CC BY
76
Нейропротективный механизм действия 1-(К)-аминоиндана -основного метаболита противопаркинсонического препарата разагилина (Азилекта)*
Разагилин (Азилект, ^пропаргил-1-^)-аминоиндан) -необратимый ингибитор моноаминооксидазы типа В (МАО-В), производное циклического бензиламина и инда-на (Youdim et al., 2001a). Симптоматический эффект разагилина при болезни Паркинсона (БП) связан с ингибирова-нием фермента МАО-В и замедлением расщепления как эндогенного, так и экзогенного дофамина (ДА) (Finberg et al., 1996, 1998). Последние результаты III фазы клинического исследования ADAGIO показали, что разагилин обладает достоверным симптоматическим эффектом и способен замедлять темп прогрессирования БП (Olanow et al., 2008, 2009). Предполагается, что пропаргиловая группа, содержащаяся в молекуле разагилина, обеспечивает потенциальные нейропротективные свойства этого вещества. В работе Mandel et al. (2005) представлены исследования на различных культурах нейронов и экспериментальных моделях нейродегенеративных заболеваний in vivo, в которых было доказано, что разагилин обладает нейро-протективными свойствами и модифицирующим действием на течение БП. Основные из этих свойств: повышение активности супероксиддисмутазы и каталазы; подавление высвобождения простагландина Е2; стабилизация митохондрий; подавление высвобождения цитохрома С, активации каспазы-3 и фрагментации ДНК; предотвращение накопления ядерной глицеральдегид-3-фосфатдегидроге-назы (ГАФДГ); повышение синтеза антиапоптотических молекул Bcl-2 и Bcl-xL; активация внеклеточной сигнально-регулируемой киназы; активация протеинкиназы С (ПКС); активация нейротропного фактора глиальных клеток; активация ядерного фактора kB. Лабораторные исследования свидетельствуют, что нейропротективное действие раза-гилина не связано непосредственно с ингибированием MAO-B.
Имеются весомые доказательства того, что разагилин, связываясь с ГАФДГ, образует димерное соединение, не
* Реферат подготовлен редакцией по статье O. Bar-Am, O. Weinreb, T. Amit, M.B.H. Youdim. The neuroprotective mechanism of 1-(R)-aminoindan, the major metabolite of the anti-parkinsonian drug rasagiline // J. Neurochem. 2010. V. 112. № 5. P. 1131-1137.
транспортируемое в ядро и активирующее синтез таких протекторных молекул, как, например, Bcl-2, которые предотвращают окислительный стресс, поддерживают потенциал митохондриальных мембран и блокируют апоптоз (Carlile et al., 2000; Maruyama et al., 2001; Akao et al., 2002a, b; Youdim, Weinstock, 2002; Weinreb et al., 2004). Ранее сообщалось, что механизмы многофакторных нейропротектив-ных эффектов разагилина связаны с усилением клеточной антиоксидантной и антиапоптотической активности (Yogev-Falach et al., 2003; Bar-Am et al., 2005; Weinreb et al., 2004). Продемонстрировано, что из-за своих нейропро-тективных свойств разагилин повышает жизнеспособность митохондрий и стабилизирует проницаемость митохонд-риальных мембран благодаря своему влиянию на белки семейства Bcl-2 и каскад внеклеточных активируемых ми-тогеном протеинкиназ (АМПК) (Maruyama et al., 2000a, 2002; Akao et al., 2002a; Yogev-Falach et al., 2002, 2003; Weinreb et al., 2004; Bar-Am et al., 2005).
Еще большее значение имеет обнаруженная in vivo активность разагилина по восстановлению компактной части черной субстанции после введения нейротоксинов 1-ме-тил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридина (Sagi et al., 2007) и лактацистина (Zhu et al., 2008). Это свойство предположительно связано с активацией нейротрофического рецептора тирозинкиназы посредством стимуляции внутриклеточных путей сигнальной трансдукции.
Кроме того, обнаружены нейропротективные свойства разагилина на различных доклинических моделях, не имеющих отношения к БП (Speiser et al., 1998a, 1999; Huang et al., 1999; Eliash et al., 2001, 2005), а также свойство препарата повышать содержание гликопроизводного нейротрофиче-ского фактора, поддерживающего дофаминергические нейроны (Maruyama et al., 2004).
Доклинические исследования взаимосвязи между структурой и активностью показали необходимость присутствия в молекуле разагилина пропаргилсодержащей группы - N-пропаргиламина - для нейропротективного эффекта лекарственного вещества (Weinreb et al., 2004; Yi et al., 2005). Показано, что N-пропаргиламин обладает нейропротективной активностью, защищающей от апопто-за, индуцированного сывороткой и эндогенным нейроток-
N
16 А™'сферА. Нервные болезни www.atmosphere-ph.ru
сином N-метил^-салсолинолом (Weinreb et al., 2004; Akao et al., 2002a; Yi et al., 2005). N-пропаргиламин обладает выраженной нейропротективной активностью, опосредованной снижением синтеза Bax/Bad и индукции Bcl-2 и Bcl-xL и ряда нейротропных факторов головного мозга (Maruyama et al., 2004; Yi et al., 2005). Способность N-про-паргиламина активировать фосфорилирование ПКС, усиливать экспрессию мРНК ПКСе и снижать экспрессию мРНК ПКСу усиливает нейропротективную активность ра-загилина и других родственных разагилину производных (Weinreb et al., 2004). С этими исследованиями согласуется сообщение о том, что N-пропаргиламин, сходный с ра-загилином, вызывает секрецию растворимого белка-предшественника амилоида-а и усиливает фосфорилирование (Yogev-Falach et al., 2003).
Метаболизм разагилина (Азилекта) осуществляется, главным образом, посредством N-деалкилирования изо-ферментом 1А2 системы цитохрома Р-450 с последующей почечной экскрецией исходного конъюгированного вещества и его метаболитов (Chen, Swope, 2005). Главный метаболит разагилина 1-(Я)-аминоиндан не является амфетамином (Finberg et al., 1981; Sterling et al., 1998; Binda et al., 2005; Chen, Swope, 2005) и, таким образом, не обладает соответствующими недостатками, присущими амфетами-новым метаболитам селегилина - ингибитора МАО-В первого поколения (Reynolds et al., 1978; Yoshida et al., 1986). Кинетический и кристаллографический анализ показал, что 1-^)-аминоиндан не является субстратом для окисления моноаминоксидазой, но, наоборот, является слабым обратимым ингибитором (Binda et al., 2005). Различные исследования нейропротективной активности на моделях БП (животные и культуры клеток) показали, что 1-^)-амино-индан обладает благоприятными фармакологическими эффектами (Speiser et al., 1998b; Bar-Am et al.. 2007). В обзоре обсуждаются разнотипные молекулярные механизмы и пути сигнальной системы клетки, которые могут быть использованы в нейропротективном действии 1-^)-ами-ноиндана.
Нейропротективные эффекты 1-^)-аминоиндана: оценка исследований in vitro и in vivo
Собственные данные авторов и данные других лабораторий показали, что в различных экспериментальных условиях 1-^)-аминоиндан оказывает нейропротективный и антиапоптотический эффекты при действии следующих повреждающих факторов:
- in vitro: кислородо-глюкозная депривация, воздействие 6-гидроксидофамина (6-ОН-ДА), Н2О2, дексаметазона, этанола и др.;
- in vivo: поражения, вызванные гипоксией; гипокинезия, вызванная а-МрТ; одностороннее внутристриарное поражение, вызванное 6-ОН-ДА.
Комбинированные исследования показывают, что 1-^)-аминоиндан сам по себе обладает нейропротектив-
ной активностью в отличие от нейротоксичного L-метам-фетамина (Bar-Am et al., 2004a). Более того, 1-(Я)-амино-индан в отличие от L-амфетамина не блокирует нейропротективную активность исходного лекарственного вещества (Abu-Raya et al., 2002).
Последние исследования на модели БП у животных (крысы с 6-ОН-ДА-индуцированным паркинсонизмом) дополнительно подтверждают наличие нейропротективной активности у 1-^)-аминоиндана, благодаря чему этот метаболит может вносить вклад в общий нейропротективный и антиапоптотический эффекты разагилина. Таким образом, назначение 1-^)-аминоиндана на модели БП, вызванной интрастриарной инъекцией 6-ОН-ДА, значимо устраняет различные двигательные симптомы, связанные с поражениями нигростриарной системы, например про-пульсию и др. (Weinreb et al., 2009). Эти находки согласуются с данными предыдущих исследований, продемонстрировавших благоприятные эффекты 1-^)-аминоиндана в двигательных и поведенческих тестах, проведенных на животных моделях паркинсонизма (гипокинезия, вызванная a-MpT; вызванное амфетамином стереотипное поведение крыс с поражениями, обусловленными гипоксией) (Speiser et al., 1998b). Также показано, что 1-^)-аминоиндан предотвращает снижение метаболизма ДА у крыс с паркинсонизмом, вызванным введением 6-ОН-ДА (Weinreb et al., 2009).
Молекулярный нейропротективный механизм 1-^)-аминоиндана
Результаты последних исследований показывают, что 1-^)-аминоиндан позволяет предотвратить апоптотичес-кие процессы (рисунок).
Нейропротективная активность индуцируется посредством: 1) увеличения экспрессии генов антиоксидантов;
2) увеличения активности антиапоптотических генов и снижения экспрессии проапоптотических генов и белков;
3) подавления каскада гибели клеток, опосредованного ГАФДГ и МАО-В.
Так, в цитотоксической модели гибели нейронов, вызванной высокой плотностью клеток, 1-^)-аминоиндан значимо снижал содержание ассоциированного с апоптозом фосфорилированного гистонового белка H2A.X (Ser139), уменьшал степень расщепления каспаз 9 и 3, повышая при этом содержание белков Bcl-2 и Bcl-xL, способствующих выживанию клеток (Bar-Am et al., 2007). 1-^)-аминоиндан заметно повышал содержание фосфорилированной ПКС, точнее - изоформы ПКСе, способствующей выживаемости нейронов. Кроме того, специфический ингибитор ПКС, GF109203X, блокировал супрессию активированной кас-пазы 3 и активацию способствующего выживаемости белка Bcl-2 - эффектов, наблюдавшихся при добавлении 1-^)-аминоиндана; это указывает на необходимость сигнального каскада ПКС для защитного эффекта, индуцируемого 1-^)-аминоинданом (см. рисунок) (Bar-Am et al., 2007). Ранее было обнаружено, что экспрессия ПКС сопро-
Атм>сферА. Нервные болезни 1*2010 17 www. atmosphere- ph.ru
Каскад гибели клеток, опосредованный ГАФДГ
, Транслокация ядерной ГАФДГ , Действие гена МАО-В
1-^)-аминоиндан
Маркеры про-и антиапоптоза
Гены:
t Bcl-xL, Bcl-2
1 Bad, Bax
Белки:
t ПКСе
t Bcl-xL, Bcl-2
1 Расщепленная каспаза 3 и 9
1 Н2А.Х
Выживаемость нейронов
Схематическая модель нейропротективного эффекта 1-(Я)-аминоиндана.
вождается лучшей выживаемостью нейронов (0игк1п е1 а!., 1997; МаИег, 2001). В соответствии с этими данными показано, что активация изоформ протеинкиназы ПКСе и ПКСа усиливает экспрессию белков семейства Вс1-2, способствующих выживаемости клеток (ОиЫпа е1 а1., 1998; ^о!о е1 а1., 1998), которые, в свою очередь, стабилизируют проницаемые каналы митохондриальной мембраны, предотвращая апоптоз (Тви^тоЬ, ЗИ1т12и, 2000; Акао е1 а1., 2002а). В клетках первичной коры крысы 1-(Я)-аминоиндан значимо активирует экспрессию мРНК генов выживаемости клетки - Вс1-2 и Вс!-х1_:
Экспрессия мРНК (кратность относительно контроля)
3,94 ± 0,17 (p < 0,01)
3,29 ± 0,16 (p < 0,01)
0,73 ± 0,46 (p < 0,05)
0,39 ± 0,03 (p < 0,01)
Название гена
Bcl-2 (AF512835) Bcl-xL (U34963) Bad(AF003523) Bax (NM017059)
Кроме того, в экспериментальной модели окислительного стресса/нейротоксичности, вызванной H2O2, 1-(Я)-аминоиндан значимо стимулировал активность ката-лазы, являющейся ферментом-антиоксидантом (Weinreb et al., 2009). Обработка 1-(Я)-аминоинданом нейронов, поврежденных H2O2, индуцировала экспрессию мРНК различных ферментов II фазы, осуществляющих защиту клетки от окислительного поражения: каталазы (нейтрализующей токсичность H2O2), хинин-оксиредуктазы 1 (цитозоль-ного белка, снижающего содержание хининов и осуществляющего их детоксикацию, защищающего клетки от окислительно-восстановительного и окислительного стресса) (Colucci et al., 2008) и пероксиредоксина-1 (использующего активность остатков цистеина для восстановления H2O2 и других пероксидов) (Kim et al., 2001; см. рисунок). Эти результаты свидетельствуют о том, что повышение содержания эндогенных антиоксидантов, возможно, является механизмом осуществления нейропро-тективной активности 1-(Я)-аминоиндана.
Ou et al. (2009) недавно представили новые данные, касающиеся антиапоптотической активности 1-(Я)-аминоин-дана: они продемонстрировали, что нейропротективный эффект 1-(Я)-аминоиндана на фоне цитотоксического действия этанола может опосредоваться через биохимические пути ГАФДГ-МАО-В (см. рисунок). Сообщается, что 1-(Я)-аминоиндан блокирует транслокацию в ядро ГАФДГ и комплекса, образованного активирующим транскрипцию трансформирующим фактором роста 3 и индуцибельным ранним геном 2; это, в свою очередь, дополнительно инги-бирует экспрессию гена МАО-В (Ou et al., 2009).
Нейропротективная активность гидрокси-1-(Р)-аминоиндана
Гидрокси-1-(Я)-аминоиндан - главный метаболит недавно синтезированного бифункционального лекарственного препарата против болезни Альцгеймера ладостигила (^-пропаргил-(3Я) 1-(Я)-аминоиндан-5ил)-этилметил-карбамата), который содержит группу ривастигмина, инги-бирующую карбамат-холинэстеразу (Lamb, Goa, 2001) в аминоиндановой структуре разагилина (Weinstock et al., 2000b; Youdim et al., 2001b; Youdim, 2003). Ладостигил подавляет ацетил- и бутирилхолинэстеразу (превосходя ри-вастигмин по продолжительности действия), ингибирует активность МАО и обладает многими видами нейропротек-тивной активности разагилина (Weinstock et al., 2000a, 2001, 2003; Sterling et al., 2002; Maruyama et al., 2003). Описано несколько новых молекулярных мишеней, имеющих отношение к выраженному нейропротективному эффекту ладостигила in vitro и in vivo, включая регуляцию процес-синга белка-предшественника амилоида посредством активации ПКС и сигнальных путей АМПК (Yogev-Falach et al., 2002; Bar-Am et al., 2004c) и модуляции различных генов и белков выживаемости клеток (Yogev-Falach et al., 2006).
Продемонстрирована способность ладостигила предотвращать повреждение клеток гиппокампа у песчанок, вызванное общей ишемией, и предотвращать отек головного мозга у мышей с закрытой травмой черепа (Youdim
N
18 А™'сферА. Нервные болезни 1*2010 www.atmosphere-ph.ru
et al., 2001b; Weinstock et al., 2002; Youdim, Weinstock, 2002). Недавно показано, что гидрокси-1-^)-аминоиндан, главный метаболит ладостигила, подобно 1-^)-аминоин-дану, обладает нейропротективными свойствами в культуре клеток SK-N-SH с высокой плотностью и в клеточной линии РС-12 в условиях вызванной 6-ОН-ДА нейронной токсичности (Bar-Am et al., 2007). Кроме того, гидрокси-HR)-аминоиндан заметно снижал концентрацию белка H2A.X и содержание каспаз 9 и 3, а также повышал концентрацию белков Bcl-2 и Bcl-xL (Bar-Am et al., 2007).
Выводы
Применение ингибиторов МАО-В, являющихся производными пропаргиламина, позволяет предотвратить гибель нейронов (Malorni et al., 1998; Youdim et al., 2005). Два таких ингибитора - разагилин (Азилект) и селегилин (L-депренил), являющиеся необратимыми ингибиторами МАО-В, были разработаны для лечения болезни Паркинсо-на. In vivo разагилин значительно активнее селегилина (Youdim et al., 2001a). Важные различия данных ингибиторов МАО-В касаются их метаболитов: в результате метабо-
лизма селегилина образуются потенциально токсичные ам-фетаминовые метаболиты, тогда как разагилин метаболи-зируется с образованием, главным образом, 1-(Я)-амино-индана, не обладающего нейротоксичностью и, напротив, имеющего нейропротективные свойства. Предполагается, что 1-(Я)-аминоиндан представляет ценность не только как вещество, обладающее собственной нейропротективной активностью, но и благодаря усилению им нейропротектив-ных эффектов исходного антипаркинсонического препарата разагилина. Перечисленные эффекты помогают глубже оценить результаты проведенного недавно крупного проспективного рандомизированного двойного слепого клинического исследования пациентов с БП (ADAGIO), которое показало пользу раннего начала лечения разагилином (Азилектом) и способность этого лекарственного препарата задерживать прогрессирование БП за счет присущих ему нейропротективных свойств. é
Со списком литературы оригинальной статьи вы можете ознакомиться на нашем сайте www.atmosphere-ph.ru
Книги Издательского холдинга "АТМО
Функциональная диагностика в пульмонологии: Практическое руководство / Под ред. Чучалина А.Г.
Первое в отечественной литературе практическое руководство, посвященное современным методам исследования легочной функции, их применению в повседневной клинической работе. Излагаются физиологические основы каждого метода и особенности интерпретации результатов. Обобщен международный опыт использования и интерпретации различных методов функциональной диагностики легочных заболеваний, в том числе сравнительно мало применяемых в нашей стране, но крайне необходимых при диагностике функциональных тестов: измерение легочных объемов, оценка диффузионной способности легких и силы дыхательной мускулатуры, внелабораторные методы определения толерантности больных с бронхолегочной патологией к физической нагрузке и т.п. Особую ценность придают руководству собственные клинические наблюдения авторов. 192 с., ил. Для пульмонологов, терапевтов, врачей общей практики, семейных врачей, а также для специалистов по функциональной диагностике.
Ультразвуковая диагностика в неонатологии: Монография / Под ред. Дворяковского И.В., Яцык Г.В.
В монографии представлены возможности метода ультразвуковой диагностики для оценки состояния головного мозга, органов эндокринной, пищеварительной, мочевыделительной, опорно-двигательной систем и сердца в неонатологии. Описана нормальная ультразвуковая анатомия различных органов и систем, варианты развития и основные признаки патологических состояний, характерных для новорожденных и детей первого года жизни. Отдельная глава посвящена применению эхографии при острой хирургической патологии у новорожденных. Благодаря высокому уровню ультразвуковых технологий в настоящее время ультразвуковая диагностика стала основным методом визуализации в неонатологии, позволяющим своевременно выявлять различные патологические состояния и оказывать необходимую помощь ребенку. 168 е., ил.
Для специалистов ультразвуковой диагностики, врачей-педиатров, неонатологов.
Всю дополнительную информацию можно получить на сайте
www.atmosphere-ph.ru
N
20 Ат > Нервные болезни
www.atmosphere-ph.ru
