WO2025023864A1 - Method for treating traumatic brain injury and drug for carrying out said method - Google Patents
Method for treating traumatic brain injury and drug for carrying out said method Download PDFInfo
- Publication number
- WO2025023864A1 WO2025023864A1 PCT/RU2024/050028 RU2024050028W WO2025023864A1 WO 2025023864 A1 WO2025023864 A1 WO 2025023864A1 RU 2024050028 W RU2024050028 W RU 2024050028W WO 2025023864 A1 WO2025023864 A1 WO 2025023864A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- human
- amino acid
- apoa
- functionally significant
- human apoa
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
- A61K38/16—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- A61K38/17—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
Definitions
- the invention relates to medicine, in particular experimental pharmacology, and can be used to create pharmaceutical compositions and dosage forms intended for the treatment of traumatic brain injury.
- TBI traumatic brain injury
- TBI The highest risk of TBI is observed at the age of 15 to 24 years and after 70 years, and in the latter, TBI is associated mainly with falls, industrial, sports and domestic injuries.
- TBI is associated mainly with falls, industrial, sports and domestic injuries.
- the leading role is played by disturbances of the main neurodynamic processes in the central nervous system, causing vascular, cerebrospinal fluid dynamic and endocrine-humoral disorders.
- the reaction of the vascular system of the brain is manifested by widespread vascular spasm with subsequent hyperemia of the brain and venous congestion.
- disorders of cerebrospinal fluid circulation are associated with the development of cerebrospinal fluid hypertension, disturbances in the permeability of the blood-brain barrier.
- TBI hypothalamic-pituitary system
- pharmacological agents for the treatment of TBI diuretics, calcium channel blockers (nifedipine), vasodilators and antihypertensive drugs (cinnarizine, cavinton and inhibitors of angiotensin converting enzyme and its vascular receptors), tranquilizers (relanium, seduxen) and nootropic drugs (nootropil, phenotropil) are mainly used.
- non-steroidal (ketoprofen) and steroidal (dexamethasone) anti-inflammatory drugs Basically, the goal of drug therapy for TBI, regardless of its severity, is to reduce craniocerebral pressure and restore cerebral hemodynamics, stopping the inflammatory reaction to eliminate the phenomena of cerebral hypoxia.
- Patent RU 2477150 C2 published 10.03.2013, Bulletin No. 7 describes a method for treating patients with traumatic brain injury against the background of hypertension syndrome in the acute period.
- the patient's blood is collected and 50 ml of erythrocytes are then isolated from it.
- the erythrocytes are saturated with 1 ml of dexamethasone and returned to the patient's circulatory system.
- the procedure is carried out once a day with an interval of 2-3 days.
- the course of treatment is 5 procedures.
- the method allows to reduce the treatment time for this category of patients due to the most complete delivery of the drug, ensured by the saturation of the patient's erythrocytes with it.
- the disadvantage of the proposed method is the complexity of its implementation and the large number of side effects from the use of dexamethasone.
- Patent RU 2309745 C2 published 10.11.2007, Bulletin No. 31, proposes to use a drug with complex anti-ischemic, antihypoxic and anticonvulsant effects for the treatment of TBI.
- Zopiclone a "non-benzodiazepine" benzodiazepine receptor agonist, is used as such a drug. It was shown that in the first three days of the post-traumatic period, zopiclone increased the resistance of the brain to ischemia, hypoxia, hypercapnia and convulsions during trauma by 24.9-42.6% (versus the vasodilator nimodipine or the antihypoxant sodium oxybutyrate). The main disadvantage of zopiclone is its side effect associated with a sedative effect and the development of drug dependence.
- Erythropoietin is used to treat combined craniocerebral trauma to compensate for post-traumatic anemia.
- patent RU 2446834 C2 published 10.04.2012, Bulletin No. 10 describes a method for treating victims with severe combined craniocerebral trauma (CCT). For this, the victim undergoes standard, generally accepted intensive therapy.
- the drug EpoCrin erythropoietin
- EpoCrin is administered intravenously by jet stream.
- EpoCrin is administered once at a dose of 10,000 IU.
- EpoCrin is administered at a dose of 10,000-20,000 IU.
- EpoCrin is administered at a dose of 10,000 IU.
- Epocrin is administered in a dose of 5000-10000 ME per day of the post-traumatic period.
- the developed regimen for the administration of Epocrin which is included in the intensive care of patients with severe combined TBI, allows for an increase in the effectiveness of treatment, a decrease in mortality and the number of cases of complications.
- the main disadvantage of the proposed method is its narrow pathophysiological focus, in particular, the method is aimed only at compensating for post-traumatic anemia and in no way affects the inflammatory and neurodegenerative processes in the brain that arise after TBI. As a result, its effectiveness is insufficient for the treatment of TBI, but is sufficient only for compensating for post-traumatic anemia.
- Patent RU 2406506 C1 published 20.12.2010, Bulletin No. 35 provides a pharmaceutical composition of choline alfoscerate in the form of an injection solution (cholitilin), which has nootropic activity and cholinomimetic action, a method for the treatment/prevention of CNS diseases and the consequences of traumatic brain injury.
- the pharmaceutical composition contains choline alfoscerate as an active ingredient in a therapeutically effective amount and povidone (plasdone or kollidone) as a pharmaceutically acceptable carrier in an amount of 0.2-0.8 wt.% based on 100% of the entire composition.
- the pharmaceutical composition according to the invention is used for the treatment or prevention of CNS diseases and the consequences of traumatic brain injury.
- the main disadvantage of the pharmaceutical composition is the side effects associated with the cholinomimetic action of cholelithin, such as nausea, abdominal pain and permanent confusion.
- Patent RU 2554502 C9 published 27.06.2015, Bulletin No. 18 provides data on the effectiveness of using M-(2-adamantyl)-hexamethyleneimine hydrochloride (himantane) as a treatment for cerebrovascular accidents and brain injuries.
- himantane M-(2-adamantyl)-hexamethyleneimine hydrochloride
- the technical result consists in implementing the declared purpose: it was shown that himantane at a dose of 5 mg/kg when administered intravenously caused an increase in cerebral blood flow in the cerebral cortex of rats after ischemic brain damage, without changing the level of arterial pressure. The drug had no significant effect on the blood supply to the brain of intact animals and did not cause changes in heart rate or respiratory rate. All Adamantane derivatives have a large number of side effects, among which the most common are: insomnia, psychomotor agitation, paranoid exogenous psychosis accompanied by visual hallucinations (in predisposed elderly patients), dizziness, decreased visual acuity.
- Patent RU2414901 C2 published 27.03.2011, Bulletin No. 9 describes a drug that has a neuroprotective effect in the acute period of traumatic brain injury.
- the proposed drug is the well-known anticonvulsant lamotrigine (other names for the substance are lamictal, lamolep) as a drug that prevents ischemic and hypoxic disorders in the acute period of traumatic brain injury.
- lamotrigine increases the resistance of the brain to the leading factors of its secondary damage by 24.9-42.6% and increases the life expectancy of mice in the post-traumatic period by 109.6%.
- the disadvantage of the proposed agent is a large number of side effects from the central nervous system, liver and hematopoietic system.
- a drug similar to the above-described one in the pharmacological group is proposed for use in patent RU 2318501 C2, published 10.03.2008, Bulletin No. 7. It is proposed to use adepiprole (sodium volproate) as such a drug, which has a multifactorial neuroprotective and nootropic effect in traumatic brain injury.
- adepiprole sodium volproate
- a high protective anticonvulsant index of sodium valproate was discovered in the post-traumatic period with major convulsions if it is prescribed from the 2nd day after the injury.
- a course of treatment with the drug not only restores the learning rate of injured animals to the level of intact animals, but also stimulates the acquisition of behavioral adaptive responses, including delayed reproduction of adaptive reactions (a method for assessing the state of mnemonic functions).
- the main disadvantage of the claimed drug is also a large number of side effects from the central nervous system and the hematopoietic system; the drug has hepatotoxicity.
- Patent RU 2766785 C1 published 15.03.2022, Bulletin No. 8 describes a method for correcting the pathology of 2-amino-5-ethyl-1,3,4-thiodiazolium-1-acetyl-aminoethanoate in traumatic brain injury.
- the invention relates to medicine, in particular to experimental pharmacology.
- a method for correcting neurological deficit in traumatic brain injury includes modeling of traumatic brain injury in rats by free fall of a 155 gram load from a height of 0.6 m.
- 2-amino-5-ethyl-1,3,4-thiodiazolium-N-acetyl-aminoethanoate is administered intragastrically through a tube, for a course of 3 days, at a dose of 50 mg / kg, once, the first time 30 minutes before modeling the pathology, with subsequent administration for 2 days.
- the method leads to significant correction of the consequences of traumatic brain injury.
- Mexidol is an inhibitor of free radical processes, a membrane protector with antihypoxic, stress-protective, nootropic, anticonvulsant and anxiolytic effects.
- the drug increases the body's resistance to the effects of various damaging factors (shock, hypoxia and ischemia, cerebrovascular accidents, alcohol intoxication and antipsychotic drugs /neuroleptics/).
- the mechanism of action of Mexidol® is due to its antioxidant, antihypoxic and membrane-protective effects.
- the drug inhibits lipid peroxidation, increases superoxide dismutase activity, increases the lipid-protein ratio, reduces membrane viscosity, and increases its fluidity.
- Mexidol modulates the activity of membrane-bound enzymes (calcium-independent phosphodiesterase, adenylate cyclase, acetylcholinesterase), receptor complexes (benzodiazepine, GABA, acetylcholine), which enhances their ability to bind to ligands, helps maintain the structural and functional organization of biomembranes, transport of neurotransmitters and improve synaptic transmission. Mexidol increases the content of dopamine in the brain.
- the drug causes an increase in compensatory activation of aerobic glycolysis and a decrease in the degree of inhibition of oxidative processes in the Krebs cycle under hypoxia with an increase in the content of ATP and creatine phosphate, activation of energy-synthesizing functions of mitochondria, stabilization of cell membranes.
- the drug improves metabolism and blood supply to the brain, improves microcirculation and rheological properties of blood, reduces platelet aggregation. Stabilizes the membrane structures of blood cells (erythrocytes and platelets) during hemolysis. It has a hypolipidemic effect, reduces the content of total cholesterol and LIN.
- the anti-stress effect is manifested in the normalization of post-stress behavior, somatovegetative disorders, restoration of "sleep-wake” cycles, impaired learning and memory processes, reduction of dystrophic and morphological changes in various structures of the brain.
- the main disadvantage of Mexidol is its relatively low effectiveness in craniocerebral trauma.
- Apolipoproteins are structural components of serum lipoproteins that perform important transport and regulatory functions in the body.
- the advantage of their use as drugs is their natural origin, since they are not foreign to the body's immune system.
- apolipoprotein AI (ApoA-I), the main protein component of high-density lipoprotein particles, plays a critical role in maintaining the integrity of cerebral vessels and reducing the risk of Alzheimer's disease.
- Intravenous administration of radioactive iodine-labeled ApoA-I ( 125 I-ApoA-1) to wild-type rats showed the presence of 125 1-ApoA-1 in various parts of the brain, indicating overcoming the blood-brain barrier, including through cholesterol-mediated endocytosis into transformed endothelial cells of human brain microvessels, transcytosis through the endothelium [Zhou AL et al. Apolipoprotein AI Crosses the Blood-Brain Barrier through Clathrin-Independent and Cholesterol-Mediated Endocytosis // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2019. 369:481-488].
- D-4F a peptidomimetic of apolipoprotein AI consisting of D-amino acids, previously known as an agent promoting lipid metabolism of foamy macrophages in atherosclerosis, was studied as a neuroprotective agent in spinal cord injury. It was found that D-4F can promote the removal of myelin debris, reduce the formation of foamy macrophages at the lesion site, and promote neuroprotection and restoration of motor function after spinal cord injury.
- D-4F may be related to its ability to enhance the expression of ATP-binding cassette transporter Al (ABCA1), the major transporter that mediates lipid efflux in foamy macrophages, since inhibition of ABCA1 activity can reverse the effect of D-4F in vitro. It is concluded that D-4F may be a promising candidate for the treatment of spinal cord injury by promoting the clearance of myelin debris by foamy macrophages via the ABCA1 pathway [Li J. et al. D-4F, an apolipoprotein AI mimetic, promotes the clearance of myelin debris and the reduction of foamy macrophages after spinal cord injury // Bioengineered. 2022; 13(5): 11794-11809].
- ABCA1 ATP-binding cassette transporter Al
- a nanocomplex for targeted reparation of vascular-nerve damage including a lipid, an apolipoprotein and a target peptide, which in diabetic encephalopathy is capable of predominantly purposefully binding to the cerebrovascular endothelium by binding the target peptide in order to restore vascular endothelial cells, promote the removal of A ⁇ plaques near blood vessels and restore components of cerebrovascular and neurovascular units, such as microglial cells, astrocytes and neurons.
- One or more apoproteins from the group of ApoE, ApoA-I, ApoA-II and ApoC-I can be included in the nanocomplex as apoproteins.
- the nanocomplex reduces cognitive impairment by restoring cerebrovascular functions and cerebral blood flow in diabetic encephalopathy and Alzheimer's disease. Its use in traumatic brain injury has not been studied [WO2021089053 Al NANO COMPLEX FOR TARGETED REPAIRING OF NEUROVASCULAR LESION, AND PREPARATION AND USE THEREOF].
- the article by Yan_Ji-G. et al. shows the use of 4F, apolipoprotein AI mimetic, for the treatment and prevention of traumatic brain injury caused by vibration disease in rats exposed to vibration for 8 weeks.
- 4F has 5 main preventive effects: increased vasodilation and decreased endothelial damage; increased NO concentration in the blood and decreased superoxide to prevent neuronal damage; increased high-density lipoproteins (L11VP), which improves endothelial restoration; protection of myelin of nerve fibers, which may be associated with an increase in L11VP; reduction of secondary inflammation, edema and intraneural pressure, thereby preventing neuronal atrophy and apoptosis [Yan Ji-G. et al.
- the technical problem of the present invention is to expand the arsenal of therapeutic means for the treatment of traumatic brain injury, which is a consequence of a single exposure to a traumatic factor (contusion).
- the technical problem posed is solved by using human apolipoprotein AI or its functionally significant fragments for the treatment of craniocerebral an injury resulting from a single exposure to a traumatic factor (contusion).
- the technical result is an improvement in locomotor activity and cognitive functions, a reduction in morphological disturbances in the structure of the subject's brain tissue.
- Apolipoprotein A-I is a native (natural) apolipoprotein of blood plasma, which is part of high-density lipoproteins (HDL).
- a brain contusion or brain injury, is an injury in the form of macrostructural destruction of brain matter, often with a hemorrhagic component, occurring at the moment of exposure to a traumatic agent. Contusions are classified as mild, moderate, and severe.
- Recombinant ApoA-1 is a protein characterized by the amino acid sequence of natural ApoA-1, obtained by genetic engineering by constructing recombinant DNA, which provides, as part of a plasmid vector, the expression of a synthetic gene including the nucleotide sequence encoding human ApoA-1 in bacterial, mammalian or yeast cells, which can be used as producers of ApoA-1.
- a therapeutically effective amount is a dose of the claimed agent, when administered to a subject, sufficient to obtain the claimed technical result aimed at treating a traumatic brain injury.
- a pharmaceutically acceptable carrier means that the carrier must be compatible with the other ingredients of the composition and not harmful to its recipient, i.e., be non-toxic to cells or mammals at the doses and concentrations in which it is used.
- a functionally significant fragment is a fragment of the complete amino acid sequence of human ApoA-1 (amino acid residues No. 1-243), which has functional autonomy and functional activity, ensuring, as part of the claimed agent, the achievement of the technical results claimed in the invention.
- Traumatic brain injury is a complex of contact injuries to the skull, brain matter and its membranes, blood vessels and/or cranial nerves, accompanied by clinical symptoms and, in most cases, morphological changes in the presence of a clear traumatic history, having a single mechanism and duration of formation. Disclosure of the essence of the invention
- the invention relates to a means for treating traumatic brain injury, comprising human ApoA-1 (ApoA-1) or a functionally significant fragment.
- Human ApoA-1 has an amino acid sequence of 243 aa with a molecular weight of 28.5 kDa, SEQ ID NO 1 (amino acid residues 1-243)
- said agent comprises a functionally significant fragment of human ApoA-1.
- the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is an N-terminally truncated amino acid sequence of human ApoA-1.
- the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is the amino acid sequence of human ApoA-1 truncated at the N-terminus by 2 amino acid residues (amino acid residues 3-243).
- said agent is formulated as a pharmaceutical composition comprising human ApoA-1 or a functionally significant fragment thereof and a pharmaceutically acceptable carrier.
- the pharmaceutically acceptable carrier is water for injection or saline solution.
- the above-mentioned agent is also intended for use in the treatment of craniocerebral trauma.
- the invention also relates to the use of the above-mentioned agent for the treatment of craniocerebral trauma.
- the above agent comprises a functionally significant fragment of human ApoA-1.
- the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is an N-terminally truncated amino acid sequence of human ApoA-1.
- the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is the amino acid sequence of human ApoA-1 truncated at the N-terminus by 2 amino acid residues (amino acid residues 3-243).
- said agent is formulated as a pharmaceutical composition comprising human ApoA-1 or a functionally significant fragment thereof and a pharmaceutically acceptable carrier.
- the pharmaceutically acceptable carrier is water for injection or saline solution.
- the invention also relates to a method for treating traumatic brain injury.
- the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is an N-terminally truncated amino acid sequence of human ApoA-1.
- the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is the amino acid sequence of human ApoA-1 truncated at the N-terminus by 2 amino acid residues (amino acid residues 3-243).
- said agent is formulated as a pharmaceutical composition comprising human ApoA-1 or a functionally significant fragment thereof and a pharmaceutically acceptable carrier.
- the pharmaceutically acceptable carrier is water for injection or saline. In one embodiment, the administration of the above agent is carried out locally or parenterally.
- parenteral administration is performed intravenously or intramuscularly.
- local administration is performed subcutaneously.
- the subject with signs of traumatic brain injury is a mammal, in particular a human.
- Fig. 1 Morphological changes in the cerebral cortex of mice 5 weeks after modeling of traumatic brain injury. Magn. 200.
- Fig. 2 Morphological changes in the cerebral cortex of mice 5 weeks after modeling of traumatic brain injury and weekly administration of recombinant anoAl. Note: a - disintegration of the external granular layer; b - diffuse infiltration of the external granular layer by microglial cells; c - formation of a large focus of neuronophagy under the pia mater; d - large focus of neuronophagy. a, d - staining with toluidine blue; b, c - staining with hematoxylin and eosin, a, b, d - magnification 200; c - magnification 400.
- the invention relates to a means for treating traumatic brain injury and includes native or recombinant human ApoA-I with an amino acid sequence of 243 aa, a molecular weight of 28.5 kDa, or a functionally significant fragment thereof.
- said agent comprises a functionally significant fragment of human ApoA-I.
- the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is an amino acid sequence of human ApoA-I shortened at the N-terminus (SEQ ID NO: 1, amino acid residues 1-243, ApoA-1-1-243), which has functional autonomy and functional activity that ensures, as part of the claimed agent, the technical results claimed in the invention.
- the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is the amino acid sequence of human ApoA-I, truncated at the N-terminus by 2 amino acid residues, with a size of 241 aa and a molecular weight of 28.3 kDa (SEQ ID NO: 2, amino acid residues 3-243, ApoA-1-3-243).
- a functionally significant fragment of human ApoA-I can be obtained using genetic engineering methods by constructing recombinant DNA that provides, as part of a plasmid vector, expression in a bacterial or yeast or other cell of a synthetic gene that has a nucleotide sequence encoding a functionally significant fragment of human ApoA-I, with subsequent isolation of the recombinant protein synthesized in the cell, encoded by the nucleotide sequence of the synthetic gene, and obtaining on its basis a functionally significant fragment of human ApoA-I using methods known to a specialist, but is not limited to the said genetic engineering method.
- a functionally significant fragment of human ApoA-I having the amino acid sequence of human ApoA-1-1-243, shortened from the N-terminus by 2 amino acids residue (rAnoA-I-3-243) was obtained by genetic engineering by cloning a synthetic gene containing the nucleotide sequence of the human ApoA-1-1-243 gene in E. coli cells, followed by isolation of the target protein and its acid hydrolysis to obtain rApoA-1-3-243, as described in the patent according to Russian Federation Patent No. 2573930.
- the above agent is formulated as a pharmaceutical composition comprising human ApoA-1-1-243 or hApoA-1-1-243 or a functionally significant fragment thereof, and a pharmaceutically acceptable carrier.
- the pharmaceutically acceptable carrier is water for injection or saline solution.
- the pharmaceutical composition comprises human hApoA-1-3-243 and water for injection.
- the invention also relates to the use of human ApoA-1-1-243 or human hApoA-1-1-243 or a functionally significant fragment thereof for the treatment of traumatic brain injury.
- said agent comprises a functionally significant fragment of human ApoA-1.
- the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is an amino acid sequence of human ApoA-1 shortened at the N-terminus (SEQ ID NO: 1, amino acid residues 1-243, ApoA-1-1-243), which has functional autonomy and functional activity that ensures, as part of the claimed agent, the technical results claimed in the invention.
- the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is the amino acid sequence of human ApoA-1 truncated at the N-terminus by 2 amino acid residues (SEQ ID NO: 2, amino acid residues 3-243, ApoA-1-3-243).
- the above agent is formulated as a pharmaceutical composition comprising human ApoA-1-1-243 or hApoA-1-1-243 or a functionally significant fragment thereof, and a pharmaceutically acceptable carrier.
- the pharmaceutically acceptable carrier is water for injection or saline solution.
- the pharmaceutical composition comprises human hApoA-1-3-243 and water for injection.
- the invention also relates to a method for treating traumatic brain injury.
- said agent comprises a functionally significant fragment of human ApoA-I.
- the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is an amino acid sequence of human ApoA-I shortened at the N-terminus (SEQ ID NO: 1, amino acid residues 1-243, ApoA-1-1-243), which has functional autonomy and functional activity that ensures, as part of the claimed agent, the technical results claimed in the invention.
- the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is the amino acid sequence of human ApoA-I truncated at the N-terminus by 2 amino acid residues (SEQ ID NO: 2, amino acid residues 3-243, ApoA-1-3-243).
- the above agent is formulated as a pharmaceutical composition comprising human ApoA-1-1-243 or hApoA-1-1-243 or a functionally significant fragment thereof, and a pharmaceutically acceptable carrier.
- the pharmaceutically acceptable carrier is water for injection or saline solution.
- the pharmaceutical composition comprises human hApoA-1-3-243 and water for injection.
- the administration of the claimed agent is carried out locally or parenterally.
- parenteral administration is performed intravenously or intramuscularly.
- local administration is performed subcutaneously.
- duration of administration and the therapeutically effective amount of the claimed agent administered may vary widely depending on a variety of factors, including the severity of the traumatic brain injury, subject parameters, including size, weight, age, and other factors well known to those skilled in the art.
- the subject with signs of traumatic brain injury is a mammal, in particular a human.
- Native human ApoA-I is a component of high-density lipoproteins (HDL) in blood plasma.
- Native human ApoA-I SEQ ID NO 1 amino acid residues 1-243, ApoA-1-1-243 was obtained by isolating L11VP from human plasma using isodense ultracentrifugation in KBr solution [Mills GL et al. Guidebook to Lipoprotein Techniques. Edited by RH Burden and PH van Knippenberg. - Amsterdam: Elsevier, 2000. - 475 p.] followed by delipidation of L11VP [Cham B. E., Knowlee B. RJ Lipid. Res. - 1976. - Vol. 17, No. 2. P. 176-181] and purification [Pykhtina M.B. et al. Biopharmaceutical Journal. - 2012. - T. 4. - No. 6. - P. 37-45].
- Recombinant human ApoA-I SEQ ID NO 1 (amino acid residues 1-243, rApoA-1-1-243) was obtained using genetic engineering methods by constructing recombinant DNA that provides, as part of a plasmid vector, the expression of a synthetic gene comprising a nucleotide sequence encoding chimeric human ApoA-I in E. coli cells, for example, according to Russian Patent No. 2573930, or in methylotrophic yeast cells Pichia pasloris, for example, according to Russian Patent No. 2605326], followed by obtaining mature human rApoA-1-1-243 by enzymatic hydrolysis of the corresponding chimeric protein, but is not limited to the methods indicated.
- a functionally significant fragment of human ApoA-I can be obtained using genetic engineering methods by constructing recombinant DNA that provides, as part of a plasmid vector, expression in a bacterial or yeast or other cell of a synthetic gene that has in its composition a nucleotide sequence encoding a functionally significant fragment of human ApoA-I, with subsequent isolation of the recombinant protein synthesized in the cell, encoded by the nucleotide sequence of the synthetic gene, and obtaining on its basis a functionally significant fragment of human ApoA-I using methods known to a specialist, but not limited to the said genetic engineering method.
- a functionally significant fragment of human ApoA-I having the amino acid sequence of human ApoA-1-1-243, shortened from the N-terminus by 2 amino acid residues (gApoA-1-3-243) was obtained by genetic engineering by cloning a synthetic gene, having in its composition the nucleotide sequence of the human ApoA-1-1-243 gene, in E. coli cells, with subsequent isolation of the target protein and its acid hydrolysis to obtain gApoA-1-3-243, as described in the patent according to Russian Federation Patent No. 2573930. Examples.
- All examples of the invention are carried out using a functionally significant fragment of human ApoA-I, having the amino acid sequence of human ApoA-1-1-243, shortened from the N-terminus by 2 amino acid residues (rApoA-1-3-243).
- Example 1 Obtaining a functionally significant fragment of human ApoA-I gApoA-1-3-243
- rApoA-1-3-243 A functionally significant fragment of human ApoA-I corresponding to amino acids 3-243 of human ApoA-I (SEQ ID NO 2) (hereinafter referred to as "rApoA-1-3-243") was obtained by genetic engineering by cloning recombinant DNA in a plasmid vector comprising a nucleotide sequence encoding chimeric ApoA-I and providing its synthesis in E. coli cells; subsequent isolation and purification of chimeric ApoA-I. To obtain rApoA-1-3-243, the chimeric ApoA-1 protein was subjected to acid hydrolysis as described in Russian Patent No. 2573930.
- the nucleotide sequence of the recombinant DNA includes, from the 5'-end, an ATG codon encoding methionine, then (1) a DNA fragment encoding 6 amino acids of histidine; (2) a DNA fragment encoding 6 aa of the pro-form of human apoA-I protein; (3) a DNA fragment encoding the N-terminal fragment of 15 aa of bovine pancreatic RNase A; (2) a DNA fragment encoding 6 aa of the pro-form of human apoA-I protein; (4) a DNA fragment encoding the recognition site of tobacco mosaic virus protease; (5) a mutant gene of mature human apoA-1-1-243 protein.
- the chimeric ApoA-I protein corresponds to the amino acid sequence encoded by all of the sequentially indicated nucleotide sequences of the recombinant DNA, wherein sequence (2) is presented twice, the second time after sequence (3).
- the application was carried out in the form of a pharmaceutical composition comprising a functionally significant fragment of human ApoA-I rApoA-1-3-243 and a pharmaceutically acceptable solvent, in which water for injection was used as the pharmaceutically acceptable solvent.
- the administration was performed subcutaneously.
- mice weighing 27-30 grams and aged four months were selected for the experiment. The animals were fed regular food with free access to water.
- Experimental group 1 an experimental group of mice with traumatic brain injury, which were injected with gApoA-1-3-243 once a week for three weeks subcutaneously in the withers region (10 individuals).
- Experimental group 2 is a comparison group of mice with traumatic brain injury, which were injected subcutaneously with Mexidol once a week for three weeks (10 individuals).
- Experimental group 1 was administered hApoA-1-3-243 at a dose of 7 mg/kg body weight, while hApoA-1-3-243 was administered as part of a pharmaceutical composition in which water for injection was used as a pharmaceutically acceptable carrier, at a concentration of hApoA-1-3-243 in solution of 1.2 mg/ml.
- Experimental group 2 was administered Mexidol intravenously at a dose of 7 mg/kg body weight.
- Marmarou A A new model of diffuse brain injury in rats. Part I: Pathophysiology and biomechanics // J. neurosurgery, 1994, vol. 80, No. 2, pp. 291-300] in a modification for mice by MJ Kapea et al. [Kanea M. A mouse model of human repetitive mild traumatic brain injury // J. Neuroscience Methods, 2012, vol. 203, Is. 1, pp. 41-49].
- Histologic analysis reveals mild astrocytic reactivity, no blood-brain barrier disruption, no edema, and no microglial activation.
- This new animal model is simple and economical, and facilitates characterization of the neurobiological and behavioral consequences of TBI.
- the model is ideal for high-throughput screening of potential new treatments for mild concussions experienced by athletes and military personnel. [Kanea M. A mouse model of human repetitive mild traumatic brain injury // J. Neuroscience Methods, 2012, vol. 203, Is. 1, pp. 41-49].
- Example 3 Results of a study of locomotor activity and cognitive function in mice with traumatic brain injury
- Table 1 shows the effect of hApoA-1-3-243 and mexidol on the indices of locomotor activity and cognitive function in the compared groups of mice 3 weeks after TBI.
- the dose of gApoA-1-3-243 7 mg / kg of body weight is experimentally selected and optimal for the correction of the consequences of traumatic brain injury in an in vivo experiment, at doses below 7 mg/kg body weight, the therapeutic efficacy of the claimed agent decreases, and at doses above 7 mg/kg body weight, it increases only slightly.
- a light-optical study and quantitative assessment of normo- and hyperchromic neurons in the molecular, external granular and pyramidal layers of the cortex were carried out.
- brain in a test area of 239972.87 ⁇ m2 .
- the sample size was at least 1000 cells in non-overlapping fields of view (at least 5 fields of view).
- Histological examination of the resected cortex section after fixation with neutral formalin was performed using the standard technique with hematoxylin and eosin staining (hematoxylin and toluidine blue staining).
- hematoxylin and eosin staining hematoxylin and toluidine blue staining.
- 4-5 mm3 pieces of tissue from the resected cortex were pre-fixed in Karnovsky's fluid and then in a 1% solution of osmium tetroxide in 0.2 M cacodylate buffer. Dehydration with alcohol and acetone, as well as subsequent embedding in araldite, were performed using the standard technique.
- Fig. 1, a Morphological changes in the cerebral cortex in the lesion focus 5 weeks after traumatic brain injury and weekly subcutaneous administration of saline were characterized by pronounced cytoarchitectonic disorders, manifested in the degradation of axons and dendrites of neurons and total disintegration of interneuronal associations
- Fig. 1, b In the external granular layer, neurons are reduced in size, polymorphic, and very closely grouped (Fig. 1, b).
- Hyperchromic cells are located around normochromic neurons, among which microglial cells are present (Fig. 1, c).
- Fig. 1, d In the pyramidal layer, neurons are predominantly hyperchromic (shadow cells) with pronounced pericellular edema (Fig. 1, d), scattered throughout the layer; rounded voids at the site of dead neurons are common.
- a distinctive feature of the reorganization of the cerebral cortex in this model of traumatic brain injury was the formation of large foci of neuronophagy (the area of the foci varied from 3400 to 21500 ⁇ m 2 ), which were located mainly under the pia mater (see Fig. 1, c). Such foci consisted mainly of microglial cells; single neurons were found in the center of some foci. Extensive acellular zones were located around the foci of neuronophagy. Large-focal neuronophagy in traumatic brain injury may represent one of the mechanisms of resorption of irreversibly damaged neurons with the "pushing out" of mononuclear infiltrates.
- microglial cells intensively (diffusely) infiltrated this layer, formed clusters around neurons, and replaced them over large areas.
- large foci of neuronophagy were formed, which moved under the pia mater (Fig. 2, c, d). In some preparations, 2 to 4 such foci were present simultaneously.
- the processes of resorption of irreversibly damaged neurons in this group occurred more intensively (judging by the large clusters of microglial cells) than in the group without the use of gApoA-1-3-243.
- gApoA-1-3-243 reduces the likelihood of massive necrosis, which in turn contributes to progressive cerebral edema and irreversible damage to the functions of the brain.
- hApoA-1-3-243 has a neuroprotective effect, since it promotes the death of neurons by apoptosis, rather than necrosis.
- changes in cytoarchitecture persisted, particularly noticeable in the outer granular layer, in which neurons formed scattered clusters in the form of chains and small groups of cells.
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- Neurology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Description
Способ лечения черепно-мозговой травмы и средство для его осуществления Method of treating traumatic brain injury and means for its implementation
Изобретение относится к медицине, в частности экспериментальной фармакологии, и может быть использовано для создания фармацевтических композиций и лекарственных форм, предназначенных для лечения черепно-мозговой травмы. The invention relates to medicine, in particular experimental pharmacology, and can be used to create pharmaceutical compositions and dosage forms intended for the treatment of traumatic brain injury.
Тема лечения черепно-мозговой травмы (ЧМТ) в настоящее время является весьма актуальной задачей современной медицины. Это обусловлено крайне низким арсеналом фармакологических средств лечения этого вида травм, особенно с учетом их патофизиологических особенностей. В России частота ЧМТ составляет примерно 4 случая на 1000 населения или 400 тыс. пострадавших в год. Около 10% из них погибают и ещё столько же становятся инвалидами. По оценке разных авторов ЧМТ является наиболее частой причиной смерти и тяжелой инвалидности в группе лиц не старше 35 лет. При этом мужчины получают ЧМТ в 2-3 раза чаще, чем женщины. Наиболее частой причиной ЧМТ являются дорожно-транспортные происшествия. Второй наиболее значительной причиной ЧМТ (от 20% до 30%) являются падения, особенно среди молодых и пожилых лиц. Наибольший риск ЧМТ отмечается в возрасте от 15 до 24 лет и после 70 лет, причем у последних ЧМТ связана в основном с падениями, производственными, спортивными и бытовыми травмами. В патогенезе ЧМТ ведущую роль играют нарушения основных нейродинамических процессов в центральной нервной системе, обуславливающие сосудистые, ликвородинамические и эндокринно-гуморальные нарушения. Реакция сосудистой системы мозга проявляются распространенным спазмом сосудов с последующей гиперемией мозга и венозным застоем. Расстройства циркуляции ликвора связаны с развитием ликворной гипертензии, нарушениями проницаемости гематоэнцефалического барьера. Ослабление регуляторных функций гипоталамо- гипофизарной системы приводит к нарушениям гормонального баланса в организме, расстройствам водного и солевого обмена, нарушениям кровообращения с развитием гипоксии головного мозга и явлений отека-набухания мозговой ткани. В настоящее время ЧМТ является также доминирующей травмой при военных конфликтах в результате минновзрывных контузий. Очевидно, что все виды ЧМТ в зависимости от степени тяжести имеют свою специфику, но с точки зрения медикаментозного лечения они очень близки ввиду весьма ограниченного арсенала медикаментозных средств. Из фармакологических средств лечения ЧМТ в основном используют диуретики, ингибиторы кальциевых каналов (нифедипин), вазодилятаторы и гипотензивные препараты (циннаризин, кавинтон и ингибиторы ангиотензин конвертирующего фермента и его сосудитсых рецепторов), транквилизаторы (реланиум, седуксен) и ноотропные препараты (ноотропил, фенотропил), нестероидные (кетопрофен) и стероидные (дексаметазон) противовоспалительные средства. В основном цель медикаментозной терапии при ЧМТ, независимо от степени тяжести сводится к снижению черепно-мозгового давления и восстановлению мозговой гемодинамики, купированию воспалительной реакции для устранения явлений гипоксии мозга. The topic of treating traumatic brain injury (TBI) is currently a very pressing issue in modern medicine. This is due to the extremely low arsenal of pharmacological treatments for this type of injury, especially given its pathophysiological characteristics. In Russia, the incidence of TBI is approximately 4 cases per 1,000 population or 400,000 victims per year. About 10% of them die and the same number become disabled. According to various authors, TBI is the most common cause of death and severe disability in the group of people under 35 years of age. Men suffer TBI 2-3 times more often than women. The most common cause of TBI is road traffic accidents. The second most significant cause of TBI (from 20% to 30%) is falls, especially among young and elderly people. The highest risk of TBI is observed at the age of 15 to 24 years and after 70 years, and in the latter, TBI is associated mainly with falls, industrial, sports and domestic injuries. In the pathogenesis of TBI, the leading role is played by disturbances of the main neurodynamic processes in the central nervous system, causing vascular, cerebrospinal fluid dynamic and endocrine-humoral disorders. The reaction of the vascular system of the brain is manifested by widespread vascular spasm with subsequent hyperemia of the brain and venous congestion. Disorders of cerebrospinal fluid circulation are associated with the development of cerebrospinal fluid hypertension, disturbances in the permeability of the blood-brain barrier. Weakening of the regulatory functions of the hypothalamic-pituitary system leads to disturbances in the hormonal balance in the body, disorders of water and salt metabolism, circulatory disorders with the development of cerebral hypoxia and edema-swelling of brain tissue. Currently, TBI is also the dominant injury in military conflicts as a result of mine-explosive contusions. Obviously, all types of TBI have their own specifics depending on the severity, but from the point of view of drug treatment, they are very close due to a very limited arsenal of drugs. Of the pharmacological agents for the treatment of TBI, diuretics, calcium channel blockers (nifedipine), vasodilators and antihypertensive drugs (cinnarizine, cavinton and inhibitors of angiotensin converting enzyme and its vascular receptors), tranquilizers (relanium, seduxen) and nootropic drugs (nootropil, phenotropil) are mainly used. non-steroidal (ketoprofen) and steroidal (dexamethasone) anti-inflammatory drugs. Basically, the goal of drug therapy for TBI, regardless of its severity, is to reduce craniocerebral pressure and restore cerebral hemodynamics, stopping the inflammatory reaction to eliminate the phenomena of cerebral hypoxia.
В патенте RU 2477150 С2, опубл. 10.03.2013, Бюл. №7 описан способ лечения больных с черепно-мозговой травмой на фоне гипертензионного синдрома в острый период. Для этого осуществляют забор крови пациента с последующим выделением из нее 50 мл эритроцитов. Эритроциты насыщают 1 мл дексаметазона и возвращают в кровеносную систему пациента. Процедуру проводят 1 раз в день с интервалом в 2-3 дня. Курс лечения составляет 5 процедур. Способ позволяет сократить сроки лечения данной категории пациентов за счет наиболее полноценной доставки лекарственного препарата, обеспечиваемой насыщением им эритроцитов пациента. Недостатком предложенного способа является сложность его выполнения и большое количество побочных эффектов от применения дексаметазона. Patent RU 2477150 C2, published 10.03.2013, Bulletin No. 7 describes a method for treating patients with traumatic brain injury against the background of hypertension syndrome in the acute period. For this purpose, the patient's blood is collected and 50 ml of erythrocytes are then isolated from it. The erythrocytes are saturated with 1 ml of dexamethasone and returned to the patient's circulatory system. The procedure is carried out once a day with an interval of 2-3 days. The course of treatment is 5 procedures. The method allows to reduce the treatment time for this category of patients due to the most complete delivery of the drug, ensured by the saturation of the patient's erythrocytes with it. The disadvantage of the proposed method is the complexity of its implementation and the large number of side effects from the use of dexamethasone.
В патенте RU 2309745 С2, опубл. 10.11.2007, Бюл. №31 для лечения ЧМТ предложено использовать средство, оказывающее комплексное антиишемическое, антигипоксическое и противосудорожное действие. В качестве такого средства используют зопиклон, который является «небензодиазепиновым» агонистом бензодиазепиновых рецепторов. Показано, что в первые три дня посттравматического периода зопиклон на 24,9-42,6% (против вазодилататора нимодипина или против антигипоксанта натрия оксибутирата) повышал устойчивость головного мозга при травме к ишемии, гипоксии, гиперкапнии и судорогам. Основным недостатком зопиклона является его пробочное действие, связанное с седативным действием и развитие к нему лекарственной зависимости. Patent RU 2309745 C2, published 10.11.2007, Bulletin No. 31, proposes to use a drug with complex anti-ischemic, antihypoxic and anticonvulsant effects for the treatment of TBI. Zopiclone, a "non-benzodiazepine" benzodiazepine receptor agonist, is used as such a drug. It was shown that in the first three days of the post-traumatic period, zopiclone increased the resistance of the brain to ischemia, hypoxia, hypercapnia and convulsions during trauma by 24.9-42.6% (versus the vasodilator nimodipine or the antihypoxant sodium oxybutyrate). The main disadvantage of zopiclone is its side effect associated with a sedative effect and the development of drug dependence.
Для лечения сочетанной черепно-мозговой травмой с целью компенсации посттравматической анемии, используют эритропоэтин. Так в патенте RU 2446834 С2, опубл. 10.04.2012, Бюл. №10 описан способ лечения пострадавших с тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмой (ЧМТ). Для этого пострадавшему проводят стандартную общепринятую интенсивную терапию. Дополнительно внутривенно струйно вводят препарат эпокрин (эритропоэтин). В первые сутки посттравматического периода эпокрин в дозе 10000 ME вводят однократно. Во вторые сутки посттравматического периода в зависимости от степени тяжести травмы и угрозы летального исхода эпокрин вводят в дозе 10000-20000 ME. В третьи и четвертые сутки эпокрин вводят в дозе 10000 ME. На пятые сутки посттравматического периода эпокрин вводят в дозе 5000-10000 ME. Разработанный режим введения эпокрина, который включен в интенсивную терапию больных с тяжелой сочетанной ЧМТ, позволяет повысить эффективность лечения, уменьшить летальность и число случаев возникновения осложнений. Основным недостатком предложенного способа является его узкая патофизиологическая направленность, в частности, способ нацелен только на компенсацию посттравматической анемии и никоим образом не влияет на воспалительные и нейро-дегенеративные процессы в мозге, возникшие после ЧМТ. В результате его эффективность недостаточна для лечения ЧМТ, а достаточна только для компенсации посттравматической анемии. Erythropoietin is used to treat combined craniocerebral trauma to compensate for post-traumatic anemia. Thus, patent RU 2446834 C2, published 10.04.2012, Bulletin No. 10 describes a method for treating victims with severe combined craniocerebral trauma (CCT). For this, the victim undergoes standard, generally accepted intensive therapy. Additionally, the drug EpoCrin (erythropoietin) is administered intravenously by jet stream. On the first day of the post-traumatic period, EpoCrin is administered once at a dose of 10,000 IU. On the second day of the post-traumatic period, depending on the severity of the injury and the threat of death, EpoCrin is administered at a dose of 10,000-20,000 IU. On the third and fourth days, EpoCrin is administered at a dose of 10,000 IU. On the fifth Epocrin is administered in a dose of 5000-10000 ME per day of the post-traumatic period. The developed regimen for the administration of Epocrin, which is included in the intensive care of patients with severe combined TBI, allows for an increase in the effectiveness of treatment, a decrease in mortality and the number of cases of complications. The main disadvantage of the proposed method is its narrow pathophysiological focus, in particular, the method is aimed only at compensating for post-traumatic anemia and in no way affects the inflammatory and neurodegenerative processes in the brain that arise after TBI. As a result, its effectiveness is insufficient for the treatment of TBI, but is sufficient only for compensating for post-traumatic anemia.
В патенте RU 2406506 С1, опубл. 20.12.2010, Бюл. №35 приводится фармацевтическая композиция холин альфосцерата в форме раствора для инъекций (холитилин), обладающая ноотропной активностью и холиномиметическим действием, способ лечения/профилактики заболеваний ЦНС и последствий черепно-мозговых травм. Фармацевтическая композиция содержит в качестве активного ингредиента холина альфосцерат в терапевтически эффективном количестве и в качестве фармацевтически приемлемого носителя - повидон (пласдон или коллидон) в количестве 0,2-0, 8 мас.% в пересчете на 100% всей композиции. Фармацевтическая композиция по изобретению используется для лечения или профилактики заболеваний ЦНС и последствий черепномозговых травм. Основным недостатком фармацевтической композиции являются побочные эффекты, связанные с холиномиметическим действием холелитина такие как: тошнота, боль в животе и перманентная спутанность сознания. Patent RU 2406506 C1, published 20.12.2010, Bulletin No. 35 provides a pharmaceutical composition of choline alfoscerate in the form of an injection solution (cholitilin), which has nootropic activity and cholinomimetic action, a method for the treatment/prevention of CNS diseases and the consequences of traumatic brain injury. The pharmaceutical composition contains choline alfoscerate as an active ingredient in a therapeutically effective amount and povidone (plasdone or kollidone) as a pharmaceutically acceptable carrier in an amount of 0.2-0.8 wt.% based on 100% of the entire composition. The pharmaceutical composition according to the invention is used for the treatment or prevention of CNS diseases and the consequences of traumatic brain injury. The main disadvantage of the pharmaceutical composition is the side effects associated with the cholinomimetic action of cholelithin, such as nausea, abdominal pain and permanent confusion.
В патенте RU 2554502 С9, опубл. 27.06.2015, Бюл. №18 приводятся данные об эффективности применения М-(2-адамантил)-гексаметиленимина гидрохлорида (гимантана) в качестве средства для лечения нарушений мозгового кровообращения и травм головного мозга. Установлена способность гимантана при его введении через 3,5 часа после моделирования гематомы у крыс и последующем введении в течение 4 дней снижать смертность животных и улучшать когнитивные и моторные показатели, что свидетельствует о наличии у него нейропротекторного потенциала на модели интрацеребральной посттравматической гематомы. Технический результат состоит в реализации заявленного назначения: показано, что гимантан в дозе 5 мг/кг при внутривенном введении вызывал увеличение мозгового кровотока в коре головного мозга крыс после ишемического поражения мозга, не изменяя при этом уровня артериального давления. Препарат не оказывал значимого влияния на кровоснабжение мозга интактных животных и не вызывал изменений частоты сердечных сокращений и частоты дыхания. Все производные адамантана обладают большим количеством побочных эффектов, среди которых наиболее часто встречаются: бессонница, психомоторное возбуждение, параноидальный экзогенный психоз, сопровождаемый зрительными галлюцинациями (у предрасположенных пациентов пожилого возраста), головокружение, снижение остроты зрения. Patent RU 2554502 C9, published 27.06.2015, Bulletin No. 18 provides data on the effectiveness of using M-(2-adamantyl)-hexamethyleneimine hydrochloride (himantane) as a treatment for cerebrovascular accidents and brain injuries. The ability of himantane, when administered 3.5 hours after modeling a hematoma in rats and then administered for 4 days, to reduce animal mortality and improve cognitive and motor performance was established, which indicates its neuroprotective potential in the intracerebral post-traumatic hematoma model. The technical result consists in implementing the declared purpose: it was shown that himantane at a dose of 5 mg/kg when administered intravenously caused an increase in cerebral blood flow in the cerebral cortex of rats after ischemic brain damage, without changing the level of arterial pressure. The drug had no significant effect on the blood supply to the brain of intact animals and did not cause changes in heart rate or respiratory rate. All Adamantane derivatives have a large number of side effects, among which the most common are: insomnia, psychomotor agitation, paranoid exogenous psychosis accompanied by visual hallucinations (in predisposed elderly patients), dizziness, decreased visual acuity.
В патенте RU2414901 С2, опубл. 27.03.2011, Бюл. №9 описано средство, оказывающее нейропротекторное действие в остром периоде черепно-мозговой травмы. В качестве такого средства предложено применение известного антиконвульсанта ламотриджина (другие названия вещества - ламиктал, ламолеп) в качестве средства, предупреждающего ишемические и гипоксические расстройства в остром периоде черепномозговой травмы. Показано предупреждение вторичных расстройств функций мозга вследствие ишемии, гипоксии с гиперкапнией, гемической гипоксии с одновременным облегчением восстановления нервно-психического статуса. Ламотриджин на 24,9-42,6% повышает устойчивость мозга к ведущим факторам его вторичного повреждения и увеличивает продолжительность жизни мышей в посттравматический период на 109,6%. Недостатком предложенного средства является большое количество побочных эффектов со стороны центральной нервной системы, печени и системы кроветворения. Близкое вышеописанному по фармакологической группе лекарственное средство предложено использовать в патенте RU 2318501 С2, опубл. 10.03.2008, Бюл. №7. В качестве такого средства предложено использовать адедипрол (вольпроат натрия), которое обладает многофакторным нейропротекторным и ноотропным действием при черепно-мозговой травме. Впервые обнаружен высокий защитный противосудорожный индекс вальпроата натрия в постравматический период при больших судорожных припадках в случае его назначения со 2 суток после травмы. Курсовое применение препарата не только восстанавливает скорость обучения травмированных животных до уровня интактных, но и стимулирует приобретение поведенческих адаптивных ответов, в том числе отсроченное воспроизведение адаптивных реакций (метод оценки состояния мнестических функций). Основным недостатком заявленного средства также является большое количество побочных эффектов со стороны центральной нервной системы и ситемы кроветворения, препарат обладает гепатотоксичностью. Patent RU2414901 C2, published 27.03.2011, Bulletin No. 9 describes a drug that has a neuroprotective effect in the acute period of traumatic brain injury. The proposed drug is the well-known anticonvulsant lamotrigine (other names for the substance are lamictal, lamolep) as a drug that prevents ischemic and hypoxic disorders in the acute period of traumatic brain injury. Prevention of secondary disorders of brain function due to ischemia, hypoxia with hypercapnia, hemic hypoxia with simultaneous facilitation of the restoration of the neuropsychic status is shown. Lamotrigine increases the resistance of the brain to the leading factors of its secondary damage by 24.9-42.6% and increases the life expectancy of mice in the post-traumatic period by 109.6%. The disadvantage of the proposed agent is a large number of side effects from the central nervous system, liver and hematopoietic system. A drug similar to the above-described one in the pharmacological group is proposed for use in patent RU 2318501 C2, published 10.03.2008, Bulletin No. 7. It is proposed to use adepiprole (sodium volproate) as such a drug, which has a multifactorial neuroprotective and nootropic effect in traumatic brain injury. For the first time, a high protective anticonvulsant index of sodium valproate was discovered in the post-traumatic period with major convulsions if it is prescribed from the 2nd day after the injury. A course of treatment with the drug not only restores the learning rate of injured animals to the level of intact animals, but also stimulates the acquisition of behavioral adaptive responses, including delayed reproduction of adaptive reactions (a method for assessing the state of mnemonic functions). The main disadvantage of the claimed drug is also a large number of side effects from the central nervous system and the hematopoietic system; the drug has hepatotoxicity.
В патенте RU 2766785 С1, опубл. 15.03.2022, Бюл. №8 описывается способ коррекции патологии 2-амино-5-этил-1,3,4-тиодиазолия- 1-ацетил-аминоэтаноатом при травматическом повреждении головного мозга. Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии. Способ коррекции неврологического дефицита при травматическом повреждении головного мозга включает моделирование черепно-мозговой травмы у крыс свободным падением груза массой 155 грамм с высоты 0,6 м. Для коррекции патологии вводят внутрижелудочно через зонд 2-амино-5-этил-1,3,4- тиодиазолия-М-ацетил-аминоэтаноат, курсом 3-е суток, в дозе 50 мг/кг, однократно, первый раз за 30 мин до моделирования патологии, с последующим введением в течение 2-х суток. Способ приводит к выраженной коррекции последствий травматического повреждения головного мозга. 2-амино-5-этил-1,3,4-тиодиазолия- 1-ацетил-аминоэтаноат в дозе 50 мг/кг, введенный как до черепно-мозговой травмы, так и после позволяет снизить неврологическую симптоматику. Данные о такой эффективности 2-амино-5-этил-1,3,4- тиодиазолия-М-ацетил-аминоэтаноата также приведены в патентах: RU 2756325 С1, опубл. 29.09.2021, Бюл. №8, RU 2763012 С1, опубл. 24.12.2021, Бюл. №36, RU 2758433 С1, опубл. 28.12.2021, Бюл. №31, предположительно обладающего антиоксидантной и антигипоксической активностью и блокирующем активацию свободнорадикальных процессов, а также перекисного окисления липидов клеточных мембран, при острых нарушениях регионального и общего кровообращения. Patent RU 2766785 C1, published 15.03.2022, Bulletin No. 8 describes a method for correcting the pathology of 2-amino-5-ethyl-1,3,4-thiodiazolium-1-acetyl-aminoethanoate in traumatic brain injury. The invention relates to medicine, in particular to experimental pharmacology. A method for correcting neurological deficit in traumatic brain injury includes modeling of traumatic brain injury in rats by free fall of a 155 gram load from a height of 0.6 m. To correct the pathology, 2-amino-5-ethyl-1,3,4-thiodiazolium-N-acetyl-aminoethanoate is administered intragastrically through a tube, for a course of 3 days, at a dose of 50 mg / kg, once, the first time 30 minutes before modeling the pathology, with subsequent administration for 2 days. The method leads to significant correction of the consequences of traumatic brain injury. 2-amino-5-ethyl-1,3,4-thiodiazolium-1-acetyl-aminoethanoate at a dose of 50 mg / kg, administered both before and after traumatic brain injury, helps to reduce neurological symptoms. Data on the effectiveness of 2-amino-5-ethyl-1,3,4-thiodiazolium-N-acetyl-aminoethanoate are also provided in the patents: RU 2756325 C1, published 09/29/2021, Bulletin No. 8, RU 2763012 C1, published 12/24/2021, Bulletin No. 36, RU 2758433 C1, published 12/28/2021, Bulletin No. 31, which presumably has antioxidant and antihypoxic activity and blocks the activation of free radical processes, as well as lipid peroxidation of cell membranes, in acute disorders of regional and general blood circulation.
В патенте RU 2252023 С2 (прототипе), опубл. 20.05.2005, Бюл. №14 для лечения черепно-мозговой травмы предложено сразу после травмы внутривенное капельное введение 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцината (мексидол) по 200 мг 2 раза в сутки при тяжелой степени и 200 мг 1 раз в сутки при средней и легкой степени травмы. Способ обеспечивает детоксикационный эффект в остром периоде ЧМТ за счет впервые установленного антитоксического действия препарата - ускорения распада и выведения из цереброспинальной жидкости токсических метаболитов. Мексидол является антиоксидантом, оказывающим антигипоксическое, мембранопротекторное, ноотропное, противосудорожное и анксиолитическое действие. Мексидол является ингибитором свободно-радикальных процессов, мембранопротектором, обладающим антигипоксическим, стресс-протективным, ноотропным, противосудорожным и анксиолитическим действием. Препарат повышает резистентность организма к воздействию различных повреждающих факторов (шок, гипоксия и ишемия, нарушения мозгового кровообращения, интоксикация алкоголем и антипсихотическими средствами /нейролептиками/). Механизм действия препарата Мексидол® обусловлен его антиоксидантным, антигипоксантным и мембранопротекторным действием. Препарат ингибирует перекисное окисление липидов, повышает активность супероксиддисмутазы, повышает соотношение липид-белок, уменьшает вязкость мембраны, увеличивает ее текучесть. Мексидол модулирует активность мембраносвязанных ферментов (кальцийнезависимой фосфодиэстеразы, аденилатциклазы, ацетилхолинэстеразы), рецепторных комплексов (бензодиазепинового, ГАМК, ацетилхолинового), что усиливает их способность связывания с лигандами, способствует сохранению структурнофункциональной организации биомембран, транспорта нейромедиаторов и улучшению синаптической передачи. Мексидол повышает содержание в головном мозге дофамина. Вызывает усиление компенсаторной активации аэробного гликолиза и снижение степени угнетения окислительных процессов в цикле Кребса в условиях гипоксии с увеличением содержания АТФ и креатинфосфата, активацию энергосинтезирующих функций митохондрий, стабилизацию клеточных мембран. Препарат улучшает метаболизм и кровоснабжение головного мозга, улучшает микроциркуляцию и реологические свойства крови, уменьшает агрегацию тромбоцитов. Стабилизирует мембранные структуры клеток крови (эритроцитов и тромбоцитов) при гемолизе. Обладает гиполипидемическим действием, уменьшает содержание общего холестерина и ЛИНИ. Антистрессорное действие проявляется в нормализации постстрессового поведения, соматовегетативных нарушений, восстановлении циклов "сон-бодрствование", нарушенных процессов обучения и памяти, снижении дистрофических и морфологических изменений в различных структурах головного мозга. Основным недостатком Мексидола является его сравнительно невысокая эффективность при черепно-мозговой травме. In patent RU 2252023 C2 (prototype), published 20.05.2005, Bulletin No. 14, for the treatment of traumatic brain injury, intravenous drip administration of 2-ethyl-6-methyl-3-hydroxypyridine succinate (mexidol) immediately after injury at 200 mg 2 times a day for severe injury and 200 mg 1 time per day for moderate and mild injury is proposed. The method provides a detoxifying effect in the acute period of TBI due to the antitoxic effect of the drug, which was established for the first time - acceleration of the breakdown and removal of toxic metabolites from the cerebrospinal fluid. Mexidol is an antioxidant that has antihypoxic, membrane-protective, nootropic, anticonvulsant and anxiolytic effects. Mexidol is an inhibitor of free radical processes, a membrane protector with antihypoxic, stress-protective, nootropic, anticonvulsant and anxiolytic effects. The drug increases the body's resistance to the effects of various damaging factors (shock, hypoxia and ischemia, cerebrovascular accidents, alcohol intoxication and antipsychotic drugs /neuroleptics/). The mechanism of action of Mexidol® is due to its antioxidant, antihypoxic and membrane-protective effects. The drug inhibits lipid peroxidation, increases superoxide dismutase activity, increases the lipid-protein ratio, reduces membrane viscosity, and increases its fluidity. Mexidol modulates the activity of membrane-bound enzymes (calcium-independent phosphodiesterase, adenylate cyclase, acetylcholinesterase), receptor complexes (benzodiazepine, GABA, acetylcholine), which enhances their ability to bind to ligands, helps maintain the structural and functional organization of biomembranes, transport of neurotransmitters and improve synaptic transmission. Mexidol increases the content of dopamine in the brain. It causes an increase in compensatory activation of aerobic glycolysis and a decrease in the degree of inhibition of oxidative processes in the Krebs cycle under hypoxia with an increase in the content of ATP and creatine phosphate, activation of energy-synthesizing functions of mitochondria, stabilization of cell membranes. The drug improves metabolism and blood supply to the brain, improves microcirculation and rheological properties of blood, reduces platelet aggregation. Stabilizes the membrane structures of blood cells (erythrocytes and platelets) during hemolysis. It has a hypolipidemic effect, reduces the content of total cholesterol and LIN. The anti-stress effect is manifested in the normalization of post-stress behavior, somatovegetative disorders, restoration of "sleep-wake" cycles, impaired learning and memory processes, reduction of dystrophic and morphological changes in various structures of the brain. The main disadvantage of Mexidol is its relatively low effectiveness in craniocerebral trauma.
В последние годы всё большее внимание привлекают нативные и синтетические аполипопротеины. Аполипопротеины являются структурными компонентами липопротеинов сыворотки крови, выполняющих важные транспортные и регуляторные функции в организме. Преимуществом их применения в качестве лекарственных средств является их природное происхождение, т.к. они не являются чужеродными для иммунной системы организма. In recent years, native and synthetic apolipoproteins have attracted increasing attention. Apolipoproteins are structural components of serum lipoproteins that perform important transport and regulatory functions in the body. The advantage of their use as drugs is their natural origin, since they are not foreign to the body's immune system.
В статье Kay A.D. et al. при изучении тяжелых черепно-мозговых травм пациентов обнаружена значительная потеря апоЕ-содержащих липопротеинов из спинномозговой жидкости и существенное увеличение холестерина, что позволило предложить концепцию тесной связи апоЕ и метаболизма холестерина в контексте острого повреждения головного мозга и необходимость лечения, направленного на транспорт липидов в ЦИС для прорастания нейронов и синаптогенеза, однако выдвинутая концепция не была проверена авторами на практике [Kay A.D. et al. Remodeling of cerebrospinal fluid lipoprotein particles after human traumatic brain injury // J Neurotrauma. 2003. 20(8):717-723] . In the article by Kay A.D. et al., when studying patients with severe traumatic brain injury, a significant loss of apoE-containing lipoproteins from the cerebrospinal fluid and a significant increase in cholesterol were found, which made it possible to propose the concept of a close relationship between apoE and cholesterol metabolism in the context of acute brain injury and the need for treatment aimed at transporting lipids into the CSF for neuronal sprouting and synaptogenesis, however, the proposed concept was not tested by the authors in practice [Kay A.D. et al. Remodeling of cerebrospinal fluid lipoprotein particles after human traumatic brain injury // J Neurotrauma. 2003. 20(8):717-723].
Недавние исследования показали, что аполипопротеин A-I (АпоА-I), основная белковая составляющая частиц липопротеинов высокой плотности, играет решающую роль в сохранении целостности сосудов головного мозга и снижении риска болезни Альцгеймера. При внутривенном введении меченого радиоактивным йодом АпоА-I (125 I- АпоА-1) крысам дикого типа показали наличие 1251-АпоА-1 в различных отделах головного мозга, что свидетельствует о преодолении гематоэнцефалического барьера, в том числе путем холестерин-опосредованного эндоцитоз в клетки трансформированного эндотелия микрососудов головного мозга человека, трансцитоза через эндотелий [Zhou A.L. et al. Apolipoprotein A-I Crosses the Blood-Brain Barrier through Clathrin-Independent and Cholesterol-Mediated Endocytosis // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2019. 369:481-488]. Recent studies have shown that apolipoprotein AI (ApoA-I), the main protein component of high-density lipoprotein particles, plays a critical role in maintaining the integrity of cerebral vessels and reducing the risk of Alzheimer's disease. Intravenous administration of radioactive iodine-labeled ApoA-I ( 125 I-ApoA-1) to wild-type rats showed the presence of 125 1-ApoA-1 in various parts of the brain, indicating overcoming the blood-brain barrier, including through cholesterol-mediated endocytosis into transformed endothelial cells of human brain microvessels, transcytosis through the endothelium [Zhou AL et al. Apolipoprotein AI Crosses the Blood-Brain Barrier through Clathrin-Independent and Cholesterol-Mediated Endocytosis // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2019. 369:481-488].
В обзоре Sengupta M.B., Mukhopadhyay D. обращено внимание на то, что роль АпоА- I возрастает во вторичной фазе травматического повреждения спинного мозга. Предполагается, что АпоА-I все больше экспрессируется и секретируется как отсроченный ответ на повреждение нейронов, и это механизм самозащиты поврежденной системы [Sengupta М.В., Mukhopadhyay D. Possible role of apolipoprotein Al in healing and cell death after neuronal injury // Front Biosci (Elite Ed). 2016. 8(3):460-477] . Однако в обзоре не рассматривается применение АпоА-I в качестве средства лечения черепно-мозговой травмы. In the review by Sengupta M.B., Mukhopadhyay D., attention is drawn to the fact that the role of ApoA-I increases in the secondary phase of traumatic spinal cord injury. It is assumed that ApoA-I is increasingly expressed and secreted as a delayed response to neuronal damage, and this is a self-defense mechanism of the damaged system [Sengupta M.B., Mukhopadhyay D. Possible role of apolipoprotein Al in healing and cell death after neuronal injury // Front Biosci (Elite Ed). 2016. 8(3):460-477]. However, the review does not consider the use of ApoA-I as a treatment for traumatic brain injury.
В более детальном исследовании Li J. et al. показано, что после травмы спинного мозга большое количество макрофагов крови проникает в место поражения и фагоцитирует остатки миелина, превращаясь в пенистые макрофаги, что приводит к хроническому воспалению. Препарат D-4F, пептидомиметик аполипопротеина A-I, состоящий из D- аминокислот, известный ранее как средство, способствующее липидному метаболизму пенистых макрофагов при атеросклерозе, изучали в качестве средства нейропротекции при травме спинного мозга. Установлено, что D-4F может способствовать удалению остатков миелина, уменьшать образование пенистых макрофагов в очаге поражения и способствовать нейропротекции и восстановлению двигательной функции после травмы спинного мозга. Сделано предположением, что эти полезные функции D-4F могут быть связаны с его способностью усиливать экспрессию АТФ-связывающего кассетного транспортера Al (АВСА1), основного переносчика, который опосредует отток липидов в пенистых макрофагах, поскольку ингибирование активности АВСА1 может обратить вспять эффект D-4F in vitro. Сделано заключение, что D-4F может быть многообещающим кандидатом для лечения травмы спинного мозга, способствуя клиренсу миелиновых остатков пенистыми макрофагами через путь ABCAl[Li J. et al. D-4F, an apolipoprotein A-I mimetic, promotes the clearance of myelin debris and the reduction of foamy macrophages after spinal cord injury // Bioengineered. 2022; 13(5): 11794-11809]. Предложен нанокомплекс для направленной репарации сосудисто-нервного поражения, включающий липид, аполипопротеин и пептид -мишень, который при диабетической энцефалопатии способен преимущественно целенаправленно связываться с цереброваскулярным эндотелием посредством связывания пептида-мишени, чтобы восстанавливать эндотелиальные клетки сосудов, способствовать удалению бляшек Ар вблизи кровеносных сосудов и восстанавливать компоненты цереброваскулярной и нейроваскулярной единиц, таких как клетки микроглии, астроциты и нейроны. В качестве апопротеинов в состав нанокомплекса могут быть включены один или более апопротеинов из группы: АпоЕ, АпоА-I, АпоА-П, and АпоС-I. Нанокомплекс снижает когнитивные нарушения за счет восстановления цереброваскулярных функций и мозгового кровотока при диабетической энцефалопатии, болезни Альцгеймера. Не изучено его применение при черепно-мозговой травме [WO2021089053 Al NANO COMPLEX FOR TARGETED REPAIRING OF NEUROVASCULAR LESION, AND PREPARATION AND USE THEREOF], В статье Yan_Ji-G. et al. показано применение 4F - миметика аполипопротеина A-I для лечения и профилактики черепно-мозговой травмы, вызванной вибрационной болезнью, у крыс, подвергнутых воздействию вибрации в течении 8 недель. Установлено, что 4F оказывает 5 основных профилактических эффектов: увеличение расширения сосудов и уменьшение повреждения эндотелия; увеличение концентрации NO в крови и снижение супероксида для предотвращения повреждения нейронов; увеличение липопротеинов высокой плотности (Л11ВП), что улучшает восстановление эндотелия; защита миелина нервных волокон, что может быть связано с увеличением Л11ВП; уменьшение вторичного воспаления, отека и внутриневрального давления, тем самым предотвращая атрофию нейронов и апоптоз [Yan Ji-G. et al. Cumulative Brain Injury from Motor Vehicle-Induced Whole-Body Vibration and Prevention by Human Apolipoprotein A-I Molecule Mimetic (4F) Peptide (an Apo A-I Mimetic) // J Stroke Cerebrovasc Dis. 2015. 24(12): 2759-2773]. Однако черепно-мозговая травма при вибрационной болезни является следствием длительного многократного воздействия вибрации на голову. Не изучено применение 4F - миметика аполипопротеина A-I для лечения черепно-мозговых травм при однократном воздействии травмирующего фактора, например, при контузии. A more detailed study by Li J. et al. showed that after spinal cord injury, a large number of blood macrophages penetrate the lesion site and phagocytose myelin debris, turning into foamy macrophages, which leads to chronic inflammation. The drug D-4F, a peptidomimetic of apolipoprotein AI consisting of D-amino acids, previously known as an agent promoting lipid metabolism of foamy macrophages in atherosclerosis, was studied as a neuroprotective agent in spinal cord injury. It was found that D-4F can promote the removal of myelin debris, reduce the formation of foamy macrophages at the lesion site, and promote neuroprotection and restoration of motor function after spinal cord injury. It is hypothesized that these beneficial functions of D-4F may be related to its ability to enhance the expression of ATP-binding cassette transporter Al (ABCA1), the major transporter that mediates lipid efflux in foamy macrophages, since inhibition of ABCA1 activity can reverse the effect of D-4F in vitro. It is concluded that D-4F may be a promising candidate for the treatment of spinal cord injury by promoting the clearance of myelin debris by foamy macrophages via the ABCA1 pathway [Li J. et al. D-4F, an apolipoprotein AI mimetic, promotes the clearance of myelin debris and the reduction of foamy macrophages after spinal cord injury // Bioengineered. 2022; 13(5): 11794-11809]. A nanocomplex for targeted reparation of vascular-nerve damage is proposed, including a lipid, an apolipoprotein and a target peptide, which in diabetic encephalopathy is capable of predominantly purposefully binding to the cerebrovascular endothelium by binding the target peptide in order to restore vascular endothelial cells, promote the removal of Aβ plaques near blood vessels and restore components of cerebrovascular and neurovascular units, such as microglial cells, astrocytes and neurons. One or more apoproteins from the group of ApoE, ApoA-I, ApoA-II and ApoC-I can be included in the nanocomplex as apoproteins. The nanocomplex reduces cognitive impairment by restoring cerebrovascular functions and cerebral blood flow in diabetic encephalopathy and Alzheimer's disease. Its use in traumatic brain injury has not been studied [WO2021089053 Al NANO COMPLEX FOR TARGETED REPAIRING OF NEUROVASCULAR LESION, AND PREPARATION AND USE THEREOF]. The article by Yan_Ji-G. et al. shows the use of 4F, apolipoprotein AI mimetic, for the treatment and prevention of traumatic brain injury caused by vibration disease in rats exposed to vibration for 8 weeks. It was found that 4F has 5 main preventive effects: increased vasodilation and decreased endothelial damage; increased NO concentration in the blood and decreased superoxide to prevent neuronal damage; increased high-density lipoproteins (L11VP), which improves endothelial restoration; protection of myelin of nerve fibers, which may be associated with an increase in L11VP; reduction of secondary inflammation, edema and intraneural pressure, thereby preventing neuronal atrophy and apoptosis [Yan Ji-G. et al. Cumulative Brain Injury from Motor Vehicle-Induced Whole-Body Vibration and Prevention by Human Apolipoprotein AI Molecule Mimetic (4F) Peptide (an Apo AI Mimetic) // J Stroke Cerebrovasc Dis. 2015. 24(12): 2759-2773]. However, traumatic brain injury in vibration disease is a consequence of prolonged repeated exposure to vibration on the head. The use of 4F - apolipoprotein AI mimetic for the treatment of traumatic brain injuries with a single exposure to a traumatic factor, for example, with contusion, has not been studied.
Технической проблемой настоящего изобретения является расширение арсенала лечебных средств для лечения черепно-мозговой травмы, являющейся следствием однократного воздействии травмирующего фактора (контузии). The technical problem of the present invention is to expand the arsenal of therapeutic means for the treatment of traumatic brain injury, which is a consequence of a single exposure to a traumatic factor (contusion).
Поставленная техническая проблема решается применением аполипопротеина A-I человека или его функционально значимых фрагментов для лечения черепно-мозговой травмы, являющейся следствием однократного воздействии травмирующего фактора (контузии). The technical problem posed is solved by using human apolipoprotein AI or its functionally significant fragments for the treatment of craniocerebral an injury resulting from a single exposure to a traumatic factor (contusion).
Техническим результатом является улучшение локомоторной активности, и когнитивных функций, снижение морфологических нарушений в структуре тканей головного мозга субъекта. The technical result is an improvement in locomotor activity and cognitive functions, a reduction in morphological disturbances in the structure of the subject's brain tissue.
Терминология Terminology
Аполипопротеин A-I (АпоА-1) — нативный (природный) аполипопротеин плазмы крови, входящий в состав липопротеинов высокой плотности (ЛПВП). Apolipoprotein A-I (ApoA-1) is a native (natural) apolipoprotein of blood plasma, which is part of high-density lipoproteins (HDL).
Контузия головного мозга, или ушиб мозга - это повреждение в виде макроструктурной деструкции вещества мозга, чаще с геморрагическим компонентом, наступающей в момент воздействия травмирующего агента. Различают ушибы легкой, средней и тяжелой степени. A brain contusion, or brain injury, is an injury in the form of macrostructural destruction of brain matter, often with a hemorrhagic component, occurring at the moment of exposure to a traumatic agent. Contusions are classified as mild, moderate, and severe.
Рекомбинантный АпоА-1 - белок, характеризующийся аминокислотной последовательностью природного АпоА-1, полученный генно-инженерным способом путем конструирования рекомбинантной ДНК, обеспечивающей в составе плазмидного вектора экспрессию синтетического гена, включающего нуклеотидную последовательность, кодирующую АпоА-1 человека, в клетках бактерий, млекопитающих или дрожжей, которые могут использоваться как продуценты АпоА-1. Recombinant ApoA-1 is a protein characterized by the amino acid sequence of natural ApoA-1, obtained by genetic engineering by constructing recombinant DNA, which provides, as part of a plasmid vector, the expression of a synthetic gene including the nucleotide sequence encoding human ApoA-1 in bacterial, mammalian or yeast cells, which can be used as producers of ApoA-1.
Терапевтически эффективное количество - это доза заявленного средства при введении субъекту, достаточная для получения заявленного технического результата, направленного на лечение черепно-мозговой травмы. A therapeutically effective amount is a dose of the claimed agent, when administered to a subject, sufficient to obtain the claimed technical result aimed at treating a traumatic brain injury.
Фармацевтически приемлемый носитель означает, что носитель должен являться совместимым с другими ингредиентами композиции и не наносить вреда его реципиенту, то есть быть нетоксичным для клеток или млекопитающих в тех дозах и концентрациях, в которых его применяют. A pharmaceutically acceptable carrier means that the carrier must be compatible with the other ingredients of the composition and not harmful to its recipient, i.e., be non-toxic to cells or mammals at the doses and concentrations in which it is used.
Функционально значимый фрагмент - фрагмент полной аминокислотной последовательности АпоА-1 человека (аминокислотные остатки № 1-243), обладающий функциональной автономией и функциональной активностью, обеспечивающей в составе заявленного средства получение заявленных в изобретении технических результатов. A functionally significant fragment is a fragment of the complete amino acid sequence of human ApoA-1 (amino acid residues No. 1-243), which has functional autonomy and functional activity, ensuring, as part of the claimed agent, the achievement of the technical results claimed in the invention.
Черепно-мозговая травма (ЧМТ) - комплекс контактных повреждения черепа, вещества головного мозга и его оболочек, сосудов и/или черепно-мозговых нервов, сопровождающиеся клинической симптоматикой и в большинстве случаев морфологическими изменениями при наличии четкого травматического анамнеза, имеющих единый механизм и давность образования. Раскрытие сущности изобретения Traumatic brain injury (TBI) is a complex of contact injuries to the skull, brain matter and its membranes, blood vessels and/or cranial nerves, accompanied by clinical symptoms and, in most cases, morphological changes in the presence of a clear traumatic history, having a single mechanism and duration of formation. Disclosure of the essence of the invention
Изобретение относится к средству для лечения черепно-мозговой травмы, включающему АпоА-1 человека (АпоА-1) или функциональнозначимый фрагмент. АпоА-1 человека имеет аминокислотную последовательность размером 243 а.о. с молекулярной массой 28,5 кДа, SEQ ID NO 1 (аминокислотные остатки 1-243) The invention relates to a means for treating traumatic brain injury, comprising human ApoA-1 (ApoA-1) or a functionally significant fragment. Human ApoA-1 has an amino acid sequence of 243 aa with a molecular weight of 28.5 kDa, SEQ ID NO 1 (amino acid residues 1-243)
В одном варианте осуществления указанное средство включает функционально значимый фрагмент АпоА-1 человека. In one embodiment, said agent comprises a functionally significant fragment of human ApoA-1.
В одном варианте осуществления функционально значимый фрагмент АпоА-1 человека имеет последовательность, представляющую собой укороченную с N-конца аминокислотную последовательность АпоА-1 человека. In one embodiment, the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is an N-terminally truncated amino acid sequence of human ApoA-1.
В одном варианте осуществления функционально значимый фрагмент АпоА-1 человека имеет последовательность, представляющую собой аминокислотную последовательность АпоА-1 человека, укороченную с N-конца на 2 аминокислотных остатка (аминокислотные остатки 3-243). In one embodiment, the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is the amino acid sequence of human ApoA-1 truncated at the N-terminus by 2 amino acid residues (amino acid residues 3-243).
В одном варианте осуществления указанное средство составлено в виде фармацевтической композиции, включающей АпоА-1 человека или его функционально значимый фрагмент, и фармацевтически приемлемый носитель. In one embodiment, said agent is formulated as a pharmaceutical composition comprising human ApoA-1 or a functionally significant fragment thereof and a pharmaceutically acceptable carrier.
В одном варианте осуществления фармацевтически приемлемый носитель представляет собой воду для инъекций или физиологический раствор. In one embodiment, the pharmaceutically acceptable carrier is water for injection or saline solution.
Вышеуказанное средство также предназначено для применения для лечения черепно-мозговой травмы. Изобретение также относится к применению вышеуказанного средства для лечения черепно-мозговой травмы. The above-mentioned agent is also intended for use in the treatment of craniocerebral trauma. The invention also relates to the use of the above-mentioned agent for the treatment of craniocerebral trauma.
В одном варианте осуществления вышеуказанное средство включает функционально значимый фрагмент АпоА-1 человека. In one embodiment, the above agent comprises a functionally significant fragment of human ApoA-1.
В одном варианте осуществления функционально значимый фрагмент АпоА-1 человека имеет последовательность, представляющую собой укороченную с N-конца аминокислотную последовательность АпоА-1 человека. In one embodiment, the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is an N-terminally truncated amino acid sequence of human ApoA-1.
В одном варианте осуществления функционально значимый фрагмент АпоА-1 человека имеет последовательность, представляющую собой аминокислотную последовательность АпоА-1 человека, укороченную с N-конца на 2 аминокислотных остатка (аминокислотные остатки 3-243). In one embodiment, the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is the amino acid sequence of human ApoA-1 truncated at the N-terminus by 2 amino acid residues (amino acid residues 3-243).
В одном варианте осуществления указанное средство составлено в виде фармацевтической композиции, включающей АпоА-1 человека или его функционально значимый фрагмент и фармацевтически приемлемый носитель. В одном варианте осуществления фармацевтически приемлемый носитель представляет собой воду для инъекций или физиологический раствор. In one embodiment, said agent is formulated as a pharmaceutical composition comprising human ApoA-1 or a functionally significant fragment thereof and a pharmaceutically acceptable carrier. In one embodiment, the pharmaceutically acceptable carrier is water for injection or saline solution.
Изобретение также относится к способу лечения черепно-мозговой травмы. The invention also relates to a method for treating traumatic brain injury.
В одном варианте осуществления функционально значимый фрагмент АпоА-1 человека имеет последовательность, представляющую собой укороченную с N-конца аминокислотную последовательность АпоА-1 человека. In one embodiment, the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is an N-terminally truncated amino acid sequence of human ApoA-1.
В одном варианте осуществления функционально значимый фрагмент АпоА-1 человека имеет последовательность, представляющую собой аминокислотную последовательность АпоА-1 человека, укороченную с N-конца на 2 аминокислотных остатка (аминокислотные остатки 3-243). In one embodiment, the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is the amino acid sequence of human ApoA-1 truncated at the N-terminus by 2 amino acid residues (amino acid residues 3-243).
В одном варианте осуществления указанное средство составлено в виде фармацевтической композиции, включающей АпоА-1 человека или его функционально значимый фрагмент и фармацевтически приемлемый носитель. In one embodiment, said agent is formulated as a pharmaceutical composition comprising human ApoA-1 or a functionally significant fragment thereof and a pharmaceutically acceptable carrier.
В одном варианте осуществления фармацевтически приемлемый носитель представляет собой воду для инъекций или физиологический раствор. В одном варианте осуществления введение вышеуказанного средства осуществляют местно или парентерально. In one embodiment, the pharmaceutically acceptable carrier is water for injection or saline. In one embodiment, the administration of the above agent is carried out locally or parenterally.
В одном варианте осуществления парентеральное введение осуществляют внутривенно или внутримышечно. In one embodiment, parenteral administration is performed intravenously or intramuscularly.
В одном варианте осуществления местное введение осуществляют подкожно. In one embodiment, local administration is performed subcutaneously.
Субъектом с признаками черепно-мозговой травмы, является млекопитающее, в частности, человек. The subject with signs of traumatic brain injury is a mammal, in particular a human.
Краткое описание чертежей Brief description of the drawings
Фиг. 1. Морфологические изменения коры головного мозга мышей через 5 недель после моделирования черепно-мозговой травмы. Ув. 200. Fig. 1. Morphological changes in the cerebral cortex of mice 5 weeks after modeling of traumatic brain injury. Magn. 200.
Примечание: а - нарушение цитоархитектоники, выраженная деструкция наружного зернистого слоя; б - нормо- и гиперхромные нейроны в наружном зернистом слое; в - формирование крупных очагов нейронофагии, их перемещение под мягкую мозговую оболочку; г - преобладание гиперхромных нейронов в наружном зернистом и пирамидном слоях, а, б, в - окраска гематоксилином и эозином; г - окраска толуидиновым синим. Note: a - disruption of cytoarchitecture, pronounced destruction of the external granular layer; b - normo- and hyperchromic neurons in the external granular layer; c - formation of large foci of neuronophagia, their displacement under the pia mater; d - predominance of hyperchromic neurons in the external granular and pyramidal layers, a, b, c - staining with hematoxylin and eosin; d - staining with toluidine blue.
Фиг. 2. Морфологические изменения коры головного мозга мышей через 5 недель после моделирования черепно-мозговой травмы и еженедельного введения рекомбинантного anoAl. Примечание: a - дезинтеграция наружного зернистого слоя; б - диффузная инфильтрация наружного зернистого слоя клетками микроглии; в - формирование крупного очага нейронофагии под мягкой мозговой оболочкой; г - крупный очаг нейронофагии. а, г - окраска толуидиновым синим; б, в - окраска гематоксилином и эозином, а, б, г - ув. 200; в - ув. 400. Fig. 2. Morphological changes in the cerebral cortex of mice 5 weeks after modeling of traumatic brain injury and weekly administration of recombinant anoAl. Note: a - disintegration of the external granular layer; b - diffuse infiltration of the external granular layer by microglial cells; c - formation of a large focus of neuronophagy under the pia mater; d - large focus of neuronophagy. a, d - staining with toluidine blue; b, c - staining with hematoxylin and eosin, a, b, d - magnification 200; c - magnification 400.
Осуществление изобретения Implementation of the invention
Изобретение относится к средству для лечения черепно-мозговой травмы и включает нативный или рекомбинантный АпоА-I человека с аминокислотной последовательностью размером 243 а.о., молекулярной массой 28,5 кДа или его функционально значимый фрагмент. The invention relates to a means for treating traumatic brain injury and includes native or recombinant human ApoA-I with an amino acid sequence of 243 aa, a molecular weight of 28.5 kDa, or a functionally significant fragment thereof.
В одном варианте осуществления указанное средство включает функционально значимый фрагмент АпоА-I человека. In one embodiment, said agent comprises a functionally significant fragment of human ApoA-I.
В одном варианте осуществления функционально значимый фрагмент АпоА-1 человека имеет последовательность, представляющую собой укороченную с N-конца аминокислотную последовательность АпоА-I человека (SEQ Ш NO 1, аминокислотные остатки 1-243, АпоА-1- 1-243), обладающую функциональной автономией и функциональной активностью, обеспечивающей в составе заявленного средства получение заявленных в изобретении технических результатов. In one embodiment, the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is an amino acid sequence of human ApoA-I shortened at the N-terminus (SEQ ID NO: 1, amino acid residues 1-243, ApoA-1-1-243), which has functional autonomy and functional activity that ensures, as part of the claimed agent, the technical results claimed in the invention.
В одном варианте осуществления функционально значимый фрагмент АпоА-1 человека имеет последовательность, представляющую собой аминокислотную последовательность АпоА-I человека, укороченную с N-конца на 2 аминокислотных остатка, размером 241 а.о. с молекулярной массой 28,3 кДа (SEQ ГО NO 2, аминокислотные остатки 3-243, АпоА-1-3-243). In one embodiment, the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is the amino acid sequence of human ApoA-I, truncated at the N-terminus by 2 amino acid residues, with a size of 241 aa and a molecular weight of 28.3 kDa (SEQ ID NO: 2, amino acid residues 3-243, ApoA-1-3-243).
Функционально значимый фрагмент АпоА-I человека может быть получен с помощью методов генной инженерии путем конструирования рекомбинантной ДНК, обеспечивающей в составе плазмидного вектора экпрессию в бактериальной или дрожжевой или иной клетке синтетического гена, имеющего в своем составе нуклеотидную последовательность, кодирующую функционально значимый фрагмент АпоА-I человека, с последующим выделением синтезированного в клетке рекомбинантного белка, кодируемого нуклеотидной последовательностью синтетического гена, и получением на его основе функционально значимого фрагмента АпоА-I человека известными для специалиста методами, но не ограничивается указанным генно-инженерным методом. Функционально значимый фрагмент АпоА-I человека, имеющий аминокислотную последовательность АпоА-1-1-243 человека, укороченную с N-конца на 2 аминокислотных остатка (rAnoA-I-3-243) получали генно-инженерным способом путем клонирования синтетического гена, имеющего в своем составе нуклеотидную последовательность гена АпоА-1- 1-243 человека, в клетках Е. coli, с последующим выделением целевого белка и его кислотным гидролизом для получения гАпоА-1-3-243, как описано в патенте согласно патенту РФ № 2573930. A functionally significant fragment of human ApoA-I can be obtained using genetic engineering methods by constructing recombinant DNA that provides, as part of a plasmid vector, expression in a bacterial or yeast or other cell of a synthetic gene that has a nucleotide sequence encoding a functionally significant fragment of human ApoA-I, with subsequent isolation of the recombinant protein synthesized in the cell, encoded by the nucleotide sequence of the synthetic gene, and obtaining on its basis a functionally significant fragment of human ApoA-I using methods known to a specialist, but is not limited to the said genetic engineering method. A functionally significant fragment of human ApoA-I, having the amino acid sequence of human ApoA-1-1-243, shortened from the N-terminus by 2 amino acids residue (rAnoA-I-3-243) was obtained by genetic engineering by cloning a synthetic gene containing the nucleotide sequence of the human ApoA-1-1-243 gene in E. coli cells, followed by isolation of the target protein and its acid hydrolysis to obtain rApoA-1-3-243, as described in the patent according to Russian Federation Patent No. 2573930.
В одном варианте осуществления вышеуказанное средство составлено в виде фармацевтической композиции, включающей АпоА-1- 1-243 человека или гАпоА-1- 1-243 или его функционально значимый фрагмент, и фармацевтически приемлемый носитель. In one embodiment, the above agent is formulated as a pharmaceutical composition comprising human ApoA-1-1-243 or hApoA-1-1-243 or a functionally significant fragment thereof, and a pharmaceutically acceptable carrier.
В одном варианте осуществления фармацевтически приемлемый носитель представляет собой воду для инъекций или физиологический раствор In one embodiment, the pharmaceutically acceptable carrier is water for injection or saline solution.
В одном варианте осуществления фармацевтическая композиция включает гАпоА-1- 3-243 человека и воду для инъекций. In one embodiment, the pharmaceutical composition comprises human hApoA-1-3-243 and water for injection.
Изобретение также относится к применению АпоА-1- 1-243 человека или гАпоА-1- 1- 243 человека или его функционально значимого фрагмента для лечения черепно-мозговой травмы. The invention also relates to the use of human ApoA-1-1-243 or human hApoA-1-1-243 or a functionally significant fragment thereof for the treatment of traumatic brain injury.
В одном варианте осуществления указанное средство включает функционально значимый фрагмент АпоА-1 человека. In one embodiment, said agent comprises a functionally significant fragment of human ApoA-1.
В одном варианте осуществления функционально значимый фрагмент АпоА-1 человека имеет последовательность, представляющую собой укороченную с N-конца аминокислотную последовательность АпоА-1 человека (SEQ Ш NO 1, аминокислотные остатки 1-243, АпоА-1- 1-243), обладающую функциональной автономией и функциональной активностью, обеспечивающей в составе заявленного средства получение заявленных в изобретении технических результатов. In one embodiment, the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is an amino acid sequence of human ApoA-1 shortened at the N-terminus (SEQ ID NO: 1, amino acid residues 1-243, ApoA-1-1-243), which has functional autonomy and functional activity that ensures, as part of the claimed agent, the technical results claimed in the invention.
В одном варианте осуществления функционально значимый фрагмент АпоА-1 человека имеет последовательность, представляющую собой аминокислотную последовательность АпоА-1 человека, укороченную с N-конца на 2 аминокислотных остатка (SEQ Ш NO 2, аминокислотные остатки 3-243, АпоА-1-3-243). In one embodiment, the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is the amino acid sequence of human ApoA-1 truncated at the N-terminus by 2 amino acid residues (SEQ ID NO: 2, amino acid residues 3-243, ApoA-1-3-243).
В одном варианте осуществления вышеуказанное средство составлено в виде фармацевтической композиции, включающей АпоА-1- 1-243 человека или гАпоА-1- 1-243 или его функционально значимый фрагмент, и фармацевтически приемлемый носитель. In one embodiment, the above agent is formulated as a pharmaceutical composition comprising human ApoA-1-1-243 or hApoA-1-1-243 or a functionally significant fragment thereof, and a pharmaceutically acceptable carrier.
В одном варианте осуществления фармацевтически приемлемый носитель представляет собой воду для инъекций или физиологический раствор In one embodiment, the pharmaceutically acceptable carrier is water for injection or saline solution.
В одном варианте осуществления фармацевтическая композиция включает гАпоА-1- 3-243 человека и воду для инъекций. Изобретение также относится к способу лечения черепно-мозговой травмы. In one embodiment, the pharmaceutical composition comprises human hApoA-1-3-243 and water for injection. The invention also relates to a method for treating traumatic brain injury.
В одном варианте осуществления указанное средство включает функционально значимый фрагмент АпоА-I человека. In one embodiment, said agent comprises a functionally significant fragment of human ApoA-I.
В одном варианте осуществления функционально значимый фрагмент АпоА-1 человека имеет последовательность, представляющую собой укороченную с N-конца аминокислотную последовательность АпоА-I человека (SEQ Ш NO 1, аминокислотные остатки 1-243, АпоА-1- 1-243), обладающую функциональной автономией и функциональной активностью, обеспечивающей в составе заявленного средства получение заявленных в изобретении технических результатов. In one embodiment, the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is an amino acid sequence of human ApoA-I shortened at the N-terminus (SEQ ID NO: 1, amino acid residues 1-243, ApoA-1-1-243), which has functional autonomy and functional activity that ensures, as part of the claimed agent, the technical results claimed in the invention.
В одном варианте осуществления функционально значимый фрагмент АпоА-1 человека имеет последовательность, представляющую собой аминокислотную последовательность АпоА-I человека, укороченную с N-конца на 2 аминокислотных остатка (SEQ Ш NO 2, аминокислотные остатки 3-243, АпоА-1-3-243). In one embodiment, the functionally significant fragment of human ApoA-1 has a sequence that is the amino acid sequence of human ApoA-I truncated at the N-terminus by 2 amino acid residues (SEQ ID NO: 2, amino acid residues 3-243, ApoA-1-3-243).
В одном варианте осуществления вышеуказанное средство составлено в виде фармацевтической композиции, включающей АпоА-1- 1-243 человека или гАпоА-1- 1-243 или его функционально значимый фрагмент, и фармацевтически приемлемый носитель. In one embodiment, the above agent is formulated as a pharmaceutical composition comprising human ApoA-1-1-243 or hApoA-1-1-243 or a functionally significant fragment thereof, and a pharmaceutically acceptable carrier.
В одном варианте осуществления фармацевтически приемлемый носитель представляет собой воду для инъекций или физиологический раствор In one embodiment, the pharmaceutically acceptable carrier is water for injection or saline solution.
В одном варианте осуществления фармацевтическая композиция включает гАпоА-1- 3-243 человека и воду для инъекций. In one embodiment, the pharmaceutical composition comprises human hApoA-1-3-243 and water for injection.
В одном варианте осуществления введение заявленного средства осуществляют местно или парентерально. In one embodiment, the administration of the claimed agent is carried out locally or parenterally.
В одном варианте осуществления парентеральное введение осуществляют внутривенно или внутримышечно. In one embodiment, parenteral administration is performed intravenously or intramuscularly.
В одном варианте осуществления местное введение осуществляют подкожно. In one embodiment, local administration is performed subcutaneously.
Продолжительность введения и терапевтически эффективное количество вводимого заявленного средства может широко варьироваться в зависимости от множества факторов, включая выраженность черепно-мозговой травмы, параметров субъекта, включая размер, вес, возраст, и другие факторы, хорошо известные специалисту в данной области техники. The duration of administration and the therapeutically effective amount of the claimed agent administered may vary widely depending on a variety of factors, including the severity of the traumatic brain injury, subject parameters, including size, weight, age, and other factors well known to those skilled in the art.
Субъектом с признаками черепно-мозговой травмы, является млекопитающее, в частности, человек. The subject with signs of traumatic brain injury is a mammal, in particular a human.
Нативный АпоА-I человека является компонентном липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) плазмы крови. Нативный АпоА-I человека SEQ Ш NO 1 (аминокислотные остатки 1-243, АпоА-1- 1-243) получали путем выделения Л11ВП из плазмы крови человека с помощью изоплотностного ультрацентрифугирования в растворе KBr [Mills G.L. et al. Guidebook to Lipoprotein Techniques. Edited by R. H. Burden and P. H. van Knippenberg. - Amsterdam: Elsevier, 2000. - 475 p.] с последующими делипидированием Л11ВП [Cham В. E., Knowlee В. R. J. Lipid. Res. - 1976. - Vol. 17, No. 2. P. 176-181] и очисткой [Пыхтина М.Б. и др. Биофармацевтический журнал. - 2012. - Т. 4. - № 6. - С. 37-45]. Native human ApoA-I is a component of high-density lipoproteins (HDL) in blood plasma. Native human ApoA-I SEQ ID NO 1 (amino acid residues 1-243, ApoA-1-1-243) was obtained by isolating L11VP from human plasma using isodense ultracentrifugation in KBr solution [Mills GL et al. Guidebook to Lipoprotein Techniques. Edited by RH Burden and PH van Knippenberg. - Amsterdam: Elsevier, 2000. - 475 p.] followed by delipidation of L11VP [Cham B. E., Knowlee B. RJ Lipid. Res. - 1976. - Vol. 17, No. 2. P. 176-181] and purification [Pykhtina M.B. et al. Biopharmaceutical Journal. - 2012. - T. 4. - No. 6. - P. 37-45].
Рекомбинантный АпоА-I человека SEQ Ш NO 1 (аминокислотные остатки 1-243, г Апо А- 1- 1-243) получали с помощью методов генной инженерии путем конструирования рекомбинантной ДНК, обеспечивающей в составе плазмидного вектора экспрессию синтетического гена, включающего нуклеотидную последовательность, кодирующую химерный АпоА-I человека, в клетках E.coli, например, по патенту РФ № 2573930, либо в клетках метилотрофных дрожжей Pichia pasloris, например, по патенту РФ № 2605326] с последующим получением зрелого гАпоА- 1-1-243 человека путем ферментативного гидролиза соответствующего химерного белка, но не ограничиваются указанными методами. Recombinant human ApoA-I SEQ ID NO 1 (amino acid residues 1-243, rApoA-1-1-243) was obtained using genetic engineering methods by constructing recombinant DNA that provides, as part of a plasmid vector, the expression of a synthetic gene comprising a nucleotide sequence encoding chimeric human ApoA-I in E. coli cells, for example, according to Russian Patent No. 2573930, or in methylotrophic yeast cells Pichia pasloris, for example, according to Russian Patent No. 2605326], followed by obtaining mature human rApoA-1-1-243 by enzymatic hydrolysis of the corresponding chimeric protein, but is not limited to the methods indicated.
Функционально значимый фрагмент АпоА-I человека может быть получен с помощью методов генной инженерии путем конструирования рекомбинантной ДНК, обеспечивающей в составе плазмидного вектора экпрессию в бактериальной или дрожжевой или иной клетке синтетического гена, имеющего в своем составе нуклеотидную последовательность, кодирующую функционально значимый фрагмент АпоА-I человека, с последующим выделением синтезированного в клетке рекомбинантного белка, кодируемого нуклеотидной последовательностью синтетического гена, и получением на его основе функционально значимого фрагмента АпоА-I человека известными для специалиста методами, но не ограничиваются указанным генно-инженерным методом. A functionally significant fragment of human ApoA-I can be obtained using genetic engineering methods by constructing recombinant DNA that provides, as part of a plasmid vector, expression in a bacterial or yeast or other cell of a synthetic gene that has in its composition a nucleotide sequence encoding a functionally significant fragment of human ApoA-I, with subsequent isolation of the recombinant protein synthesized in the cell, encoded by the nucleotide sequence of the synthetic gene, and obtaining on its basis a functionally significant fragment of human ApoA-I using methods known to a specialist, but not limited to the said genetic engineering method.
Функционально значимый фрагмент АпоА-I человека, имеющий аминокислотную последовательность АпоА-1-1-243 человека, укороченную с N-конца на 2 аминокислотных остатка (гАпоА-1-3-243) получали генно-инженерным способом путем клонирования синтетического гена, имеющего в своем составе нуклеотидную последовательность гена АпоА-1-1-243 человека, в клетках Е. coli, с последующим выделением целевого белка и его кислотным гидролизом для получения гАпоА-1-3-243, как описано в патенте согласно патенту РФ № 2573930. Примеры. A functionally significant fragment of human ApoA-I, having the amino acid sequence of human ApoA-1-1-243, shortened from the N-terminus by 2 amino acid residues (gApoA-1-3-243) was obtained by genetic engineering by cloning a synthetic gene, having in its composition the nucleotide sequence of the human ApoA-1-1-243 gene, in E. coli cells, with subsequent isolation of the target protein and its acid hydrolysis to obtain gApoA-1-3-243, as described in the patent according to Russian Federation Patent No. 2573930. Examples.
Все примеры осуществления изобретения выполнены с применением функционально значимого фрагмента АпоА-I человека, имеющего аминокислотную последовательность АпоА-1-1-243 человека, укороченную с N-конца на 2 аминокислотных остатка (гАпоА-1-3-243). All examples of the invention are carried out using a functionally significant fragment of human ApoA-I, having the amino acid sequence of human ApoA-1-1-243, shortened from the N-terminus by 2 amino acid residues (rApoA-1-3-243).
Пример 1. Получение функционально значимого фрагмента АпоА-I человека гАпоА-1-3-243 Example 1. Obtaining a functionally significant fragment of human ApoA-I gApoA-1-3-243
Функционально значимый фрагмент АпоА-I человека, соответствующий аминокислотам 3-243 АпоА-I человека (SEQ Ш NO 2) (далее - «гАпоА-1-3-243») получали генно-инженерным способом путем клонирования в составе плазмидного вектора рекомбинантной ДНК, включающей нуклеотидную последовательность, кодирующую химерный АпоА-I, и обеспечивающей его синтез в клетках E.coli; последующих выделения и очистки химерного АпоА-I. Для получения гАпоА-1-3-243 химерный белок АпоА-1 подвергали кислотному гидролизу, как описано в патенте РФ № 2573930. В частности, нуклеотидная последовательность рекомбинантной ДНК, включает с 5 '-конца ATG-кодон, кодирующий метионин, затем (1) фрагмент ДНК, кодирующий 6 а.о. гистидина; (2) фрагмент ДНК, кодирующий 6 а.о. про-формы белка апоА-I человека; (3) фрагмент ДНК, кодирующий N-концевой фрагмент из 15 а.о. бычьей панкреатической РНКазы А; (2) фрагмент ДНК, кодирующий 6 а.о. про-формы белка апоА-I человека; (4) фрагмент ДНК, кодирующий сайт узнавания протеазы вируса табачной мозаики; (5) мутантный ген зрелого белка апоА-1- 1-243 человека. Химерному белку АпоА-I соответствует аминокислотная последовательность, кодируемая всеми последовательно указанными нуклеотидными последовательностями рекомбинантной ДНК, причем последовательность (2), представлена дважды, второй раз после последовательности (3). A functionally significant fragment of human ApoA-I corresponding to amino acids 3-243 of human ApoA-I (SEQ ID NO 2) (hereinafter referred to as "rApoA-1-3-243") was obtained by genetic engineering by cloning recombinant DNA in a plasmid vector comprising a nucleotide sequence encoding chimeric ApoA-I and providing its synthesis in E. coli cells; subsequent isolation and purification of chimeric ApoA-I. To obtain rApoA-1-3-243, the chimeric ApoA-1 protein was subjected to acid hydrolysis as described in Russian Patent No. 2573930. In particular, the nucleotide sequence of the recombinant DNA includes, from the 5'-end, an ATG codon encoding methionine, then (1) a DNA fragment encoding 6 amino acids of histidine; (2) a DNA fragment encoding 6 aa of the pro-form of human apoA-I protein; (3) a DNA fragment encoding the N-terminal fragment of 15 aa of bovine pancreatic RNase A; (2) a DNA fragment encoding 6 aa of the pro-form of human apoA-I protein; (4) a DNA fragment encoding the recognition site of tobacco mosaic virus protease; (5) a mutant gene of mature human apoA-1-1-243 protein. The chimeric ApoA-I protein corresponds to the amino acid sequence encoded by all of the sequentially indicated nucleotide sequences of the recombinant DNA, wherein sequence (2) is presented twice, the second time after sequence (3).
Применение осуществляли в виде фармацевтической композиции, включающей функционально значимый фрагмент АпоА-I человека гАпоА-1-3-243, и фармацевтически приемлемый растворитель, в которой в качестве фармацевтически приемлемого растворителя применяли воду для инъекций. The application was carried out in the form of a pharmaceutical composition comprising a functionally significant fragment of human ApoA-I rApoA-1-3-243 and a pharmaceutically acceptable solvent, in which water for injection was used as the pharmaceutically acceptable solvent.
Введение осуществляли подкожно. The administration was performed subcutaneously.
Пример 2. Описание экспериментов Example 2. Description of experiments
Описание линии мышей, использованных для экспериментального осуществления заявленного изобретения Сравнительное исследование эффективности применения функционально значимого фрагмента АпоА-I человека гАпоА-1-3-243 проводили на аутбредных (нелинейных) лабораторных мышах ICR, которые являются наиболее часто используемыми исследовательскими объектами в области онкологии, токсикологии, тератология, при разработке вакцин, изучении старения и для общих целей. Description of the line of mice used for the experimental implementation of the claimed invention A comparative study of the effectiveness of the use of a functionally significant fragment of human ApoA-I hApoA-1-3-243 was carried out on outbred (non-linear) laboratory mice ICR, which are the most frequently used research objects in the field of oncology, toxicology, teratology, in the development of vaccines, the study of aging and for general purposes.
В эксперимент отбирали мышей массой 27-30 граммов в возрасте четырех месяцев. Животных кормили обычной пищей, со свободным доступом к воде. Mice weighing 27-30 grams and aged four months were selected for the experiment. The animals were fed regular food with free access to water.
Были сформированы 4 группы экспериментальных животных: Four groups of experimental animals were formed:
К(-) - контрольная группа интактных здоровых мышей ICR, 10 особей); K(-) - control group of intact healthy ICR mice, 10 individuals);
К(+) - контрольная группа мышей с черепно-мозговой травмой (10 особей); K(+) - control group of mice with traumatic brain injury (10 individuals);
Опытная группа 1 - опытная группа мышей с черепно-мозговой травмой, которым вводили гАпоА-1-3-243 один раз в неделю в течение трех недель подкожно в область холки (10 особей). Experimental group 1 - an experimental group of mice with traumatic brain injury, which were injected with gApoA-1-3-243 once a week for three weeks subcutaneously in the withers region (10 individuals).
Опытная группа 2 - группа сравнения мышей с черепно-мозговой травмой, которым один раз в неделю в течение трех недель подкожно вводили мексидол (10 особей). Experimental group 2 is a comparison group of mice with traumatic brain injury, which were injected subcutaneously with Mexidol once a week for three weeks (10 individuals).
Опытной группе 1 вводили гАпоА-1-3-243 в дозе 7 мг/кг массы тела, при этом гАпоА- 1-3-243 вводили в составе фармацевтической композии, в которой в качестве фармацевтически приемлемого носителя использовали воду для инъекций, при концентрации гАпоА-1-3-243 в растворе 1,2 мг/мл. Experimental group 1 was administered hApoA-1-3-243 at a dose of 7 mg/kg body weight, while hApoA-1-3-243 was administered as part of a pharmaceutical composition in which water for injection was used as a pharmaceutically acceptable carrier, at a concentration of hApoA-1-3-243 in solution of 1.2 mg/ml.
Опытной группе 2 вводили внутривенно мексидол в дозе 7 мг/кг массы тела. Experimental group 2 was administered Mexidol intravenously at a dose of 7 mg/kg body weight.
Описание модели черепно-мозговой травмы Description of the model of traumatic brain injury
Для проведения сравнительных исследований моделировали черепно-мозговую травму (ЧМТ) легкой степени. Для этого использовали модель Marmarou [Marmarou А. А new model of diffuse brain injury in rats. Part I: Pathophysiology and biomechanics // J. neurosurgery, 1994, vol. 80, №. 2, pp. 291-300] в модификации для мышей M.J. Капеа и соавт. [Kanea М. A mouse model of human repetitive mild traumatic brain injury // J. Neuroscience Methods, 2012, vol. 203, Is. 1, pp. 41-49]. Для воспроизведения лёгкой ЧМТ на мышах весом 27-30 г. использовали груз диаметром 20 мм и весом 100 г при высоте падения 2,0 метра после удара по голове в резервуар высотой 23 см, на поролоновую подушку для смягчения. Для исключения сопротивления при ударе поверхность резервуара укрывали алюминиевой фольгой таким образом, чтобы она могла выдержать вес мыши. После удара по голове фольга легко разрывается, и животное с ускорением падает вниз. Ускорение и падение, вызванное ударом, всегда включает горизонтальное вращение тела мыши на 180°. Использованный метод моделирует наиболее распространенную форму черепно-мозговой травмы у людей. Существующие модели ЧМТ на животных вызывают очаговые тяжелые повреждения, в отличие от наблюдаемых при повторных и легких сотрясениях мозга, и лишь немногие из них приспособлены для повторного применения. Ключевым аспектом использованной в данном исследовании модели является нанесение удара по черепу не пристегнутой мыши, обеспечивающее быстрое ускорение свободно движущихся головы и туловища, важная характеристика, как известно, для сотрясения мозга у людей и фактор, который отсутствует у других существующих животных моделей ЧМТ. Данный метод не требует разреза кожи головы, установки защитных шлемов для черепа или хирургического вмешательства, и процедура может быть завершена за 1-2 минуты. Мыши не проявляют признаков судорог, паралича или нарушений поведения. Переломы черепа и внутричерепные кровотечения встречаются очень редко. Незначительные нарушения координации движений и двигательная гиперактивность со временем восстанавливаются. Гистологический анализ показывает легкую астроцитарную реактивность, отсутствие нарушения гематоэнцефалического барьера, отека и активации микроглии. Эта новая животная модель проста и экономична и облегчает характеристику нейробиологических и поведенческих последствий ЧМТ. Модель идеально подходит для высокопроизводительного скрининга потенциальных новых методов лечения легких сотрясений головного мозга, с которыми сталкиваются спортсмены и военнослужащие . [Kanea М. A mouse model of human repetitive mild traumatic brain injury // J. Neuroscience Methods, 2012, vol. 203, Is. 1, pp. 41-49]. To conduct comparative studies, a mild traumatic brain injury (TBI) was modeled. For this, the Marmarou model was used [Marmarou A. A new model of diffuse brain injury in rats. Part I: Pathophysiology and biomechanics // J. neurosurgery, 1994, vol. 80, No. 2, pp. 291-300] in a modification for mice by MJ Kapea et al. [Kanea M. A mouse model of human repetitive mild traumatic brain injury // J. Neuroscience Methods, 2012, vol. 203, Is. 1, pp. 41-49]. To reproduce mild TBI in mice weighing 27-30 g, a load with a diameter of 20 mm and a weight of 100 g was used at a drop height of 2.0 meters after a blow to the head into a tank 23 cm high, onto a foam cushion for cushioning. To eliminate resistance during impact, the surface of the tank was covered with aluminum foil so that it could withstand the weight of the mouse. After a blow to the head, the foil easily breaks, and the animal falls downwards with acceleration. The acceleration and fall caused by the blow always includes a horizontal rotation of the mouse's body by 180°. The method used simulates the most common form of craniocerebral trauma trauma in humans. Existing animal models of TBI produce focal, severe lesions, unlike those seen with repeated and mild concussions, and few are suitable for repetitive use. A key aspect of the model used in this study is that a skull strike to an unrestrained mouse produces rapid acceleration of the freely moving head and torso, an important characteristic known to occur with human concussion and a factor that is absent in other existing animal models of TBI. The method does not require scalp incisions, cranial helmets, or surgery, and the procedure can be completed in 1 to 2 minutes. Mice show no signs of seizures, paralysis, or behavioral abnormalities. Skull fractures and intracranial hemorrhage are very rare. Minor motor incoordination and motor hyperactivity resolve over time. Histologic analysis reveals mild astrocytic reactivity, no blood-brain barrier disruption, no edema, and no microglial activation. This new animal model is simple and economical, and facilitates characterization of the neurobiological and behavioral consequences of TBI. The model is ideal for high-throughput screening of potential new treatments for mild concussions experienced by athletes and military personnel. [Kanea M. A mouse model of human repetitive mild traumatic brain injury // J. Neuroscience Methods, 2012, vol. 203, Is. 1, pp. 41-49].
Пример 3. Результаты исследования локомоторной активности и когнитивной функции мышей при черепно-мозговой травме Example 3. Results of a study of locomotor activity and cognitive function in mice with traumatic brain injury
В таблице 1 представлено влияние гАпоА-1-3-243 и мексидола на показатели локомоторной активности и когнитивной функции в сравниваемых группах мышей через 3 недели после ЧМТ. Table 1 shows the effect of hApoA-1-3-243 and mexidol on the indices of locomotor activity and cognitive function in the compared groups of mice 3 weeks after TBI.
Как видно из таблицы 1 применение гАпоА-1-3-243 обеспечиает выраженный терапевтический эффект при нарастающих последствиях черепно-мозговой травмы даже при двукратном подкожном введении в дозе 7 мг/кг массы тела. В основном это касается восстановления нарушенных локомоторных функций, нарушений вестибулярного аппарата и когнитивной функции (центровые посещения, груминг, пристеночные стойки, заглядывания в норку). По этим показателям мексидол значительно уступает заявленному средству и в эквивалентной дозе практически не обладает терапевтическим действием. Доза гАпоА-1-3-243 7 мг/кг массы тела является экспериментально подобранной и оптимальной для коррекции последствий черепно-мозговой травмы в эксперименте in vivo, при дозах ниже 7 мг/кг массы тела терапевтическая эффективность заявленного средства снижается, а при дозах свыше 7 мг/кг массы тела увеличивается лишь незначительно. As can be seen from Table 1, the use of gApoA-1-3-243 provides a pronounced therapeutic effect in the increasing consequences of traumatic brain injury even with a double subcutaneous administration at a dose of 7 mg / kg of body weight. This mainly concerns the restoration of impaired locomotor functions, vestibular disorders and cognitive function (center visits, grooming, wall stands, looking into a hole). In these indicators, mexidol is significantly inferior to the declared drug and in an equivalent dose has virtually no therapeutic effect. The dose of gApoA-1-3-243 7 mg / kg of body weight is experimentally selected and optimal for the correction of the consequences of traumatic brain injury in an in vivo experiment, at doses below 7 mg/kg body weight, the therapeutic efficacy of the claimed agent decreases, and at doses above 7 mg/kg body weight, it increases only slightly.
Таблица 1. Влияние гАпоА-1-3-243 и мексидола на показатели локомоторной активности и когнитивной функции в сравниваемых группах мышей Table 1. Effect of hApoA-1-3-243 and mexidol on locomotor activity and cognitive function in the compared groups of mice
Пример 4. Морфологические изменения коры головного мозга мышей при черепно-мозговой травме Example 4. Morphological changes in the cerebral cortex of mice with traumatic brain injury
Экспериментальные группы: 1-я - моделирование черепно-мозговой травмы, подкожное введение 1 раз в неделю в течении пяти недель физиологического раствора (К+); 2-я - моделирование черепно-мозговой травмы, подкожное введение 1 раз в неделю в течении пяти недель гАпоА-1-3-243 в дозе 7 мг/кг в виде водного раствора (вода для инъекций). Experimental groups: 1st - modeling of craniocerebral injury, subcutaneous administration once a week for five weeks of physiological solution (K+); 2nd - modeling of craniocerebral injury, subcutaneous administration once a week for five weeks of gApoA-1-3-243 at a dose of 7 mg/kg in the form of an aqueous solution (water for injection).
Проведены светооптическое исследование и количественная оценка нормо- и гиперхромных нейронов в молекулярном, наружном зернистом и пирамидном слоях коры головного мозга (в тестовой площади 239972,87 мкм2). Объем выборки составлял не менее 1000 клеток в неперекрывающихся полях зрения (не менее 5 полей зрения). A light-optical study and quantitative assessment of normo- and hyperchromic neurons in the molecular, external granular and pyramidal layers of the cortex were carried out. brain (in a test area of 239972.87 µm2 ). The sample size was at least 1000 cells in non-overlapping fields of view (at least 5 fields of view).
Гистологическое исследование препарата резецированного участка коры после его фиксации нейтральным формалином выполняли по стандартной методике с окраской гематоксилином и эозином окраска гематоксилином и толуидиновым синим. Для электронно-микроскопического исследования кусочки ткани резецированного участка коры размером 4 — 5 мм3 предварительно фиксировали в жидкости Карновского, а затем в 1% растворе четырехокиси осмия на 0,2 М какодилатном буфере. Обезвоживание спиртом и ацетоном, а также последующую заливку в аралдит проводили по стандартной методике. Ультратонкие срезы получали на ультратомах LKB III и Leica ULTRACUT ЕМ UC7 (Leica, Германия), контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца. Исследование проводили в электронных микроскопах JEM-100B и JEM-1400 (фирмы «Тео1», Япония). Histological examination of the resected cortex section after fixation with neutral formalin was performed using the standard technique with hematoxylin and eosin staining (hematoxylin and toluidine blue staining). For electron microscopic examination, 4-5 mm3 pieces of tissue from the resected cortex were pre-fixed in Karnovsky's fluid and then in a 1% solution of osmium tetroxide in 0.2 M cacodylate buffer. Dehydration with alcohol and acetone, as well as subsequent embedding in araldite, were performed using the standard technique. Ultrathin sections were obtained on LKB III and Leica ULTRACUT EM UC7 ultratomes (Leica, Germany) and contrasted with uranyl acetate and lead citrate. The study was performed in JEM-100B and JEM-1400 electron microscopes (Teo1, Japan).
Морфологические изменения коры головного мозга в очаге поражения через 5 нед после черепно-мозговой травмы и еженедельного подкожного введения физиологического раствора характеризовались выраженными нарушениями цитоархитектоники, проявляющимися в деградации аксонов и дендритов нейронов и тотальной дезинтеграции межнейрональных ассоциаций (Фиг. 1, а). В наружном зернистом слое нейроны уменьшены в размерах, полиморфны, очень тесно сгруппированы (Фиг. 1, б). Вокруг нормохромных нейронов располагаются гиперхромные клетки, среди которых присутствуют клетки микроглии (Фиг.. 1, в). В пирамидном слое нейроны преимущественно гиперхромные (клетки-тени) с выраженным перицеллюлярным отеком (Фиг. 1, г), разрозненно располагающиеся по всему слою; повсеместно встречаются округлые пустоты на месте погибших нейронов. Morphological changes in the cerebral cortex in the lesion focus 5 weeks after traumatic brain injury and weekly subcutaneous administration of saline were characterized by pronounced cytoarchitectonic disorders, manifested in the degradation of axons and dendrites of neurons and total disintegration of interneuronal associations (Fig. 1, a). In the external granular layer, neurons are reduced in size, polymorphic, and very closely grouped (Fig. 1, b). Hyperchromic cells are located around normochromic neurons, among which microglial cells are present (Fig. 1, c). In the pyramidal layer, neurons are predominantly hyperchromic (shadow cells) with pronounced pericellular edema (Fig. 1, d), scattered throughout the layer; rounded voids at the site of dead neurons are common.
Отличительной особенностью реорганизации коры головного мозга при данной модели черепно-мозговой травмы было образование крупных очагов нейронофагии (площадь очагов варьировалась от 3400 до 21500 мкм2), которые располагались преимущественно под мягкой мозговой оболочкой (см. Фиг. 1, в). Такие очаги состояли в основном из клеток микроглии; в центре некоторых очагов встречались единичные нейроны. Вокруг очагов нейронофагии располагались обширные бесклеточные зоны. Крупно-очаговая нейронофагия при черепно-мозговой травме может представлять собой один из механизмов резорбции необратимо поврежденных нейронов с «выталкиванием» мононуклеарных инфильтратов наружу. A distinctive feature of the reorganization of the cerebral cortex in this model of traumatic brain injury was the formation of large foci of neuronophagy (the area of the foci varied from 3400 to 21500 μm 2 ), which were located mainly under the pia mater (see Fig. 1, c). Such foci consisted mainly of microglial cells; single neurons were found in the center of some foci. Extensive acellular zones were located around the foci of neuronophagy. Large-focal neuronophagy in traumatic brain injury may represent one of the mechanisms of resorption of irreversibly damaged neurons with the "pushing out" of mononuclear infiltrates.
Капилляры и мелкие артерии немногочисленны, неравномерно полнокровны. Отмечается выраженный периваскулярный/перикапиллярный отек. Общий характер структурных изменений коры головного мозга в очаге поражения через 5 нед после черепно-мозговой травмы и еженедельного подкожного введения гАпоА- 1-3-243 был таким же, как и в предыдущей группе, но отличался по выраженности. Отмечалась дезорганизация наружного зернистого и пирамидного слоев коры, которая заключалась, прежде всего, в выраженной деградации волокнистых структур, дезинтеграции нейронов и их хаотичном распределении в пределах слоев (рис. 2, а). В наружном зернистом слое усиливались процессы нейронофагии (рис. 2, б); клетки микроглии интенсивно (диффузно) инфильтрировали этот слой, образовывали вокруг нейронов скопления, на больших протяжениях замещали их. Так же, как и в предыдущей группе, формировали крупные очаги нейронофагии, которые перемещались под мягкую мозговую оболочку (рис. 2, в, г). В некоторых препаратах одновременно присутствовали от 2 до 4 таких очагов. В целом можно сказать, что процессы резорбции необратимо поврежденных нейронов в данной группе происходили более интенсивно (судя по большим скоплениям клеток микроглии), чем в группе без применения гАпоА-1-3-243. Этот процесс свидетельствует о начале организации, который заключается в формировании новообразованных капилляров по периферии зоны повреждения, активно запускается трансформация моноцитов и микроглиоцитов в клетки «зернистые шары», заполненные продуктами распада миелина. Таким образом, гАпоА-1-3-243 снижает вероятность запуска массивного некроза, который с вою очередь способствует прогрессирующему оттеку мозга и необратимым повреждениям функций отделом головного мозга. Capillaries and small arteries are few in number and unevenly engorged. Pronounced perivascular/pericapillary edema is noted. The general character of structural changes in the cerebral cortex in the lesion focus 5 weeks after traumatic brain injury and weekly subcutaneous administration of gApoA-1-3-243 was the same as in the previous group, but differed in severity. Disorganization of the outer granular and pyramidal layers of the cortex was noted, which consisted primarily in pronounced degradation of fibrous structures, disintegration of neurons and their chaotic distribution within the layers (Fig. 2, a). In the outer granular layer, neuronophagy processes intensified (Fig. 2, b); microglial cells intensively (diffusely) infiltrated this layer, formed clusters around neurons, and replaced them over large areas. Just as in the previous group, large foci of neuronophagy were formed, which moved under the pia mater (Fig. 2, c, d). In some preparations, 2 to 4 such foci were present simultaneously. In general, it can be said that the processes of resorption of irreversibly damaged neurons in this group occurred more intensively (judging by the large clusters of microglial cells) than in the group without the use of gApoA-1-3-243. This process indicates the beginning of organization, which consists in the formation of newly formed capillaries along the periphery of the damage zone, the transformation of monocytes and microgliocytes into "granular balls" cells filled with myelin decay products is actively launched. Thus, gApoA-1-3-243 reduces the likelihood of massive necrosis, which in turn contributes to progressive cerebral edema and irreversible damage to the functions of the brain.
По данным количественного анализа степенью хроматофилии цитоплазмы в группе гАпоА-1-3-243 установлено преобладание (на 63,4%, р<0,001 ) доли гиперхромных нейронов (преимущественно локализованных в пирамидном слое) над нормохромными, расположенными преимущественно в наружном зернистом слое (Табл. 2). В пирамидном слое наблюдались выраженные дегенеративные изменения пирамидных нейронов, сопровождавшиеся перицеллюлярным отеком. Однако доля гиперхромных нейронов у мышей группы была меньше на 37,3% (р<0,001) по сравнению с мышами, которым ежедневно подкожно вводился физиологический раствор (Табл. 2.). Этот показатель также может свидетельствовать о более интенсивной элиминации необратимо поврежденных нейронов из очага поражения. Такая элиминация поврежденных клеток происходит по пути апоптоза, или программированной клеточной гибели. Таким образом, гАпоА-1-3-243 обладает нейропротекторным действием, поскольку способствует гибели нейронов по пути апоптоза, а не некроза. Несмотря на это сохранялись изменения цитоархитектоники, особенно заметные в наружном зернистом слое, в котором нейроны образовывали разрозненные скопления в виде цепочек и небольших групп клеток. According to the quantitative analysis of the degree of cytoplasmic chromatophilia in the gApoA-1-3-243 group, a predominance (by 63.4%, p<0.001) of the proportion of hyperchromic neurons (mainly localized in the pyramidal layer) over normochromic ones located mainly in the external granular layer was established (Table 2). In the pyramidal layer, pronounced degenerative changes in pyramidal neurons were observed, accompanied by pericellular edema. However, the proportion of hyperchromic neurons in mice of the group was 37.3% less (p<0.001) compared to mice that were daily injected subcutaneously with saline (Table 2). This indicator may also indicate a more intensive elimination of irreversibly damaged neurons from the lesion. Such elimination of damaged cells occurs through apoptosis, or programmed cell death. Thus, hApoA-1-3-243 has a neuroprotective effect, since it promotes the death of neurons by apoptosis, rather than necrosis. Despite this, changes in cytoarchitecture persisted, particularly noticeable in the outer granular layer, in which neurons formed scattered clusters in the form of chains and small groups of cells.
Таблица 2. Оценка числа нейронов с разной степенью хроматофилии цитоплазмы Table 2. Estimation of the number of neurons with different degrees of cytoplasmic chromatophilia
Выраженных нарушений гемодинамики в очаге поражения в этот срок эксперимента не выявлено, но следует отметить неравномерное капиллярное полнокровие и перикапиллярный отек. No significant hemodynamic disturbances were detected in the lesion during this period of the experiment, but uneven capillary congestion and pericapillary edema should be noted.
Заключение. Качественный и количественный анализ трех слоев коры головного мозга мышей после черепно-мозговой травмы и корригирующего лечения с применением рекомбинантного гАпоА-1-3-243 (в дозе 7 мг/кг) свидетельствует о том, что при выбранном способе поражения головного мозга нарушения цитоархитектоники и дезинтеграции межнейрональных ассоциаций сохраняются в течение 5 недель. Наиболее выраженные структурные изменения по таким критериям, как нарушения цитоархитектоники и количество гиперхромных нейронов выявлены в группе животных, у которых не применялись никакие методы коррекции. Структурные изменения головного мозга у мышей, получавших в качестве лечебного воздействия рекомбинантный гАпоА-1-3-243 имели наиболее выраженные процессы нейронофагии, которые можно рассматривать как один из механизмов интенсивной элиминации необратимо поврежденных нейронов. гАпоА-1-3-243 снижает вероятность запуска массивного некроза, оказывает нейропротекторное действие. Conclusion. Qualitative and quantitative analysis of three layers of the cerebral cortex of mice after traumatic brain injury and corrective treatment with recombinant hApoA-1-3-243 (at a dose of 7 mg/kg) indicates that with the selected method of brain damage, cytoarchitectonic disorders and disintegration of interneuronal associations persist for 5 weeks. The most pronounced structural changes according to such criteria as cytoarchitectonic disorders and the number of hyperchromic neurons were found in the group of animals in which no correction methods were used. Structural changes in the brain in mice receiving recombinant hApoA-1-3-243 as a therapeutic effect had the most pronounced neuronophagy processes, which can be considered as one of the mechanisms of intensive elimination of irreversibly damaged neurons. hApoA-1-3-243 reduces the likelihood of massive necrosis and has a neuroprotective effect.
Работы выполнены с использованием оборудования ЦКП ФИЦ ФТМ «Протеомный анализ», поддержанного финансированием Минобрнауки России (соглашение № 075-15- 2021-691) и ЦКП ФИЦ ФТМ «Спектрометрические измерения». The work was carried out using the equipment of the FRC FTM Center for Collective Use “Proteomic Analysis”, supported by funding from the Ministry of Education and Science of Russia (agreement No. 075-15-2021-691) and the FRC FTM Center for Collective Use “Spectrometric Measurements”.
Claims
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202480029491.4A CN121311236A (en) | 2023-07-24 | 2024-02-07 | A drug for treating traumatic brain injury and its application |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2023119561 | 2023-07-24 | ||
| RU2023119561A RU2826364C1 (en) | 2023-07-24 | Method of treating craniocerebral injury and agent for implementation thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025023864A1 true WO2025023864A1 (en) | 2025-01-30 |
Family
ID=94375377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2024/050028 Pending WO2025023864A1 (en) | 2023-07-24 | 2024-02-07 | Method for treating traumatic brain injury and drug for carrying out said method |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN121311236A (en) |
| WO (1) | WO2025023864A1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2701565C1 (en) * | 2015-10-16 | 2019-09-30 | Импакт Биосайенсес Корп. | Methods and compositions for treating craniocerebral injury |
-
2024
- 2024-02-07 CN CN202480029491.4A patent/CN121311236A/en active Pending
- 2024-02-07 WO PCT/RU2024/050028 patent/WO2025023864A1/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2701565C1 (en) * | 2015-10-16 | 2019-09-30 | Импакт Биосайенсес Корп. | Methods and compositions for treating craniocerebral injury |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| CHEUNG HONOR, CHENG WAI HANG, BUTTON EMILY B, BASHIR ASMA, BARRON CARLOS J, WILKINSON ANNA, WELLINGTON CHERYL L: "ApoA-I deficiency enhances acute inflammatory responses after experimental Traumatic Brain Injury", CANADIAN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH, vol. 6, no. 1, 4 May 2021 (2021-05-04), pages 16 - 21, XP093271332, ISSN: 2563-5689 * |
| R. KNYAZEV, N. TRIFONOVA, A. RYABCHENKO, M. KOTOVA, A. KOLPAKOV, L. POLYAKOV: "Issledovanie vliianiia rekombinantnogo apolipoproteina A-I na rabotu serdechnoi myshtsy v eksperimente = Impact of recombinant apolipoprotein A-I on myocardial function in experiment", PATOLOGIIA KROVOOBRASHCHENIIA I KARDIOKHIRURGIIA = CIRCULATION PATHOLOGY AND CARDIAC SURGERY, MESHALKIN NATIONAL MEDICAL RESEARCH CENTER, NOVOSIBIRSK, vol. 22, no. 4, 29 December 2018 (2018-12-29), Novosibirsk, pages 88 - 94, XP009560716, ISSN: 1681-3472, DOI: 10.21688/1681-3472-2018-4-88-94 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN121311236A (en) | 2026-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jain | Neuroprotection in traumatic brain injury | |
| JP5550612B2 (en) | COMPOSITION CONTAINING IMPROVED APO E | |
| JP6401057B2 (en) | Combination therapy for ischemia | |
| Pan et al. | Transmission of NLRP3-IL-1β signals in cerebral ischemia and reperfusion injury: from microglia to adjacent neuron and endothelial cells via IL-1β/IL-1R1/TRAF6 | |
| JP2003532618A (en) | Cells, nervous system-specific antigens and their uses | |
| WO2010013012A9 (en) | Hypothermia inducing polypeptides and uses thereof | |
| US20110318346A1 (en) | Alpha B-crystallin as a therapy for Ischemia or inflammation | |
| FR2836474A1 (en) | New cyclosporin derivatives, containing bonded peptide vector for crossing blood-brain barrier, used for treating cerebral disorders such as neurodegenerative diseases, cerebral trauma or cerebrovascular accidents | |
| US20250205302A1 (en) | Compositions and methods for the treatment of neurodamage | |
| ES2863701T3 (en) | Dipeptidyl peptidase-4 inhibitors for topical ocular treatment of neurodegenerative retinal diseases | |
| RU2826364C1 (en) | Method of treating craniocerebral injury and agent for implementation thereof | |
| Lok et al. | Neuronal low-density lipoprotein receptor-related protein 1 (LRP1) enhances the anti-apoptotic effect of intravenous immunoglobulin (IVIg) in ischemic stroke | |
| WO2025023864A1 (en) | Method for treating traumatic brain injury and drug for carrying out said method | |
| JP7784378B2 (en) | Peptide compositions and methods for treating tauopathies | |
| US8067369B2 (en) | Protection of the retina against laser injury by NAP and related peptides | |
| KR20120084765A (en) | Use of neuregulin to treat peripheral nerve damage | |
| JP2015514771A (en) | Neuroprotective compositions and methods of use | |
| Dati et al. | Beneficial effects of rh-CLU on disease severity in different animal models of peripheral neuropathies | |
| JP7609858B2 (en) | Systemic Administration of Peptides for Treatment of Spinal Cord Injury and/or for Remyelination - Patent application | |
| CN1278184A (en) | Preventives or remedies for ischemic diseases | |
| WO2006117165A2 (en) | Means and methods for the treatment of head injuries and stroke | |
| JP2024511613A (en) | Combination therapy for brain injury | |
| US20230103407A1 (en) | Materials and methods for the treatment of gaucher disease | |
| CN117100862A (en) | Application of MIF and RIPK1 in perioperative ischemic brain injury | |
| Danilov et al. | Effects of long term NOS inhibition on disease and the immune system in MOG induced EAE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 202590437 Country of ref document: EA |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 24846120 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |