Главная/Медиацентр/Материалы и Исследования/Клиническая фармакология Тимогена®. Глава 3


МАТЕРИАЛЫ&ИССЛЕДОВАНИЯ

Клиническая фармакология Тимогена®. Глава 3

Долгов Г.В., Куликов С.В., Легеза В.И., Малинин В.В., Морозов В.Г., Смирнов В.С., Сосюкин А.Е.

УДК 61.438.1:577.115.05

Под редакцией проф. В.С. Смирнова

Авторский коллектив:

  1. Долгов Г.В. — д.м.н., профессор кафедры акушерства и гинекологии Военно-медицинской академии
  2. Куликов С.В. — к.м.н., старший научный сотрудник отдела нейрофармакологии Института экспериментальной медицины РАМН
  3. Легеза В.И.— д.м.н., профессор ведущий научный сотрудник кафедры Военно-полевой терапии Военно-медицинской академии
  4. Малинин В.В.  — д.м.н., начальник отдела Института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН
  5. Морозов В.Г. — д.м.н., профессор заместитель директора Института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН
  6. Смирнов В.С. — д.м.н., профессор ведущий научный сотрудник кафедры военно-полевой терапии Военно-медицинской академии
  7. Сосюкин А.Е. — д.м.н., профессор начальник кафедры военно- полевой терапии Военно-медицинской академии

Опубликовано в СПб, 2003. — 103 с.

2003 Тимоген

Скачать PDF

Введение

Глава 1. Механизмы пептидной регуляции гомеостаза (В.В. Малинин, В.Г. Морозов)

Глава 2. Регуляторные пептиды тимуса (В.С. Смирнов)

Глава 3. Тимоген®: структура, химический синтез, свойства (С.В. Куликов, В.С. Смирнов)

Глава 4. Тимоген® в профилактике и комплексной терапии инфекционных заболеваний (В.С. Смирнов)

Глава 5. Тимоген® в терапии бронхолегочных заболеваний (В.С. Смирнов)

Глава 6. Применение тимогена в комплексной терапии внутренних болезней (В.С. Смирнов, А.Е. Сосюкин)

Глава 7. Тимоген® в дерматологии (В.С. Смирнов)

Глава 8. Применение Тимогена® для профилактики и лечения радиационных поражений (В.И.Легеза, В.С. Смирнов)

Глава 9. Применение Тимоген® в комплексном лечении механических и термических травм (В.С. Смирнов)

Глава 10. Тимоген® в акушерско-гинекологической практике (Г.В. Долгов, В.С. Смирнов)

Глава 11. Особенности применения Тимогена® в педиатрии (В.С. Смирнов)

Заключение

Глава 3. Тимоген®: структура, свойства, химический синтез, технология.

С.Н. Куликов, В.С. Смирнов

Дипептид L-глутамил-L-триптофан известен с середины 60-х годов прошлого века. Он оказался интересен в качестве субстрата аминопептидазы W (Gee, Kenny, 1987), причем с его использованием разработан метод флюорометрического анализа этого почечного фермента (Jacson et al., 1988). Благодаря собственной флюоресценции триптофана дипептид использовали при изучении взаимодействия триптофан-содержащих пептидов с нуклеиновыми кислотами (Szekerke, Erchegyi, 1975, 1980) и в некоторых других исследованиях (Chen et al., 1991; McDonald, O’Brien, 1972; Szekerke, Erchegyi,1975).

В 1988 г В.Х.Хавинсон с сотрудниками опубликовали сообщение о выделении индивидуального иммуноактивного компонента препаратов тимуса и назвали его Тимогеном®. Выделенное вещество оказалось дипептидом, состоящим из глутаминовой кислоты и триптофана, и имело последовательность L-глутамил-L-триптофан.

Рис. 3.1. Структурная формула L-глутамил-L-триптофана.

ris3-1_strukturnaya_formula

В дальнейшем это соединение было получено химическим путем (Морозов и др., 1990). На основе индивидуального синтетического пептида был создан препарат, обладающий иммуномодулирующим действием, для лечения больных с иммунодефицитными состояниями (Морозов и др., 2000; Яковлев и др., 1990). В настоящее время на основе этого дипептида выпускается препарат с торговым названием Тимоген®. Пептид входит также в состав препарата Цитовир-3®.

Структура и основные физико-химические свойства Тимогена®.

Структурная формула L-глутамил-L-триптофана приведена на рис.3.1. Дипептид представляет собой белый кристаллический порошок. Он мало растворим в воде, изотоническом растворе и 95%-ном спирте, практически не растворим в эфире и хлороформе.

Пептид имеет температуру плавления 205-207оС и удельное оптическое вращение [a] 20

+16.3о (с 1, 0.25н NaOH). Благодаря тому, что в молекуле L-глутамил-L-триптофана имеется одна аминогруппа и две карбоксильные группы, раствор свободного пептида (0.01% в воде) имеет рН 3.5. В УФ-спектре этого соединения имеется полоса поглощения, характерная для индольного кольца триптофана с lmax (280±0.2) нм и плечо с lmax (285±0.2) нм. L-глутамил-L-триптофан малорастворим в воде, поэтому получение водного раствора дипептида требует специальных приемов, таких как использование ультразвука для ускорения процесса растворения. В кислой среде водные растворы препарата нестабильны; при рН раствора ниже 5.0 N-концевая глутаминовая кислота быстро превращается в пироглутаминовую кислоту, образуя L-пироглутамил-L-триптофан:

glava3_struktura_fiz_svojstva_timogena

При повышении концентрации водородных ионов стабильность раствора резко возрастает. Так при рН 7.0¸7.5 после двух лет хранения при +4оС в неизменном виде остается более 95% L-глутамил-L-триптофана. Следует особо подчеркнуть, что при указанных значениях рН даже при комнатной температуре (18-23оС) через 8 лет сохраняется более 60% пептида в неизменном виде. Некоторые анионы, например, ацетат-анион, введенный в состав буферного раствора, даже при рН 7.0¸7.5 способствует превращению пептида пироглутаматное соединение

Раствор Тимоген® для интраназального применения имеет рН 7.0¸7.5, при этом пептид в растворе находится в виде натриевой соли. Исследования показали, что по своим биологическим и фармакологическим свойствам она не отличается от свободного пептида. Мононатриевая соль L-глутамил-L-триптофана индивидуальна по данным ТСХ и ВЭЖХ и идентична в условиях проведения хроматографии  L-глутамил-L-триптофану. Она имеет удельное оптическое вращение и УФ-спектр идентичные таковым L-глутамил- L-триптофана. В спектре протонного магнитного резонанса в D2O наблюдаются сигналы глутаминовой кислоты (d, м.д.): 1.82 м (2Н); 2.10 м (2Н); 4.42 м (1Н); сигналы триптофана (d, м.д.): 3.14 м (2Н); 3.61 м (1Н); 6.98-7.11 м (3Н); 7.33 д (1Н); 7.56 д (1 Н).

Химический синтез

Сведения о синтезе глутамил-триптофана очень ограничены. Как правило, отмечают, что пептид получен известными методами пептидной химии (Iyo et al., 1991; Ueda et al., 1988). В то же время имеется две публикации, в которых приведены оригинальные методики пептидного синтеза дипептида (Ерюхина, Куликов, 1995; Ряховский и др., 1999). А.П. Ерюхиной и С.В Куликовым (1995) синтез проведен с использованием защитных групп, удаляемых гидрированием по следующей схеме:

f-la-1

В этой работе была сделана попытка оптимизации отдельных синтетических стадий. Например, был разработан приемлемый способ получения препаративных количеств L-g-бензилглутамата (II), а также g-бензилового эфира N-бензилоксикарбонил-L-глутаминовой кислоты (III). Защищенный дипептид (V) получали методом активированных N-гидроксисукцинимидных эфиров с высоким выходом.

Для получения мононатриевой соли L-глутамил-L-триптофана была разработана методика гидрирования с использованием донора водорода, в качестве которого использовали формиат аммония. Данная методика позволяет проводить процесс компактно без использования водорода и получать в результате непосредственно мононатриевую соль L-глутамил-L-триптофана с высоким выходом. Вещество охарактеризовано данными ТСХ и спектром протонного магнитного резонанса в D2O. Полученную соль превращали в свободный дипептид L-глутамил-L-триптофан подкислением раствора мононатриевой соли

(VI) до рН 3.5. Выход дипептида составлял 75-76%, т.пл.205-207оС, [a]20 +16.3 (с 1, 0.25н NaOH). Брутто-формула подтверждена элементным анализом. Общий выход мононатриевой соли L-глутамил-L-триптофана составил 37%, по глутаминовой кислоте или 90%, по g-бензиловому эфиру N-бензилоксикарбонил-L-глутаминовой кислоты (III).

В.В.Ряховским и соавторами (1999) приведен в целом аналогичный путь синтеза соединения (VI) исходя из защищенной глутаминовой кислоты (III). Отличием было использование в качестве активированного эфира – пентахлорфенилового эфира. Защищенный дипептид выделяли в виде натриевой соли, а гидрировали его водородом. Общий выход по приведенной ниже схеме составил около 54% в расчете на соединение (III):

fl-a-2

Рассмотренные схемы получения целевого пептида многостадийны. Получение ключевых соединений: защищенной глутаминовой кислоты и активированных эфиров и связано с рядом трудностей синтетического характера (Ерюхина, Куликов, 1995), что приводит к усложнению процесса. Кроме того, высокая стоимость реагентов, например, дициклогексилкарбодиимида, приводит к удорожанию целевого пептида.

Технология

Нетехнологичность лабораторных способов получения мононатриевой соли L- глутамил-L-триптофана, а также высокая стоимость используемых в процессе реагентов послужили основанием для разработки нового способа получения пептида (VI) (Куликов и др. 20000):

На базе предложенной схемы был создан дешевый технологический процесс синтеза дипептида практически в любом масштабе. Общий выход продукта составляет 56-67%, а чистота по данным ВЭЖХ>98%. После дополнительной однократной перекристаллизации чистота пептида превышает 99%.

Схема синтеза l-глутамил-l-триптофана

glava3_sxema_sinteza

Биологические свойства тимогена

Дипептид L-глутамил-L-триптофан, как и другие пептиды, состоящие из левовращающих изомеров аминокислот, относится к числу малотоксичных соединений. Это вполне понятно, поскольку именно из этих оптически изомеров аминокислот состоит большинство животных и растительных белков, используемых человеком в виде продуктов питания. В процессе подготовки препарата к регистрации в качестве лекарственного средства были проведены необходимые исследования острой и хронической токсичности Тимоген®. Параметры острой токсичности определяли в экспериментах на беспородных белых мышах, морских свинках и собаках. Мышам препарат вводили однократно внутримышечно в дозах 0,05; 0,1; 0,3; 0,5; 1,0 и 10,0 мг/кг массы тела. За животными наблюдали в течение 15 суток (табл. 3.1). За животными наблюдали в течение 15 суток. Как видно из таблицы летальных эффектов при введении препарата в дозах до 10,0 мг/кг ни у мышей не у крыс не наблюдалось.

Таблица 3.1. Выживаемость мышей и крыс при однократном внутримышечном введении Тимоген®

Вид животных

Доза тимогена, мг/кг

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

5,0

7,5

10,0

Мыши

0/10

0/10

0/10

0/10

0/10

0/10

0/10

0/10

Крысы

0/5

0/5

0/5

0/5

0/5

0/5

0/5

0/5

Примечание. В числителе – количество павших животных, в знаменателе – количество взятых в опыт

В период наблюдений не отмечено каких-либо изменений общего состояния, поведения, двигательной активности, волосяного и кожного покрова, физиологических отправлений животных. При аутопсии не выявлено никаких патологических изменений в месте введения. Шерсть у животных была гладкой, блестящей. Выделения из естественных отверстий отсутствовали. Передние и задние конечности не имели никаких патологических изменений. Органы грудной и брюшной полостей имели типичный вид, каких- либо патологических отклонений в размерах, консистенции, внешнем виде не отмечено. При гистологическом исследовании сердца, легких, печени, почек, надпочечников, головного мозга, селезенки, тимуса, костного мозга никаких патологических изменений клеточного состава и структуры клеток не выявлено.

Морским свинкам и собакам препарат вводили однократно подкожно в дозе 10 мг/кг. При последующем наблюдении в течение 4 недель никаких отклонений в состоянии здоровья, шерстного покрова или отправлениях физиологических функций выявлено не было.

При определении параметров хронической токсичности препарат вводили пяти кроликам массой 2,0 – 2,5 кг ежедневно внутримышечно в дозе 10 мг/кг в течение 30 дней. Пяти животным контрольной группы вводили аликвотное количество растворителя (изотонический раствор хлористого натрия). После окончания курса введения Тимогена® за животными наблюдали еще в течение 30 дней. На протяжении всего эксперимента 1 раз в неделю регистрировали температуру и динамику массы тела, потребление кормов, показатели сердечно-сосудистой системы и морфологические и биохимические показатели периферической крови.  Температурная кривая представлена на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Температурная кривая у кроликов в контроле и на фоне хронического введения тимогена в дозе 10 мг/кг

ris3_1_temperaturnaya-krivaya-u-krolikov

Длительное введение Тимогена не отражалось на динамике температурной реакции у подопытных животных. На фоне нормальной температуры животные опытной группы набирали массу тела такими же темпами, как и контрольные кролики (табл. 3.2).

Таблица 3.2. Динамика массы тела кроликов при хроническом введении Тимогена®

Срок исследования

Масса животных, г

Контроль

Опыт

Фон

2387±151

2417±192

7 сут

2517±185

2692±186

14 сут

2595±162

2752±164

21 сут

2677±142

2812±122

28 сут

2712±154

2900±148

35 сут

2799±173

2945±174

42 сут

2867±149

3010±184

49 сут

2990±197

3090±169

56 сут

3100±201

3160±173

63 сут

3170±178

3250±205

При оценке состояния периферической крови не выявлено каких-либо достоверных различий между опытной и контрольной группами по содержанию гемоглобина, варьировавшему в пределах от 13,7 г/дл до 20,2 г/дл, причем в обеих группах размахи варьирования были идентичными.  Не отмечено различий по числу эритроцитов (6.5·109/л 7.7·109/л); СОЭ (1,5 – 2,1 мм/ч); тромбоцитов (610·106/мл – 624·106/мл). Содержание лейкоцитов в контроле составляло (12.3±0,9)·106/л, в опыте – (13.4±0,6)·106/л. Наибольшие различия касались содержания лимфоцитов: в контроле их количество составило 60,0±1,5%, а в опытной группе – 74,1±1,9% (p<0,05). Ни у одного животного не выявлено дегенеративных изменений клеток крови (токсическая зернистость, пикноз, анизоцитоз, пойкилоцитов).

В ходе ежедневных наблюдений за животными опытной и контрольной групп внешний вид, поведенческая и двигательная активность, состояние волосяного покрова и слизистых оболочек, характер физиологических отправлений, количество съеденной пищи и выпитой жидкости практически не отличались.

В состоянии сердечно-сосудистой системы после 30-дневного курса введения Тимогена® по показателям ЭКГ у животных опытной и контрольной групп не выявлено сколько-нибудь заметных изменений. Не установлено влияния Тимогена® на уровень артериального давления, частоту и глубину дыхательных движений. Отсутствовали достоверные изменения в функции печени и почек. Не установлено различий по уровню кортизола в крови опытных и контрольных животных.

При патоморфологическом исследовании не зарегистрировано каких-либо макро- и макроскопических изменений в структуре тканей и органов. Исследованные ткани имели типичное гистологическое строение без признаков дегенерации, дистрофических или некробиотических изменений. Не установлено признаков активации апоптоза.

Таким образом, проведенные исследования подтвердили мнение об исключительно низкой токсичности глутамил-триптофана для половозрелых животных. Исследователям, по существу, не удалось установить величину минимальной токсической дозы препарата.

В следующей серии исследовали наличие у Тимогена® возможных тератогенных свойств. С этой целью 25 беременным самкам мышей ежедневно внутримышечно на протяжении 10 дней вводили препарат в дозах 1, 10, 20, 50 и 100 мг/кг массы в объеме 0,2 мл изотонического раствора хлорида натрия. На каждую дозу было взято по 20 мышей. Аналогичной по величине группе контрольных животных в течение 10 дней вводили по 0,2 мл раствора хлорида натрия.

Таблица 3.3. Влияние тимогена на потомство мышей в первом поколении

Доза тимогена, мкг/кг Длительность беременности (дни) Среднее число родившихся детенышей Средняя масса животных при рождении (г)

контроль

опыт

контроль

опыт

контроль

опыт

1

20,8±1,4

20,5±1,2

6,4±0,5

6,8±0,5

1,4±0,05

1,3±0,05

10

21,4±1,6

20,9±1,3

6,3±0,4

6,4±0,6

1,5±0,05

1,3±0,03

20

21,2±1,3

21,7±1,6

6,8±0,3

6,2±0,3

1,3±±0,06

1,3±0,04

50

20,7±1,1

20,9±1,4

6,7±0,3

6,4±0,3

1,4±±0,05

1,4±0,03

100

21,3±1,4

21,0±1,7

6,5±0,5

6,4±0,5

1,5±0,04

1,4±0,06

 

Полученные результаты показали, что беременность у контрольных и опытных животных протекала идентично. В опытных группах животных длительность беременности составляла в среднем 21,0±1,4 дня (размах межгруппового варьирования средних: 20,5±1,2 – 21,7±1,6 дня); в контрольной группе соответствующий показатель составил: 21,8±1,4 дня (размах межгруппового варьирования средних: 20,8±1,4 – 21,4±1,6 дня). Большинство самок принесло в помете 6-7 детенышей, с массой 1,4 – 1,7 г. Каких-либо межгрупповых отличий не выявлено. Темпы постнатального развития мышат во всех группах были идентичны. Не выявлено различий в сроках открытия глаз, прорезывания резцов, образования шерстного покрова, а также динамике массы тела.

Влияние Тимогена® на эмбриогенез исследовали также и на беременных крысах. Животным опытной группы препарат вводили в дозе 10 мг/кг с 6-го по 16-й дни беременности. Крысам контрольной группы по аналогичной схеме вводили изотонический раствор хлорида натрия. На 21-е сутки животных под эфирным наркозом декапитировали, эмбрионы извлекали из полости матки, фиксировали в жидкости Буэна и окрашивали ализарином. У контрольных крыс средняя масса эмбрионов составила 2,51±0,05 г, а в опытной группе – 2,59±0,08 г. Все эмбрионы были жизнеспособными, имели нормальное развитие скелета. Между эмбрионами опытной и контрольной групп не выявлено каких-либо морфологических отличий. Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии у Тимогена® тератогенных свойств и эмбриотоксичности.

Изучение возможных мутагенных свойств Тимогена® проводили на мышах-самцах линии C57BL/6, массой 16-18 г. Тимогена® вводили однократно в дозах 0,1 мг/кг и 1 мг/кг. Кроме того, в одной группе животных Тимогена® вводили по 0,1мг/кг внутримышечно ежедневно в течение 10 дней. Животным контрольных групп вводили аликвотный объем изотонического раствора хлористого натрия.  В каждой группе находилось по 5 животных.

Через 22 часа после последней инъекции Тимогена® животным всех групп внутрибрюшно вводили 0,5 мл 0,025% раствора колхицина. Через 2 часа после этого животных забивали, из большеберцовых костей выделяли костный мозг, из которого по стандартной методике выделяли клетки, фиксировали их смесью метилового спирта и ледяной уксусной кислоты. Отмытые от фиксатора клетки наносили на предметные стекла и окрашивали по Романовскому-Гимзе. Анализ кариотипа осуществляли под микроскопом (табл. 3.4). Результаты исследований показали, что Тимогена® не обладает мутагенной активностью и не влияет на частоту хромосомных аберраций в активно пролиферирующих клетках костного мозга.

Таблица 3.4. Количество хромосомных аберраций в клетках костного мозга мышей

Доза и схема введения тимогена Число животных в группе Количество проанализи- рованных метафаз Метафазы с аберра- циями хромосом Достовер- ность различий Индекс мутаген- ности

число

%

Контроль I

5

500

5

1,0

0,1 мг/кг 1-кратно

5

500

3

0,6

>0,05

0

1.0 мг/кг 1-кратно

5

500

4

0,8

>0,05

0

Контроль II

5

500

4

0,8

0,1 мг/кг 10 дней

5

500

4

0,8

>0,05

0

Примечание. Контроль I – животным вводили изотонический раствор однократно; Контроль II – изотонический раствор животным вводили в течение 10 дней.

Непременным этапом изучения нового лекарственного препарата является оценка его аллергенности, о которой судили по результатам теста Артюса-Сахарова (Бойд, 1969). С этой целью шести кроликам обоего пола массой 2,0-2,5 кг вводили стерильно под кожу спины Тимогена® в дозе 10 мг/кг в 1,0 мл изотонического раствора хлорида натрия с одной стороны и 1 мл лошадиной сыворотки под кожу спины с другой стороны. Кроликам контрольной группы вместо Тимогена® вводили 1 мл изотонического раствора хлорида натрия. Инъекции Тимогена® и лошадиной сыворотки повторяли 6 раз с интервалом 5-6 дней. На месте введения лошадиной сыворотки у кроликов обеих групп наблюдали одинаковую местную реакцию в виде гиперемии, кровоизлияний и отечности. На месте введения Тимогена® и изотонического раствора хлорида натрия никаких реакций не выявлялось.

Продолжительное внутривенное введение Тимогена® тремя курсами по 5 дней каждый с интервалом в 7 дней не сопровождалось нарастанием титра аллергических агглютинирующих аутоантител. Таким образом, исследование препарата стандартными методами показало, что Тимогена® не аллергенен. Более того, в последующих клинических наблюдениях было установлено, что Тимогена® обладает определенными десенсибилизирующими свойствами, что позволило применять его в комплексной терапии атопических состояний.

Резюмируя результаты первого этапа доклинического исследования Тимогена®, следует подчеркнуть, что они полностью подтвердили имевшиеся на момент проведения этих исследований предположения относительно безвредности данного дипептида.

Специфическая активность Тимогена®

Исследования иммуномодулирующих свойств Тимогена® показало высокое сродство дипептида с мембранными рецепторами тимоцитов. Показано, что уровень специфической фиксации Тимогена® на тимоцитах мышей достигал 14359±464 участков связывания, а доля специфических участков связывания составила 74±6% (Литвинов и др., 1992). Связавшиеся с рецепторами молекулы дипептида являются, вероятно, стартовым сигналом, запускающим каскад биоэнергетических реакций. Так, инкубация тимоцитов и лимфоцитов селезенки с Тимогена® сопровождается быстрым подъемом содержания внутриклеточного цГМФ, максимальный уровень которого регистрируется уже на 5-й мин инкубации с препаратом. В последующем концентрация циклофосфата постепенно снижалась, однако на протяжении всего периода наблюдения она оставалась выше исходного уровня (Жуков, 1991). Одновременно с повышением уровня цГМФ в тимоцитах и спленоцитах наблюдалось снижение концентрации цАМФ. Результатом этих изменений было снижение соотношения цГМФ/цАМФ (табл. 3.2).

Рис. 3.2.Влияние пептидов тимуса на коэффициент цГМФ/цАМФ в тимоцитах (1), спленоцитах (2) и клетках костного мозга (3) после 5 мин инкубации in vitro (Жуков, 1991)

ris3_2_vliyanie_peptidov-timusa

В клетках костного мозга отмечены противоположные процессы. После добавления Тимогена® в культуру наблюдалось достоверное увеличение уровня цАМФ, при одновременном снижении синтеза цГМФ. Интересно отметить, что аналогичные закономерности отмечены и в культурах клеток, в которые в качестве препарата сравнения добавляли ТП-5. Эти результаты позволяют предполагать, что ответная реакция на воздействие пептидов тимуса зависит от степени дифференцировки клеток. Так, в находящиеся на ранних этапах дифференцировки лимфоцитах костного мозга пептиды тимуса вызывают активацию аденилатциклазной системы, сопровождающуюся повышением уровня цАМФ. По мере созревания клетки и изменения ее фенотипа активность аденилатциклаз снижается, а гуанилатциклаз, наоборот, повышается, в результате чего в зрелых лимфоцитах тимуса и селезенки в ответ на введение тимических пептидов увеличивается уровень цГМФ.

По данным В.Х. Хавинсона и соавторов (1988), применение Тимогена® сопровождается также достоверным увеличением активности 5-эктонуклеотидазы и аденозиндеаминазы особенно в тимоцитах высокой плотности, состоящих преимущественно из малодифференцированных кортикальных клеток, что свидетельствует о влиянии Тимогена® процессы дифференцировки лимфоцитов в тимусе.  Введение тимогена крысам с иммунодепрессией, индуцированной глюкокортикоидами, сопровождается повышением синтеза белка в тимоцитах на 34% относительно контроля, синтез РНК в этих условиях возрастал на 55% (Жуков, 1991). Все эти данные свидетельствуют о том, что Тимоген® влияет на процессы дифференцировки Т-клеток, поскольку максимальные эффекты отмечены в клетках, находящихся на ранних этапах дифференцировки. Прямым доказательством этого тезиса являются результаты исследований, выполненных И.В. Мирошниченко и соавторами (1997), установившими, что инкубация предшественников Т-лимфоцитов с Тимогеном® сопровождается сменой дифференцировочных рецепторов: экспрессия антигена SC-1 сменялась экспрессией антигена Thy-1, что трактуется как превращение предшественника Т- лимфоцита в зрелую Т-клетку. Одновременно Тимоген®, как и другие пептиды тимуса, например, ТП-5, усиливал репопулирование тимуса пре-Т-клетками.

Кроме регуляции дифференцировки Т-клеток, Тимоген® обладает способностью стимулировать колониеобразующую активность клеток костного мозга в такой же степени, как и некоторые пептиды селезенки, например, Arg-Lys-Glu-Val-Tyr и Arg-Lys-Glu-Val- Tyr-Arg. При этом важно отметить, что доза Тимогена®, при которой наблюдается усиление процессов дифференцировки лимфоидных клеток и экспрессии рецепторов на лимфоцитах, в 10 – 1000 раз меньше, чем природных препаратов вилочковой железы (Яковлев и  др., 1988; Морозов и др., 2000).

Тимоген® специфически фиксируется на мембране тимоцита и усиливает трансмембранный обмена Са++. Под его влиянием происходит активация систем вторичных посредников перераспределение внутриклеточного содержания цАМФ и цГМФ за счет изменения активности ферментов метаболизма циклических нуклеотидов, повышается базальная протеинкиназная активность (Демидов 1991). Правомерность последней гипотезы доказывают результаты исследования трех препаратов – тималина, тактивина и Тимогена® методом люминолзависимой люминесценции цельной крови, проточной импульсной   цитофлюориметрии с применением разных флюоресцентных зондов и проточного клеточного электрофореза. Эти исследования показали, что иммуномодуляторы индуцируют изменения в хроматине лимфоцитов в виде освобождения ДНК от связей с белком (Стукова и др., 1997). Данный процесс, по существу, представляет собой переход суперспиральной ДНК в более открытую, доступную для осуществления транскрипционных процессов конформацию (Смирнов и др., 1990). В результате происходят изменения процессов репликации, транскрипции и репарации ДНК, которые индуцируют экспрессию генов. Одновременно с запуском процессов транскрипции активируются пиридиновые и флавиновые ферменты, усиливающие процессы внутриклеточного дыхания. Результатом описанных процессов является пролиферация и дифференцировка соответствующих популяций лимфоцитов. Одновременно с лимфопролиферативными процессами наблюдается повышение бактерицидной активности нейтрофилов крови, увеличивается электрофоретическая подвижность клеток крови. Происходит перераспределение лимфоцитов, нейтрофилов и моноцитов крови, сопровождавшееся образованием гетерогенных субпопуляций, обладающих различной функциональной активностью.

Представленные данные свидетельствуют том, что Тимоген® не только тимомиметический иммуномодулятор, но в не меньшей степени полифункциональный биорегулятор, выполняющий, как и другие короткие пептиды, функцию стартового сигнала в пептидном регуляторном каскаде (Ашмарин, 1984; Ашмарин и др., 1986; 1989; Смирнов, 1992; Новиков, Смирнов, 1995). Эти представления позволяют понять способность Тимогена® одновременно индуцировать различные эффекты, направленность которых определяется видом клеток-мишеней и характером имеющихся повреждений.

К числу подобных эффектов в первую очередь следует отнести формирование иммунного ответа на тимусзависимый антиген, в качестве которого принято использовать эритроциты барана, отмытые изотоническим раствором хлористого натрия. Исследование проводили на мышах оппозитных линий CBA (высокореагирующая) и C57BL6 (слабореагирующая). Животным опытных групп вводили Тимоген®, или тималин (препарат    сравнения) в дозах 0,0001 – 1,0 мг/кг внутримышечно в течение 7 сут. до иммунизации. Контрольным животным вместо препаратов вводили изотонический раствор хлорида натрия. Иммунизацию проводили однократно путем внутривенного введения 1·107 эритроцитов барана. На 5-е сутки в сыворотке крови определяли титры гемагглютининов, а в селезенке —  количество антителобразующих клеток (табл. 3.5).

Таблица 3.5. Влияние иммуномодуляторов на иммунный ответ у мышей СВА и С57BL6

Препарат

Доза

Показатели иммунного ответа
титры ГМА, log2 количество АОК на 106 клеток
CBA C57BL6 CBA C57BL6
Тимоген

0,0001

0,001

0,01

0,1

1,0

8,9±0,6

9,8±0,3*

11,7±0,3*

10,6±0,4*

9,7±0,4*

6,2±0,4

7,4±0,4*

8,5±0,3*

8,5±0,3*

8,2±0,3*

205,3±31,4

314,7±25,6*

436,1±38,3*

431,4±42,6*

425,3±44,1*

95,1± 9,1

129,6± 8,3*

216,0±16,4*

221,3±17,4*

209,4±18,7*

Тималин

0,0001

0,001

0,01

0,1

1,0

8,9±0,3

9,0±0,5

8,8±0,6

9,6±0,4*

11,5±0,3*

6,8±0,5

6,3±0,3

6,7±0,5

8,6±0,5*

8,5±0,4*

151,6±16,4

148,4±10,0

190,6±26,7

301,6±25,7*

453,8±32,4*

89,3±10,1

94,7±11,2

112,3±14,6

155,5±16,1*

235,6±20,3*

Контроль 8,7±0,4 6,6±0,3 147,3±9,1 86,4± 6,7
Примечание. Звездочкой отмечены достоверные различия с контролем (p<0,05).

ГМА — гемагглютинины, АОК — антителобразующие клетки

Как следует из представленных данных, на фоне применения иммуномодуляторов увеличивалось количество антителобразующих спленоцитов и антиэритроцитарных антител. Достоверные отличия с контролем в группе, где применяли Тимоген®, отмечены уже при введении препарата в дозе 0,001 мг/кг, а у животных, которым вводили тималин, сопоставимый эффект получен при дозе 0,1 мг/кг. Эти результаты подтвердили уже цитированные выше данные о том, что Тимоген® по иммуномодулирующей активности в 10 – 1000 раз превосходит тималин. Завершая обсуждение этих экспериментов, подчеркнем, что степень иммунологической реактивности не влияла на динамику иммунного ответа. Различия касались только количественных показателей: у низкореагирующей линии мышей иммунологические показатели были пропорционально ниже, чем у высокореагирующей.

В исследованиях in vitro установлено модулирующее действие Тимогена® на продукции цитокинов (Морозов и др., 2000). Так, в случае повышенной исходной концентрации цитокинов ИЛ-1α, ИЛ-8 и ФНОα в крови, под влиянием Тимогена® их уровень снижался, в то время как при относительно низком исходном содержании этих цитокинов их концентрации в крови возрастала.

Тимоген® оказывал положительное влияние и на другие реакции клеточного иммунитета. Оценку его действия проводили на 3-х основных моделях:

  • реакции гиперчувствительности замедленного типа;
  • реакции отторжения трансплантата;
  • пролиферативной и цитотоксической активности Т-лимфоцитов.

Реакцию гиперчувствительности замедленного типа воспроизводили на морских свинках. В опыте были использованы животные массой 350-400 г по 10 голов в опытной и контрольной группах. Свинок сенсибилизировали взвесью микобактерий туберкулеза в изотоническом растворе хлористого натрия в дозе 5 мг на животное, что составляет не менее 10 минимальных сенсибилизирующих доз. Состояние гиперчувствительности замедленного типа оценивали по результатам кожных проб с туберкулином на 10-е и 20-е сутки после сенсибилизации.

В течение 10 дней, начиная со 2-х сут после инъекции микобактерий, животным опытной группы внутримышечно вводили Тимоген® в дозе 0,01 мг/кг, а контрольной в те же сроки вводили изотонический раствор хлористого натрия в объеме 0.5 мл. Полученные результаты представлены в табл. 3.6. После введения Тимогена® достоверно увеличивалось количество животных с положительной реакцией на туберкулин, что свидетельствует о модулирующем действии Тимогена® на активность протекания Т-зависимых клеточных реакций. Иначе говоря, Тимоген® стимулирует дифференцировку Т-лимфоцитов, опосредующих гиперчувствительность замедленного типа.

Таблица 3.6. Влияние на развитие реакций гиперчувствительности замедленного типа у морских свинок

Группа животных

Количество положительных реакций на туберкулин, %

10-е сутки

20-е сутки

1:10¹

1:100¹

1:10¹

1:100¹

Контроль

40
(8,7±0,7)

0
(0)

50
(7,4±0,7)

0
(0)

Тимоген

80* (14,4±1,3)

80* (7,1±0,6)

100* (15,1±1,4)

90* (8,3±0,7)

Оценку влияния Тимогена®на реакцию отторжения трансплантата проводили на мышах линии CBA, которым пересаживали кожный лоскут от мышей линии C56BL/6. В течение 3-х дней до пересадки трансплантата и 4-х дней после животным опытной группы внутримышечно вводили Тимоген® в дозе 0,01 мг/кг в 0,2 мл изотонического раствора хлористого натрия. Животным контрольной группы в те же сроки вводили по 0,2 мл физиологического раствора. Всего в опыте было использовано 20 животных, по 10 голов в каждой группе (табл.3.7).

Таблица 3.7. Влияние Тимогена® на реакцию отторжения кожного трансплантата у мышей

Группа животных Количество животных Время отторжения трансплантата, сут. Достоверность различий

Контроль

10

8,3±0,4

Тимоген

10

5,9±0,4

<0,05

В контрольной группе отторжение трансплантата происходило на 8-9 сутки. Под влиянием Тимогена® наблюдалось ускорение реакции отторжения трансплантата в среднем на 3 суток. На основании полученных данный можно сделать вывод о том, что Тимоген® усиливает эффекторную активность Т-лимфоцитов в реакциях трансплантационного иммунитета.

С целью изучения механизмов иммуномодулирующего действия оценивали влияние препарата на функциональную активность Т-лимфоцитов интактных и сенсибилизированных животных в реакции бласттрансформации и цитотоксическом тесте.

In vitro изучено влияние Тимогена® в дозах 0,015, 0,15, 0,5 и 1,5 мкг/кг на пролиферативную активность Т-лимфоцитов интактных мышей. Работа проведена на 60 мышах-самках массой 25±0,5 г. Т-лимфоциты селезенки выделяли на колонке с нейлоновой ватой. Пролиферативную активность клеток определяли в реакции бласттрансформации радиоизотопным методом по включению 3Н-тимидина. В качестве митогенов использовали фитогемагглютинин (ФГА) и конканавалин А (КонА).

Наряду с этим, изучено влияние Тимогена® на пролиферативную и митотическую активность Т-лимфоцитов интактных и сенсибилизированных морских свинок-самцов массой 350±50 г, которые были распределены на следующие группы (по 10 животных в каждой):

  •  интактные животные (контроль);
  •  сенсибилизированные;
  •  сенсибилизация + Тимоген®;
  •  анафилактический шок;
  •  анафилактический шок + Тимоген®;

Морских свинок 2 – 5 групп сенсибилизировали путем однократной подкожной инъекции лошадиной сыворотки в дозе 0,1 мл, а затем со 2-го дня на протяжении 10 дней (через день) животным 2-й и 4-й групп внутримышечно вводили изотонический раствор хлорида натрия, а животным 3-й и 5-й групп – Тимоген® в дозе 0,02 мг/кг. В контроле вместо лошадиной сыворотки вводили 0,1 мл физиологического раствора хлорида натрия. На 14 день после сенсибилизации морским свинкам 4-й и 5-й групп внутрисердечно вводили разрешающую дозу лошадиной сыворотки. На фоне развившегося анафилактического шока животных забивали, извлекали селезенки, выделяли Т-лимфоциты и определяли их пролиферативную активность в реакции бласттрансформации радиоизотопным методом. Наряду с этим, определяли цитотоксическую активность спектрофотометрическим методом.

Таблица 3.8. Влияние Тимогена® на индуцированную фитогемагглютинином (ФГА) реакцию бласттрансформации лимфоцитов (РБТ) селезенки мышей

Препарат Количество животных Доза препарата, мкг/кг РБТ с ФГА, имп./мин Достоверность различий
Тимоген

10

10

10

10

0,015

0,15

0,5

1,5

49572±4210

39790±1917

34879±1981

24730±2634

<0,05

>0,05

>0,05

<0,05

Контроль (ФГА) 10

39589±3931

Фон (физиологический раствор)

10

1172±±126

 

В первой серии экспериментов (табл.3.8) было установлено, что Тимоген® в дозе в 0,015 мкг/кг стимулировал, а в дозе 1,5 мкг/кг – угнетал ФГА-индуцированную пролиферацию Т-лимфоцитов селезенки интактных мышей.

После сенсибилизации животных отмечали активацию спонтанной пролиферации Т-лимфоцитов, а введение Тимогена® на фоне развившейся сенсибилизации значительно усиливало и митоген-индуцированную пролиферацию Т-лимфоцитов (табл. 3.9)

При анафилактическом шоке выявлено снижение интенсивности включения 3Н- тимидина в Т-лимфоциты, которое было существенно ниже, чем у сенсибилизированных свинок. На фоне применения Тимогена® наблюдалось восстановление пролиферативной активности Т-клеток, проявлявшееся большим включением радиоактивной метки.

Таблица 3.9. Влияние Тимогена®на пролиферативную активность Т-лимфоцитов селезенки морских свинок

Группа животных

Количество животных

РБТ, имп./мин

Фон

ФГА

КонА

Контроль

10

2702±115

28297±1694

25812±1870

Сенсибилизация

10

3778±140*

38862±1622*

34957±1755*

Сенсибилизация + тимоген

10

6236±196**

72368±3686**

69366±2586**

Анафилактический шок

10

2993±133

30811±1934

24136±1604

Анафилактический шок +тимоген

10

4166±201**

48362±2561**

41162±2486**

Примечание. Одной звездочкой отмечены достоверные различия с контролем, двумя – с показателями животных, не получавших Тимоген®

Наряду с реакцией бласттрансформации влияние тимогена на функциональную активность Т-лимфоцитов исследовали в цитотоксическом тесте (табл. 3.10). При этом было установлено, что Тимоген® достоверно повышал цитотоксическую активность Т- лимфоцитов селезенки сенсибилизированных морских свинок. Вместе с тем, необходимо отметить, что препарат не оказывал достоверного влияния на пролиферативную и цитотоксическую активность Т-лимфоцитов селезенки интактных животных. Эти данные подтверждают результаты оценки безопасности Тимогена® и правомерность отнесения его к тимомиметическим иммуномодуляторам, т.е. препаратам, проявляющим свою активность только при наличии нарушений в системе иммунитета или изменения ее структурно-функционального состояния.

Таблица 3.10. Влияние тимогена на цитотоксическую активность Т-лимфоцитов

Группа животных

Цитотоксическая активность, %

Контроль

Тимоген

Интактные

21,3±2,1

23,5±1,6

Сенсибилизация

20,1±2,0

26,8±2,2*

Анафилактический шок

23,4±0,5

33,3±3,3*

Примечание. Звездочкой отмечены достоверные различия с контролем

Выявлена способность тимогена тормозить спонтанный и индуцированный радионуклидами канцерогенез у самок крыс и оказывать геропротективное действие (Анисимов и др., 1992). При введении тимогена крысам, подвергавшимся воздействию смеси 90Sr и 137Cs, наблюдали торможение развития злокачественных опухолей, в частности, снижение частоты возникновения аденокарциномы молочной железы. Продолжительность жизни на фоне тимогена увеличивалась в среднем на 2,5 мес. по сравнению с животными контрольной группы.

В опытах на крысах отмечена противовоспалительная активность тимогена, а также его способность ингибировать развитие гистаминового и серотонинового отека, стимулируя синтез противогистаминовых и противосеротониновых антител (Морозов и др., 2000).

Кроме иммуномодулирующего действия у Тимогена® выявлены также психотропные эффекты. Показано положительное влияние препарата на интегративные процессы в го- ловном мозгу, а также его антидепрессивное и психостимулирующее действие (Невидимова, Суслов, 1995). Однократная инъекция Тимогена® вызывала продолжительное изменение показателей групповых ориентировочно-исследовательских реакций, двигательной активности и циркадных биоритмов животных (Гречко, 1998). Тимоген® увеличивал число иммунных розеткообразующих клеток к ГАМК, дофамину и норадреналину, в меньшей степени к ацетилхолину, серотонину, глицину и опиатам (Морозов и др., 2000).

Резюмируя представленные в данном разделе данные, можно сделать следующие выводы:

  • дипептидный тимомиметик тимоген оказывает выраженное модулирующее влияние на реакции иммунитета и неспецифической защиты;
  • Тимоген® in vitro усиливает процессы дифференцировки лимфоцитов, индуцируя экспрессию и репопуляцию дифференцировочных рецепторов;
  • Тимоген® активирует внутриклеточные биохимические процессы в иммунокомпе- тентных клетках, что проявляется в увеличении содержания цАМФ и цГМФ и соответст- венно активности фосфодиэстераз;
  • Тимоген® нетоксичен, не обладает аллергенностью, тератогенностью и эмбриоточ- ностью;
  • Тимоген® в организме, быстро распадается на глутаминовую кислоту и триптофан, используемые клетками в процессах белкового синтеза.

В заключение еще раз подчеркнем характерный для Тимогена® широкий спектр наблюдаемых биологических эффектов и известную условность отнесения его к семейству иммуномодуляторов. По существу, Тимоген® является биорегулятором широкого спектра, воздействующим на различные звенья гомеостаза.

Введение

Глава 1. Механизмы пептидной регуляции гомеостаза (В.В. Малинин, В.Г. Морозов)

Глава 2. Регуляторные пептиды тимуса (В.С. Смирнов)

Глава 3. Тимоген®: структура, химический синтез, свойства (С.В. Куликов, В.С. Смирнов)

Глава 4. Тимоген® в профилактике и комплексной терапии инфекционных заболеваний (В.С. Смирнов)

Глава 5. Тимоген® в терапии бронхолегочных заболеваний (В.С. Смирнов)

Глава 6. Применение тимогена в комплексной терапии внутренних болезней (В.С. Смирнов, А.Е. Сосюкин)

Глава 7. Тимоген® в дерматологии (В.С. Смирнов)

Глава 8. Применение Тимогена® для профилактики и лечения радиационных поражений (В.И.Легеза, В.С. Смирнов)

Глава 9. Применение Тимоген® в комплексном лечении механических и термических травм (В.С. Смирнов)

Глава 10. Тимоген® в акушерско-гинекологической практике (Г.В. Долгов, В.С. Смирнов)

Глава 11. Особенности применения Тимогена® в педиатрии (В.С. Смирнов)

Заключение

Скачать PDF

Назад к списку