Перспективы использования пространственно-затрудненного терпенфенола при заболеваниях гепатобилиарной системы

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 24-25-00327

НазваниеПерспективы использования пространственно-затрудненного терпенфенола при заболеваниях гепатобилиарной системы

Руководитель Смольякова Вера Ивановна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук" , Томская обл

Конкурс №89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-101 - Экспериментальная медицина

Ключевые слова гепатопротекторы, фенольные антиоксиданты, ишемия/реперфузия, гепатит, окислительный стресс, печень, фармакокинетика, хроматография, гепатобилиарная система

Код ГРНТИ76.31.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Заболевания печени являются одной из основных причин нетрудоспособности и смертности в мире [1]. Лечение хронических заболеваний печени недостаточно эффективно [2] и на поздних стадиях цирроза может требоваться трансплантация печени, без которой смертность может достигать 90% [1]. Роль оксидативного стресса при заболеваниях печени несомненна [3]. Антиоксиданты способны поглощать свободные радикалы и проявлять противовоспалительное действие [3]. Наиболее популярны препараты “Карсил” и “Силимарин”, однако, низкая биодоступность и сложность количественной оценки ввиду многокомпонентности состава являются их недостатками [4]. Актуален поиск новых эффективных гепатопротекторов с низкой токсичностью. Научная проблема проекта – снижение окислительного стресса при патологиях печени за счет коррекции нарушений внутриклеточной редокс-сигнализации и ингибирования активных форм кислорода с помощью нового эффективного антиоксиданта группы пространственно-затрудненных терпенфенолов 4-метил-2,6-диизоборнилфенола (ИБФ). Задачи проекта: исследование новых фармакологических свойств терпенфенола на моделях токсического поражения печени тетрахлорметаном и ишемии/реперфузии печени крыс; изучение влияния ИБФ на уровень секреции маркеров воспаления печени. Активация свободно-радикальных процессов является общим механизмом при исследуемых патологиях печени. Выявленные антиоксидантные свойства терпенфенолов, а также показанные высокие концентрации ИБФ в печени, его выраженные желчегонные свойства, низкая токсичность [5], антиоксидантная и противоишемическая активность [6] обосновывают выбор именно этого вещества для коррекции. Впервые на двух моделях патологии печени будут проведены сравнительные исследования гепатопротекторных свойств и фармакокинетических параметров ИБФ в сравнении с «Силимарином». Будет оценено влияние веществ на биохимические показатели окислительного стресса, маркеры воспаления печени, будет выбран оптимальный режим лечения исследуемых патологий печени. Впервые будет проведено сравнение фармакокинетических параметров исследуемого вещества в норме и патологиях печени, будут изучены его противовоспалительные свойства, фундаментальные механизмы снижения оксидативного стресса. Впервые будет исследовано влияние ИБФ на экскрецию желчи, а также роль энтерогепатической циркуляции в фармакокинетике ИБФ у здоровых животных. Высокая квалификация сотрудников, имеющийся многолетний опыт проведения научных исследований в области фармакологии, опыт совместной реализации научных проектов, значимый научный задел по тематике проекта и наличие необходимого оснащения являются залогом успешной реализации проекта. Литература: 1. Karlsen T. H. et al. The EASL–Lancet Liver Commission: protecting the next generation of Europeans against liver disease complications and premature mortality //The Lancet. – 2022. – Vol. 399. – № 10319. – P. 61-116. 2. Tanaka N. et al. Current status, problems, and perspectives of non-alcoholic fatty liver disease research //World journal of gastroenterology. – 2019. – Vol. 25. – №2. – P. 163. 3. Li S. et al. The Role of Oxidative Stress and Antioxidants in Liver Diseases// International Journal of Molecular Sciences. – 2015. – Vol.16. – №11. – P. 26087–124. 4. Nguyen T. H. T. et al. Improving silymarin oral bioavailability using silica-installed redox nanoparticle to suppress inflammatory bowel disease //Journal of Controlled Release. – 2021. – Т. 331. – С. 515-24. 5. Яновская Е.А. Фармакокинетика 4-метил-2,6-диизоборнилфенола: диссертация. - Томск, 2016. 6. Plotnikova T.M. et al. Cardioprotective activity of 2,6-diisobornyl-4-methylphenol in acute myocardial ischemia/reperfusion in rats // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. – 2018. – Vol. 165, Issue 5. – Р. 657–59.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Проект направлен на изучение гепатопротекторных свойств фенольного антиоксиданта 2,6-диизоборнил-4-метилфенола (ИБФ), разработанного институтом химии Коми (г. Сыктывкар, Россия). В рамках исследования впервые изучено влияние ИБФ на свободнорадикальные процессы и активность систем антиоксидантной защиты при развитии реперфузионных повреждений клеток печени. В результате было выявлено, что у животных контрольной группы, подвергшихся ишемии/реперфузии печени, наблюдались изменения биохимических показателей крови, включая резкое возрастание АЛТ, АСТ и ЛДГ, а также билирубина и снижение содержания общего белка по сравнению с ложнооперированными крысами. Кроме того, у контрольных животных наблюдалось нарушение эндогенной антиоксидантной защиты и увеличение продуктов ПОЛ. Пероральное введение ИБФ в масляной лекарственной форме оказывало положительное влияние как на динамику биохимических показателей крови (снижение АЛТ, АСТ, ЛДГ, билирубина), так и на антиокислительный гемостаз (повышение содержания СОД, ГП, каталазы). После перенесенной ишемии/реперфузии печени у крыс контрольной группы значимо возрастало содержание продуктов ПОЛ (диеновых и триеновых конъюгатов и оснований Шиффа). У животных, получавших ИБФ во всем диапазоне доз, отмечено снижение окислительных процессов в мембранах гепатоцитов. Наибольшая гепатопротекторная активность наблюдалась при введении ИБФ в дозах 25 мг/кг и 50 мг/кг, при этом существенных различий между ними не обнаружено. Важным аспектом разработки новых лекарственных средств является изучение фармакокинетики. В данном проекте проведен сравнительный анализ фармакокинетики 2,6-диизоборнил-4-метилфенола при патологии (ишемия/реперфузия печени) в сравнении со здоровыми животными. В экспериментах на крысах выявлено увеличение максимальных концентраций ИБФ в плазме крови по сравнению со здоровыми животными, что косвенно свидетельствует о нарушении метаболизма в печени и механизмов клиренса при патологии. Дозозависимая кинетика сохранялась в группе с патологией на 2-ой и 3-ий день введения ИБФ. Кроме того, в работе было выявлено, что многократное введение ИБФ приводит к кумуляции вещества после введения в дозе 50 мг/кг. Кинетика ИБФ в желчи была исследована с использованием модифицированной техники двойной катетеризации желчного протока и кишечника с сохранением поступления желчных кислот в кишечник. В результате эффект энтерогепатической циркуляции ИБФ не был подтвержден, однако наблюдалась длительная элиминация вещества с желчью, при этом максимальные концентрации достигались через 8 ч после введения. В заключение следует отметить, что профилактическое введение ИБФ, обладающего повышенной биодоступностью в масляной лекарственной форме, ослабляет повреждение гепатоцитов при ишемии/реперфузии печени и способствуют сохранению экзогенных антиоксидантных систем. Таким образом, согласно полученным данным фармакодинамического и фармакокинетического исследования, наиболее эффективная доза ИБФ при патологии печени (ишемия/реперфузия печени) составляет 25 мг/кг.

Публикации

1. Яновская Е.А., Фрелих Г.А., Лакеев А.П., Чернышева Г.А., Смольякова В.И. Изучение влияния ишемического повреждения печени на фармакокинетику фенольного антиоксиданта Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, Т. 178, № 9, С. 310-314 (год публикации - 2024)

2. Яновская Е.А., Чернышева Г.А., Фрелих Г.А., Смольякова В.И, Лакеев А.П. Фармакокинетика фенольного антиоксиданта на фоне ишемического повреждения печени Материалы IV Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы фармацевтической науки и практики», С. 149-153 (год публикации - 2024)

3. Фрелих Г.А., Яновская Е.А., Лакеев А.П., Чернышева Г.А., Смольякова В.И. Модифицированный метод двойной катетеризации желчного протока и кишечника крыс для проведения фармакокинетических исследований Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, Т. 179, № 3, С. 382-387 (год публикации - 2024)

4. Фрелих Г.А., Яновская Е.А., Лакеев А.П., Чернышева Г.А., Смольякова В.И., Цуран Д.В., Чукичева И.Ю., Кучин А.В. Сравнительный анализ фармакокинетических характеристик 2,6-диизоборнил-4-метилфенола и его метаболитов в желчи крыс в норме и при патологии печени Бюллетень экспериментальной биологии и медицины (год публикации - 2025)

5. Яновская Е.А., Фрелих Г.А., Лакеев А.П., Смольякова В.И., Чернышева Г.А. Bioavailability and dose proportionality of a highly lipophilic phenolic antioxidant Xenobiotica, V. 55, Is. 2, P. 51-60 (год публикации - 2025)
10.1080/00498254.2025.2465237

6. Яновская Е.А., Фрелих Г.А., Лакеев А.П., Цуран Д.В., Смольякова В.И., Чернышева Г.А. Фармакодинамика и фармакокинетика перспективного фенольного антиоксиданта в качестве гепатопротектора Материалы докладов XII Всероссийского симпозиума с международным участием "Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты" , С. 211 (год публикации - 2025)

7. Лакеев А.П. Фармакокинетика полусинтетического антиоксиданта 2,6-диизоборнил-4-метилфенола в плазме крови и желчи крыс Материалы XXVI Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых "Химия и химическая технология в XXI веке", Т. 1, С. 275-276 (год публикации - 2025)

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Настоящее исследование посвящено изучению гепатопротекторных и противовоспалительных свойств фенольного антиоксиданта 4-метил-2,6-диизоборнилфенола (ИБФ) на модели токсического поражения печени, индуцированного тетрахлорметаном (CCl4). Степень проявления этих эффектов оценивалась на основании анализа биохимических параметров сыворотки крови, продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ), ферментов антиоксидантной защиты печени, уровня секреции маркера воспаления IL-6. Проведен сравнительный анализ фармакокинетических параметров ИБФ в плазме крови после его однократного и многократного внутрижелудочного введения крысам с токсическим поражением печени в сравнении со здоровыми животными. Также исследовано влияние патологии печени на экскрецию ИБФ и его метаболитов с желчью. Биохимический анализ сыворотки крови показал, что в контрольной группе (животные с патологией печени, не получавшие лечения), введение CCl4 вызывало токсическое повреждение печени, цитолиз и нарушение ее синтетической функции. В ткани печени контрольных животных наблюдались активация процессов ПОЛ, изменение содержания ферментов антиоксидантной защиты и возрастание уровня IL-6. Выяснено, что в условиях токсического поражения печени CCl4 внутрижелудочное введение животным ИБФ в масляной форме оказывало положительное влияние на динамику биохимических показателей сыворотки крови и липидной пероксидации в ткани печени, при этом ИБФ в дозе 25 мг/кг проявлял более высокую гепатопротекторную активность в сравнении с дозой 10 мг/кг. У животных, получавших ИБФ внутрижелудочно в масляной форме (25 мг/кг), несмотря на проявление токсического гепатита, наблюдалось улучшение функции печени и ослабление токсического поражения гепатоцитов по сравнению с контрольной группой, что выражалось в значимом снижении показателей ЛДГ, АЛТ, АСТ, билирубина, а также в повышении концентрации общего белка и глюкозы. По положительному влиянию на некоторые биохимические показатели сыворотки крови и уровень продуктов ПОЛ эффективность ИБФ превосходила эффекты «Силимарина». Введение ИБФ при токсическом гепатите способствовало сохранению ферментов эндогенной антиоксидантной защиты печени (СОД, ГП, КАТ) и снижало уровень интерлейкина-6 в ткани печени в сравнении с контролем. При ишемии/реперфузии печени ИБФ (10, 25, 50 мг/кг) ограничивал рост концентрации IL-6 и превосходил эффект «Силимарина». Результаты фармакокинетических исследований ИБФ при патологии печени в сравнении со здоровыми животными показали, что острая печеночная недостаточность, вызванная введением CCl4, приводила к 3-кратному снижению пиковых концентраций ИБФ в плазме крови и уменьшению площади под кривой на 41% (после однократного введения соединения) в сравнении со здоровыми животными. Однако курсовое введение ИБФ способствовало восстановлению гомеостаза печени и оказывало гепатопротекторное действие, что отражалось в нормализации всех фармакокинетических показателей. Показано, что многократное введение ИБФ на фоне патологии способствовало повышению его биодоступности по сравнению со значением данного показателя при однократном введении. В желчи крыс с токсическим поражением печени наблюдалось снижение уровня максимальных концентраций ИБФ (на 30%), которое может быть обусловлено нарушением абсорбции в ЖКТ или повреждением эндотелиальных клеток синусоидов (LSEC) печени, что приводило к снижению степени проницаемости ИБФ из портальной вены. Было также установлено, что снижение уровня ИБФ сопровождалось активацией метаболических процессов, о чем свидетельствовали обнаруженные в желчи крыс полярные метаболиты, содержание которых превышало концентрацию ИБФ более, чем в 2 раза. Таким образом, патологическое состояние печени оказывает значительное влияние на кинетику элиминации ИБФ, изменяя его экспозицию и метаболический профиль в плазме крови и в желчи. Проведенное исследование продемонстрировало, что ИБФ в дозе 25 мг/кг в масляной форме проявляет выраженные гепатопротекторные свойства в условиях острого токсического поражения печени, индуцированного CCl4. Кроме того, курсовое введение ИБФ способствует нормализации всех фармакокинетических показателей, что приводит к изменению его клиренса и увеличению экспозиции. Результаты исследования представлены в виде двух очных докладов на конференциях и в статьях, индексируемых в Web of Science и Scopus: «Xenobiotica» (опубликована), «Бюллетень экспериментальной биологии и медицины» (принята к печати) и «Free Radical Research» (находится на рецензировании).

Публикации

Возможность практического использования результатов
В ходе выполнения исследовательских работ получены данные о перспективности использования 4-метил-2,6-диизоборнилфенола – экранированного полусинтетического антиоксиданта, в качестве перспективного средства для коррекции патологии печени, сопровождающейся развитием свободно радикальных процессов. Данное соединение показало высокую эффективность при ишемии/реперфузии печени и токсическом гепатите, что позволяет предположить его эффективность в лечении заболеваний гепатобилиарной системы. Изучение особенностей фармакокинетики ИБФ при патологии печени демонстрирует необходимость изучения процессов распределения, абсорбции и метаболизма перспективных лекарственных средств на этапе доклинического исследования на моделях паталогических состояний. На настоящем этапе проведены доклиническое изучение ИБФ в качестве перспективного гепатопротекторного средства, но практического использования результатов проекта на данном этапе отсутствует, так как требуются дальнейшие, в том числе клинические, исследования.