и холина альфосцерат. Анализ распределений значений «балла синергизма» между ЭМГПС и различными молекулами сравнения (рис. 1, а, на цв. вклейке) указывает, что наиболее частым значением балла синергизма для пирацетама, цитиколина и холина альфосцерата являлось «2 — молекула сравнения существенно дополняет эффекты ЭМГПС», а для винпоцетина типичное значение балла составило «1 — эффект ЭМГПС сравним с эффектом молекулы сравнения». Суммарные значения «балла синергизма» были наиболее высокими для пирацетама и холина альфосцерата (см. рис. 1, б, на цв. вклейке).

Рис. 1. Оценки «балла синергизма» между ЭМГПС и молекулами сравнения. а — распределение значений «балла синергизма» (по всем разделам шкалы). б — суммарные значения.

Анализ оценок синергизма ЭМГПС и молекулам сравнени по 3 разделам балльной шкалы показал, что суммарные значения баллов по двум разделам из трех были максимальны для пирацетама. В случае раздела «3 — антитромботические эффекты» сумм баллов были практически равны для всех молекул сравнения (рис. 2).

Рис. 2. Суммы «баллов синергизма» между ЭМГПС и молекулами сравнения по разделам шкалы.

Из данных, представленных на рис. 2, следует, что синергизм ЭМГПС с каждой из исследованных молекул сравнения был наиболее выражен по отношению к противовоспалительному действию. Вклад молекул сравнения в противовоспалительный синергизм с ЭМГПС весьма различен. Пирацетам в максимальной степени ингибирует синтез ФНО-α и ИЛ-8, а также высвобождение гистамина из базофилов. Винпоцетин в наибольшей степени воздействует на ингибирование высвобождения гистамина из базофилов. Цитиколин в большей степени ингибирует синтез ФНО-α и высвобождение гистамина из базофилов. Холина альфосцерат в большей степени ингибирует синтез ФНО-α и ИЛ-8.

При хемореактомной оценке дозозависимых эффектов исследованных молекул на модели электрошоковой амнезии у мышей (рис. 3, на цв. вклейке)) пирацетам показал максимальный эффект на малых дозах (2…3 мг/кг, ~33%). ЭМГПС, винпоцетин, цитиколин и холина альфосцерат развивали максимальный антиамнестический эффект в дозе ~5 мг/кг (~17%). Таким образом, комбинация «ЭМГПС+пирацетам» может быть наиболее эффективной для поддержки функции памяти.

Рис. 3. Хемореактомные оценки дозозависимых эффектов исследуемых молекул на модели электрошоковой амнезии у мышей.

4. Анализ синергизма ЭМГПС и пептидных препаратов

Пептидные препараты (церебролизин, актовегин) отличаются крайне сложным молекулярным составом, что не позволяет применить рассмотренный выше метод дифференциального хемореактомного анализа. Для оценки синергизма нейропротекторов принципиально важно знать пептидный состав этих препаратов, чтобы выделить молекулярные маршруты, в рамках которых и осуществляется синергизм с ЭМГПС.

Информация о пептидном составе актовегина отсутствует в опубликованной литературе (159 статей в базе данных PUBMED, 522 статьи в базе данных ELIBRARY). Исследования состава церебролизина были проведены ранее [13—18] и указали на наличие в препарате активных пептидных фрагментов фактора роста нервов (ФРН) [16], энкефалинов, орексина, галанина [17, 18].

ФРН необходим для развития и восстановления сетей нейронов [19]. Энкефалины — эндогенные опиоидные пептидные нейротрансмиттеры, поддерживающие реакцию на стресс, восприятие боли, эмоции. Орексин-А воздействует на энергетический метаболизм, баланс гормонов, регуляцию уровня жидкости в организме, увеличивает уровни экспрессии нейротрофина-3, стимулируя образование новых нейронов и синаптогенез [20]. Галанин участвует в синтезе АТФ, регулировании секреции ацетилхолина, серотонина и норадреналина, проявляет противоэпилептическое антидепрессантное и седативное действие [21], необходим для спраутинга аксонов [22].

Нейропротективные свойства Церебролизина связаны с: 1) активацией сигнального каскада Shh, 2) активацией сигнального пути PI3K/Akt и 3) модуляцией системы синтеза/секреции оксида азота. На моделях диабета церебролизин снижает уровни ФНО-α, повышает уровни инсулиноподобного гормона роста IGF-1 и серотонина. Заметим, что актовегин также проявляет отчасти схожую активность, снижая уровни провоспалительных цитокинов ИЛ-lβ и ФНО-α [23].

Таким образом, имеющаяся информация о пептидном составе Церебролизина указывает на комплекс механизмов нейропротекторного действия этого препарата, что позволяет провести качественные оценки синергизма Церебролизина и ЭМГПС (табл. 4). И церебролизин, и ЭМГПС способствуют торможению апоптоза, восстановлению сетей нейронов, синаптической передаче сигнала, поддержке энергетического метаболизма, модуляции нейротрансмиссии (прежде всего ацетилхолиновой), вазодилатации (биосинтез NO), угнетению процессов воспаления (ослабление эффектов ФНО-α через каскад Iκb/NFκb), улучшению метаболизма глюкозы и антиоксидантному действию. Церебролизин в наибольшей степени дополняет ЭМГПС с точки зрения активации регенераторных сигнальных каскадов Shh и PI3K/Akt. Очевидно, что ЭМГПС может создавать существенно лучшие условия для осуществления нейротрофических эффектов пептидов Церебролизина, тем самым расширяя «терапевтическое окно».

Таблица 4. Качественный анализ фармакологического синергизма ЭМГПС и Церебролизина

5. Синергизм ЭМГПС и многокомпонентного метаболического препарата

Цитофлавин способствует поддержке энергетического метаболизма нейронов в условиях гипоксии.

Механизмы фармакологической активности Цитофлавина достаточно сложны и обусловлены тем, что действующие вещества либо проявляют анаболическое действие (янтарная кислота — субстрат цикла Кребса, рибоксин — своего рода молекула-предшественник АТФ), либо необходимы для синтеза кофакторов белков энергетического метаболизма (никотинамид — для синтеза НАДФ, рибофлавин — для синтеза ФАД). Подтверждены антиоксидантный, антигипоксантный, репаративный и нейропротекторный эффекты Цитофлавина [24—26].

Метаболические эффекты Цитофлавина существенным образом дополняют молекулярные эффекты ЭМГПС. Хемореактомные анализы показали, что ЭМГПС может являться агонистом ацетилхолиновых и ГАМК-A рецепторов, проявлять противовоспалительное, нейропротекторное, нейротрофическое, антиагрегантное, сахароснижающее и гиполипидемическое действие [5, 6, 14, 27]. Количественный анализ синергизма между ЭМГПС и молекулярными компонентами Цитофлавина не представляется возможным.

Заключение

Уникальность действия ЭМГПС (Нейрокс) позволяет стабилизировать нарушения метаболических и белоксинтетических процессов в сосудистой стенке и нейронах, патологические процессы в клеточных мембранах, корригировать нейромедиаторный дисбаланс. Геронтоинформационный анализ подтвердил низкую частоту побочных эффектов этой молекулы (зуд, запоры, парестезии, тошнота и др.) [27], что позволяет рекомендовать его различным группам пациентов. Хемореактомный анализ показал, что ЭМГПС может обеспечивать благоприятный фон для достижения максимальной эффективности терапии при использовании с другими препаратами. Важные для клинической практики оценки синергизма ЭМГПС и таких препаратов, как пирацетам, винпоцетин, цитиколин, холина альфосцерат, делают возможным оптимальный выбор комбинаций лекарственных препаратов. Особенно это значимо для пациентов пожилого возраста, принимающих одновременно более двух лекарственных средств.

Выбор оптимальной схемы терапии пациентов с ХИМ зависит от нескольких факторов: возраста пациентов; наличия или отсутствия выраженных когнитивных нарушений.

Возраст пациентов играет важную роль в выборе лекарственных препаратов. Согласно результатам хемореактомного анализа, у пожилых пациентов более высокий балл синергизма комбинаций «ЭМГПС+цитиколин» и «ЭМГПС+холина альфосцерат». В условиях возрастзависимого избытка калия эффекты ЭМГПС могут быть более усилены цитиколином. У молодых пациентов без выраженной клинической симптоматики возможна монотерапия ЭМГПС.

Как правило, с возрастом связаны и когнитивные нарушения. Экспертные оценки указывают на синергизм эффектов ЭМГПС и Церебролизина, пирацетама, цитиколина, холина альфосцерата. Все молекулы сравнения могут усиливать более слабые антиамилоидные и противовоспалительные эффекты ЭМГПС. У пациентов с длительной артериальной гипертензией возможна комбинация ЭМГПС+винпоцетин, однако она не имеет преимуществ по сравнению с другими. Целесообразно начинать терапию с комбинации препаратов (например, Нейрокс+Церебролизин) с последующим переходом на:

— ЭМГПС+Цитиколин при наличии выраженных двигательных нарушений, соматической патологии (в том числе при хронических болевых синдромах, болях в суставах), так как данная комбинация обладает максимально выраженным противовоспалительным эффектом.

— При выраженных нарушениях памяти предпочтительно использование ЭМГПС+пирацетам, ЭМГПС+холина альфосцерат.

Таким образом, выбор схем нейропротективной терапии у пациентов с хронической ишемией головного мозга на основе анализа синергизма лекарственных взаимодействий дает врачу возможность индивидуального, персонифицированного подхода, повышающего эффективность лечения [3].

Работа выполнена по гранту РФФИ № 19-07-00356

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.