Ноопепт защищает инфузории Paramecium сaudatum от токсического действия соединений тяжёлых металлов

   Background. The dipeptide drug Noopept, created at the Zakusov Institute of Pharmacology, has a wide range of pharmacological actions, including cytoprotective one. In connection with the increasing pollution of the environment, it is urgent to identify the protective properties of drugs with a negative effect of heavy metal compounds on the live system.   The aim of the present study was to investigate the cytoprotective effects of Noopept under toxicity induced by heavy metal compounds using ciliates Paramecium caudatum as a test object.   Methods. The ciliates Paramecium caudatum were exposed to 4 salts of heavy metals: cadmium chloride, lead acetate, copper sulfate, zinc sulfate, as well as nanoparticles of copper oxide and zinc oxide. Noopept was added to the medium with the experimental cells 30 min before the introduction of damaging agents, at concentrations of 0.01–10 μM. Results. It was found that the presence of metal salts in the medium significantly reduced the number Paramecium сaudatum cells, depending on the time of exposure. Noopept at all studied concentrations reduced cell death, while the maximum intensity of the effect was observed at a concentration of 1 μM.   Conclusions. The results obtained make it possible to supplement data on the wide spectrum of Noopept's action.   Актуальность. Дипептидный препарат Ноопепт, созданный в НИИ фармакологии имени В. В. Закусова, обладает широким спектром фармакологического действия, включая цитопротекторное. В связи с увеличивающимся загрязнением окружающей среды актуальным является выявление защитных свойств препаратов при действии на организм соединений тяжёлых металлов.   Целью настоящего исследования было изучение цитопротекторных эффектов Ноопепта в условиях токсичности, индуцированной соединениями тяжёлых металлов, с использованием инфузорий Paramecium caudatum в качестве тест-объекта.   Методы. Инфузории Раramecium caudatum подвергались действию 4 солей тяжёлых металлов: хлорида кадмия, ацетата свинца, сульфата меди, сульфата цинка, а также наночастиц оксида меди и оксида цинка. За 30 мин до внесения повреждающих агентов в среду с опытными клетками добавлялся Ноопепт в концентрациях 0,01–10 мкМ.   Результаты. Установлено, что присутствие солей металлов в среде достоверно снижало численность клеток Paramecium caudatum в зависимости от времени воздействия. Ноопепт во всех изученных концентрациях снижал гибель клеток, при этом максимальная выраженность эффекта наблюдалась в концентрации 1 мкМ.   Заключение. Полученные в настоящей работе данные о способности препарата Ноопепт предотвращать негативные последствия действия соединений тяжёлых металлов позволяют дополнить сведения о широком спектре действия препарата

Влияние дипептидного миметика 4-й петли NGF ГК-1 на рост опухоли и метастазирование эпидермоидной карциномы лёгкого Lewis у самцов мышей линии C57BL/6

Article describes results of study of antitumor and antimetastatic action of dipeptide mimetic of the nerve growth factor amide N-monosuccinyl-L-glutamyl-L-lysine (compound GK-1) in comparison with gemcitabine. Two injections of gemcitabine in total dose of 100 mg/kg resulted in significant tumor growth inhibition by 60–61% on 7th, 9th and 15th days of tumor development. Course administration of GK-1 in doses of 10 mk/kg from 2nd to 15th day of tumor development resulted in significant tumor growth inhibition by 57,8 %. Metastasis inhibition index (MII) of gemcitabine was 75,8 %. MII of GK-1 in doses of 10 mg/kg or 30 mg/kg was 44,9 % and 47,7 % accordingly. It was shown that GK-1 in studied range of doses exerts antimetastatic activity.В статье представлены результаты изучения противоопухолевого и антиметастатического действия дипептидного миметика фактора роста нервов амида N-моносукцинил-L-глутамил-L-лизина ГК-1 в сравнении с гемцитабином. Двукратное введение противоопухолевого препарата гемцитабина в суммарной дозе 100 мг/кг привело к значимому торможению роста опухоли (ТРО) на 7-, 9-, 15- и 21-е сутки развития опухоли, ТРО составило 60–61 %. Курсовое введение ГК-1 в дозе 10 мг/кг со 2-го по 15-й дни развития опухоли на 15-е сутки вызвало достоверное торможение роста опухоли, ТРО — 57,8 %. У гемтацибина индекс ингибирования метастазирования (ИИМ) был равен 75,8 %. У животных-опухоленосителей, которым вводили ГК-1 в дозе 10 мг/кг или 30 мг/кг ИИМ составил, соответственно, 44,9 и 47,7 %. Таким образом, ГК-1 в использованном диапазоне доз проявил антиметастатическую активность

Мозговой нейротрофический фактор и его низкомолекулярные миметики

A literature overview on the structure and physiological effects of the Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) has been carried out. Particular attention was paid to the involvement of BDNF in the pathogenesis of depression and approaches to its low-molecular mimetics design.Проведён обзор литературы по структуре и физиологическим эффектам мозгового нейротрофического фактора (BDNF). Особое внимание уделено вовлечённости BDNF в патогенез депрессии и подходам к конструированию его низкомолекулярных миметиков

Миметик мозгового нейротрофического фактора ГСБ-106 оказывает нейропротекторные и нейрорегенеративные эффекты в условиях экспериментального ишемического инсульта

   Background. A dimeric dipeptide mimetic of the brain-derived neurotrophic factor loop 4, bis(N-monosuccinyl-L-seryl-L-lysine) hexamethylenediamide (GSB-106), which activates TrkB, PI3K/AKT, MAPK/ERK and PLC-γ1 was created at the V. V. Zakusov Research Institute of Pharmacology. GSB-106 showed neuroprotective activity in vitro and in vivo at systemic administration.   Objective. In the present study, we studied the effect of GSB-106 on the brain infarct volume, as well as on neurogenesis and synaptogenesis under conditions of experimental ischemic stroke induced by transient occlusion of the middle cerebral artery in rats, when it was first administered 24 h after ischemia onset.   Methods. Dipeptide GSB-106 was administered i.p. in a dose of 0.1 mg/kg 24 h after surgery and then once a day, with the end of administration on theday 6 after surgery. On the day 7 brain samples were collected for morphometric and biochemical (Western-blot) analysis.   Results. It was established that GSB-106 reduced the brain damage volume by 24%, restores impaired neurogenesis and/or gliogenesis (by Ki-67) in the hippocampus and in the striatum and completely restored the reduced immunoreactivity to synaptic markers synaptophysin and PSD-95 in the striatum.   Conclusions. Thus, the dimeric dipeptide BDNF mimetic GSB-106 exhibits neuroregenerative properties at clinically relevant time window (24 h) in a model of ischemic stroke presumably due to stimulation of neurogenesis (and / or gliogenesis) and synaptogenesis.   Актуальность. Димерный дипептидный миметик 4-й петли мозгового нейротрофического фактора (brain-derived neurotrophic factor, BDNF) гексаметилендиамид бис(N-моносукцинил-L-серил-L-лизина) (GSB-106), активирующий TrkB, PI3K/AKT, MAPK/ERK и PLC-γ1, был создан в НИИ фармакологии имени В. В. Закусова. Для ГСБ-106 была выявлена нейропротекторная активность в экспериментах in vitro и in vivo при системном введении.   Цель. В настоящем исследовании мы изучили влияние ГСБ-106 на объём инфаркта мозга, а также на нейрогенез и синаптогенез в условиях экспериментального ишемического инсульта, индуцированного транзиторной окклюзией средней мозговой артерии у крыс, при его первом введении через 24 ч после моделирования ишемии.   Методы. Дипептид ГСБ-106 вводили внутрибрюшинно в дозе 0,1 мг/кг 1 раз в день в течение 6 дней. На 7-й день мозговой материал собирали для морфометрических и биохимических (Вестерн-блот анализ) исследований.   Результаты. Было установлено, что ГСБ-106 снижал объём инфаркта мозга в среднем на 24 %, стимулировал угнетённый нейро- и/или глиогенез (по маркеру пролиферации Ki-67) в гиппокампе и стриатуме и полностью восстанавливал иммунореактивность к синаптическим маркерам синаптофизину и PSD-95 в стриатуме ишемизированного полушария.   Заключение. Таким образом, димерный дипептидный миметик BDNF ГСБ-106 проявляет нейрорегенеративные свойства в условиях клинически значимого (24 ч) терапевтического окна на модели ишемического инсульта, и эти свойства предположительно обусловлены стимуляцией нейрогенеза (и / или глиогенеза) и синаптогенеза

Фармакокинетика димерного дипептидного миметика фактора роста нервов ГК-2 у крыс. Часть 1. Однократное и многократное внутрисосудистое и внесосудистое введение. Проверка гипотезы линейности фармакокинетики

The pharmacokinetics of dimeric dipeptide mimetic of nerve growth factor GC-2 in the rat blood plasma after different routes of administration was studied. The drug was administered at dose of 150 mg/kg by single and repeatedly. After single intravenous and intraperitoneal injection, GC-2 was detected for 2 h, its half-life was 0.4 h. GC-2 absolute bioavailability after single intraperitoneal injection was 84.62 %, that indicates the prospect of development its injectable (intramuscularly) dosage form. After 4-fold (1.5 h dosing interval) intraperitoneal injection dose-independent pharmacokinetic parameters of GC-2 practically do not change compared to single administration. This indicates that GC-2 is not accumulated in the body of rats. The hypothesis of the linearity of the pharmacokinetics of GC-2 in the rats blood plasma after single intraperitoneal administration at doses of 50, 100 and 150 mg/kg was tested. It was found that the kinetics of GC-2 in the rat blood plasma is linea.Изучена фармакокинетика димерного дипептидного миметика фактора роста нервов ГК-2 в плазме крови крыс при разных путях введения в дозе 150 мг/кг одно- и многократно. После однократного внутривенного и внутрибрюшинного введений ГК-2 регистрировался на протяжении 2 ч, его период полувыведения составил 0,4 ч. Абсолютная биодоступность ГК-2 после однократного внутрибрюшинного введения составила 84,62 %, что говорит о перспективе разработки его инъекционной (внутримышечно) лекарственной формы. После 4-кратного (интервал дозирования 1,5 ч) введения внутрибрюшинно дозонезависимые фармакокинетические параметры ГК-2 практически не меняются по сравнению с однократным введением. Это указывает на то, что ГК-2 в организме крыс не кумулируется. Проведена проверка гипотезы линейности фармакокинетики ГК-2 в плазме крови крыс после однократного внутрибрюшинного введения в дозах: 50, 100 и 150 мг/кг. Установлено, что кинетика ГК-2 в плазме крови крыс линейна в изучаемом диапазоне доз

Исследование взаимодействия дипептидного миметика нейротрофина BDNF ГСБ-106 с тирозинкиназным рецептором TrkB с помощью технологии поверхностного плазмонного резонанса

The interaction of the neurotrophin BDNF dipeptide mimetic, compound GSB-106, with the tyrosine kinase TrkB receptor specific for the fullsized neurotrophin was studied using surface plasmon resonance. The significant decrease in the binding of BDNF to TrkB, which was preincubated with GSB-106, was shown. The obtained data indicate the interaction of GSB-106 with the TrkB receptor.Методом поверхностного плазмонного резонанса изучено взаимодействие дипептидного миметика нейротрофина BDNF ГСБ-106 со специфическим для полноразмерного нейротрофина тирозинкиназным TrkB рецептором. Показано достоверное снижение связывания BDNF с TrkB, который был предварительно проинкубирован с ГСБ-106. Полученные данные указывают на взаимодействие ГСБ-106 с TrkB-рецептором

Нейропептид цикло-L-пролилглицин противодействует скополамин-индуцированному нарушению долговременной памяти у крыс в тесте «Распознавание нового объекта»

Background. Cyclo-L-prolylglycine (CPG) was designed and synthesized at the V.V. Zakusov as a topological analogue of the classical nootrop piracetam and was further identified as an endogenous compound. Previously, the nootropic effect of CPG was revealed in a model of retrograde amnesia in rats induced by electroconvulsive shock in the passive avoidance test (PAT).Objective. The aim of the present study was to investigate the nootropic effect of CPG under more physiological conditions in the absence of strong stressors.Methods. Amnesia in rats was modeled by intraperitoneal (ip) administration of scopolamine at a dose of 2 mg/kg. CPG was administered ip at doses of 0.1 and 1.0 mg/kg 15 minutes after scopolamine. Short- and long-term memory were recorded in the novel object recognition test.Results. It was found that scopolamine disrupted only the long-term memory of rats. CPG at a dose of 0.1 mg/ kg almost completely counteracted this impairment. CPG by itself had no effect on memory at both doses studied.Conclusion. Thus, CPG exhibits nootropic activity not only in the aversive conditions of the PAT and electroconvulsive shock-induced amnesia, but also in the neutral situation in the novel object recognition test, when the amnesia was caused by the administration of scopolamine.Цикло-L-пролилглицин (ЦПГ) сконструирован и синтезирован в НИИ фармакологии имени В.В. Закусова как топологический аналог классического ноотропа пирацетама и в дальнейшем идентифицирован как эндогенное соединение. Ранее ноотропный эффект ЦПГ был выявлен на модели ретроградной амнезии у крыс, вызванной электрошоком, в тесте условного рефлекса пассивного избегания (УРПИ).Цель. Цель настоящего исследования — изучить ноотропный эффект ЦПГ в более физиологичных условиях в отсутствие сильных стрессирующих факторов.Методы. Амнезию у крыс моделировали внутрибрюшинным (в/б) введением скополамина в дозе 2 мг/кг. ЦПГ вводили в/б в дозах 0,1 и 1,0 мг/кг через 15 мин после скополамина. Кратковременную и долговременную память регистрировали в тесте распознавания нового объекта.Результаты. Установлено, что введение скополамина нарушало только долговременную память крыс. ЦПГ в дозе 0,1 мг/кг практически полностью противодействовал этому нарушению. Сам ЦПГ не влиял на память крыс в обеих изученных дозах.Заключение. Таким образом, ЦПГ проявляет ноотропную активность не только в аверсивных условиях теста УРПИ и электрошоковой амнезии, но и в нейтральной ситуации в тесте распознавания нового объекта, когда амнезия была вызвана введением скополамина

Цитопротекторные свойства дипептидных миметиков фактора роста нервов и мозгового нейротрофического фактора, ГК-2 и ГСБ-106, в модели окислительного стресса у инфузорий

Resume. Actuality. Dimeric dipeptide mimics of the nerve growth factor ( NGF) and brain derived neurotrophic factor (BDNF), respectively GK-2 and GSB-106, were created in the V.V. Zakusov Institute of pharmacology. The similarity of GK-2 and GSB-106 to the corresponding full-sized neurotrophins by the mechanism of action and pharmacological properties, including pronounced neuroprotective activity in vitro and in vivo, has been established. The purpose of this study was to obtain additional data on the cytoprotective properties of GK-2 and GSB-106 using Paramecium caudatum. Methods. Oxidative stress in the Paramecium caudatum was induced by adding heavy metal salts (cadmium chloride, lead acetate, copper sulfate, zinc sulfate) to the medium at a final concentration of 10 |jM. GK-2 or GSB-106 in concentrations from 10-5 to 10-8 M was added into the medium with experimental cells 45 minutes before introducing the oxidative stress initiator. Results. Dipeptides GK-2 and GSB-106 in all studied concentrations protected cells from death. The maximum neuroprotective effect of the dipeptides showed in a concentration of 10-8 M, completely preventing the death of ciliates. Conclusion. GK-2 and GSB-106, at a concentration of 10-8M, completely protect against the death Paramecium caudatum under conditions of oxidative stress caused by heavy metal salts.Актуальность. В НИИ фармакологии имени В.В. Закусова были созданы димерные дипептидные миметики фактора роста нервов (nerve growth factor, NGF) и мозгового нейротрофического фактора (brain derived neurotrophic factor, BDNF), соответственно ГК-2 и ГСБ-106. Установлено подобие ГК-2 и ГСБ-106 соответствующим полноразмерным нейротрофинам по механизму действия и фармакологическим свойствам, включая выраженную нейропротекторную активность in vitro и in vivo. Целью данной работы было получение дополнительных данных о цитопротекторных свойствах ГК-2 и ГСБ-106 с использованием инфузорий. Методы. Окислительный стресс у инфузорий Paramecium caudatum моделировали добавлением в среду солей тяжёлых металлов (хлорид кадмия, ацетат свинца, сульфат меди, сульфат цинка) в конечных концентрации 10 мкМ. За 45 мин до внесения инициатора окислительного стресса в среду с опытными клетками добавляли ГК-2 или ГСБ-106 в концентрациях от 10-5 до 10-8 М. Результаты. Дипептиды ГК-2 и ГСБ-106 во всех изученных концентрациях защищали клетки от гибели. Максимальный нейропротекторный эффект дипептиды проявляли в концентрации 10-8 М, полностью предотвращая гибель инфузорий. Заключение. ГК-2 и ГСБ-106 в концентрации 108 М полностью защищают от гибели инфузории Paramecium caudatum в условиях окислительного стресса, вызванного солями тяжёлых металлов

Скрининговое изучение эффектов миметиков фактора роста нервов и мозгового нейротрофического фактора на экспериментальной модели депрессии

At the Zakusov Institute of Pharmacology designed and synthesized dimeric dipeptide mimetics of the 1st (GK-6) and 4th (GK-2) nerve growth factor loops, 1st (GSB-214), 2nd (GTS-201) and 4th (GSB -106, GSB-106Ac) brain-derived neurotrophic factor loops. Antidepressant activity of GSB-106 has already been established by oral and intraperitoneal administration in 0.1-5.0 mg/kg doses. Newly synthesized mimetics were studied in comparison with GSB-106 for antidepressant-like activity in the forced swim test on male Balb/c mice with a single intraperitoneal administration. It was found that only mimetic of the fourth brain-derived neurotrophic factor loop GSB-106Ac, varied from GSB-106 by replace monosuccinyl fragment to acetyl, has antidepressant activity in doses of 1.0 mg / kg and 5.0 mg / kg.В НИИ фармакологии имени В.В. Закусова сконструированы и синтезированы димерные дипептидные миметики 1-й (ГК-6) и 4-й (ГК-2) петель фактора роста нервов, 1-й (ГСБ-214), 2-й (ГТС-201) и 4-й (ГСБ-106, ГСБ-106Ас) петель мозгового нейротрофического фактора. Для ГСБ-106 ранее установлена антидепрессивноподобная активность в дозах 0,1-5,0 мг/кг при введении внутрь и внутрибрюшинно. Вновь синтезированные миметики изучены в сравнении с ГСБ-106 на наличие антидепрессивноподобной активности в тесте вынужденного плавания на мышах-самцах Balb/c при однократном внутрибрюшинном введении. Установлено, что только миметик 4-й петли BDNF ГСБ-106Ас, отличающийся от ГСБ-106 заменой моно-сукцинильного фрагмента на ацетильный, обладал антидепрессивноподобным действием в дозах 1,0 мг/кг и 5,0 мг/кг

Исследование острой и хронической токсичности готовой лекарственной формы ГК-2

Resume. The paper presents the data of preclinical studies of the acute and chronic toxicity of the finished dosage form of the compound GK-2, which has neuroprotective properties. It has been established that GK-2 does not cause the death of animals after a single intravenous administration in the maximum allowable volumes to outbred white mice and rats of both sexes. The average lethal doses of HA-2 were determined for intraperitoneal administration. In experiments on mice in females, the LD50 was 15.4 (14.5-16.4) g / kg. In males, the LD50 is 15.7 (14.6-16.9) g / kg. In experiments on rats in females and males, the LD50 was 6.9 (4.5-10.6) g / kg. Daily intravenous administration of the finished dosage form to purebred white rats and rabbits of the chinchilla breed of both sexes for one month at a dose corresponding to therapeutic - 1 mg / kg (in terms of active substance) and exceeding it ten times - 10 mg / kg (in terms of active substance) allowed to establish that GK-2 does not affect the integral indicators. The exceptions were reduced body weight gain and a dose-dependent decrease in feed and water intake in female rats of the experimental groups. In clinical, laboratory, pathological and histological studies performed in accordance with the general protocol, the toxic effects of GK-2 have not been established.В работе представлены данные доклинического исследования острой и хронической токсичности готовой лекарственной формы соединения ГК-2, обладающего нейропротективными свойствами. Установлено, что ГК-2 при его однократном внутривенном введении в максимально допустимых объёмах беспородным белым мышам и крысам обоего пола не вызывает гибели животных. Определены среднесмертельные дозы ГК-2 при внутрибрюшинном введении. В опытах на мышах у самок LD50 составила 15,4 (14,5-16,4) г/кг, у самцов LD50 - 15,7 (14,6-16,9) г/кг. В опытах на крысах у самок и самцов LD50 составила 6,9 (4,5-10,6) г/кг. Ежедневное внутривенное введение готовой лекарственной формы беспородным белым крысам и кроликам породы шиншилла обоего пола в течение одного месяца в дозе, соответствующей терапевтической - 1 мг/кг (в пересчёте на активное вещество) и превышающей её в десять раз - 10 мг/кг (в пересчёте на активное вещество) позволило установить, что ГК-2 не влияет на интегральные показатели. Исключение составили снижение прироста массы тела и дозозависимое снижение потребления корма и воды у самок крыс опытных групп. При клинико-лабораторном, патоморфологическом и гистологическом исследованиях, выполненных в соответствии с общим протоколом, токсических эффектов ГК-2 не установлено