Использование нейротоксинов в фундаментальных, медицинских и биологических науках на примере 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридина (МФТП)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Нейротоксины представляют собой класс химических веществ, повреждающих нейроны. Схожим действием обладают некоторые пестициды. Увеличение районов с развитой тяжелой промышленностью и сельским хозяйством, бесконтрольное использование пестицидов способствуют возникновению и прогрессированию болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона (БП). Коварство БП состоит в том, что болезнь до сих пор является неизлечимой, поскольку отсутствует её ранняя диагностика: десятилетия она протекает бессимптомно, а к моменту манифестации уже отсутствуют нейроны-мишени для терапии. Учитывая, что диагноз ставится на поздних этапах развития БП, лечение заболевания неэффективно. Отсюда следует, что для повышения эффективности лечения его надо начинать как можно раньше — до появления моторных симптомов, на доклинической стадии. Для этого сначала надо разработать раннюю (доклиническую) диагностику БП на основе углубленного изучения клеточно-молекулярных механизмов патогенеза.

С целью разработки ранней диагностики и превентивной терапии БП в данном исследовании был использован пронейротоксин 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридин (МФТП).

Материал и методы. Для моделирования доклинической и клинической стадий БП инбредным линиям животных вводили МФТП по определенным схемам. Оценивали поведение подопытных животных, а после их декапитации определяли содержание моноаминов в структурах головного мозга и периферических органах методом ВЭЖХ, проводили морфофункциональный анализ исследуемых тканей и органов.

Результаты. На животных смоделирована клиническая стадия БП, отвечающая ключевым характеристикам БП у человека и гипотетическая доклиническая стадия БП на животных, на которой был успешно апробирован метод ранней диагностики. На этой модели показан ряд важнейших биохимических изменений в периферических органах, свидетельствующий о системном характере заболевания и предшествующий возникновению клинической стадии БП.

Ограничения исследования. Результаты настоящего исследования могут транслироваться на людей только после получения аналогичных результатов на обезьянах. 

Заключение. Расширяются знания о механизмах действия некоторых нейротоксинов, которые с успехом используются для нужд фундаментальных, медицинских и биологических наук.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.

Участие авторов. Все соавторы внесли равнозначный вклад в исследование и подготовку статьи к публикации.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Поступила в редакцию: 08 сентября 2022 / Принята в печать: 22 сентября 2022 / Опубликована: 30 октября 2022

Об авторах

Виталий Васильевич Сафандеев

ФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Автор, ответственный за переписку.
Email: visa.doc@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0073-1677

Зав. отд. ингаляционной токсикологии ФБУН «ФНЦГ 
им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, 140014, г. Мытищи Московской области, Российская Федерация.

e-mail: visa.doc@mail.ru

Россия

Татьяна Алексеевна Синицкая

ФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: sinitskaiata@fferisman.ru
ORCID iD: 0000-0003-1344-3866
Россия

Список литературы

  1. Liu Ch. A. Liu Z., Zhang Zh. et al. A Scientometric Analysis and Visualization of Research on Parkinson‘s Disease Associated With Pesticide Exposure. Frontiers in Public Health. 2020; 8. https://doi.org/10.3389/fpubh.2020.00091
  2. Braak H., Tredici K. Del , Rüb U. et al. Staging of brain pathology related to sporadic Parkinson’s disease. Neurobiology of Aging. 2003; 24: 197-211.
  3. Sawada M., Wada-Isoe K., Hanajima R. et al. Clinical features of freezing of gait in Parkinson’s disease patients. M. Sawada. Brain Behav. 2019; 9(I.4): e01244.
  4. Угрюмов М.В. Разработка доклинической диагностики и превентивного лечения нейродегенеративных заболеваний. Журнал неврологии и психиатрии. 2015; 115: 4-14
  5. Agid, Y. Parkinson’s disease: pathophysiology. The Lancet. 1991; 337(8753): 1321-4.
  6. Chansel-Debordeaux, L. Bezard E. Local transgene expression and whole-body transgenesis to model brain diseases in nonhuman primate. Animal Model Exp. Med. 2019; 29(I.2.): 9-17.
  7. Antony P.M.A., Diederich N.J., Antony P.M., Balling R. Parkinson’s disease mouse models in translational research Mamm. Genome. 2011; 7-8: 401-19.
  8. Zeng X.-S., Geng W.-Sh., Jia J.-J.g. Neurotoxin-Induced Animal Models of Parkinson Disease: Pathogenic Mechanism and Assessment. ASN Neuro. 2018; 10: 1-15.
  9. Kopin I.J., Markey S.P. MPTP toxicity: Implications for research in Parkinson’s disease. Annu. Rev. Neurosci. 1988; 11: 81-96.
  10. Forno L.S., DeLanney L.E., Irwin I. et al. Similarities and differences between MPTP-induced parkinsonism and Parkinson’s disease. Neuropathologic considerations. Advances in neurology. 1993: 60: 600-8.
  11. -2014 Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила содержания и ухода за лабораторными грызунами и кроликами».
  12. Сафандеев В.В., Лопатина М.В. Влияние ограниченного и неограниченного употребления корма на массу линейных и нелинейных животных. Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2019; 7: 71-5. https://doi.org/10.26155/vet.zoo.bio.201907011
  13. Сафандеев В.В., Угрюмов М.В. Выявление латентной функциональной недостаточности дофаминергических нейронов нигростриатной системы на хронической модели болезни Паркинсона. Нейрохимия. 2017; 34(4): 290-95.
  14. Paxinos G., Franklin K.B.J. The mouse brain in stereotaxic coordinates. Academic Press, San Diego; 2001: 350.
  15. Morawietz G., Ruehl-Fehlert C., Kittel B. et al. Revised guides for organ sampling and trimming in rats and mice - Part 3. A joint publication of the RITA and NACAD groups. Exp. Toxicol. Pathol. 2004: 6: 433-49.
  16. Прозоровский В.Б. Статистическая обработка результатов фармакологических исследований. Психофармакология и биологическая наркология. 2007; 7(3-4): 2090-2120.
  17. Ноткин Е.Л. Статистика в гигиенических исследованиях. М.: 1965.
  18. Jankovic J. Parkinson’s disease: clinical features and diagnosis. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 2008; 4: 368-76.
  19. Dauer W. Parkinson’s disease: mechanisms and models. Przedborski S. Neuron. 2003; 39(I.6): 889-909.
  20. Fallon J.H., Moore R.Y. Catecholamine innervation of the basal forebrain. IV. Topography of the dopamine projection to the basal forebrain and neostriatum. J.Comp. Neurol. 1978; 180: 545-80.
  21. Whitaker-Azmitia P.M., Quartermain D., Shemer A.V. Prenatal treatment with a selective D1 receptor agonist (SKF 38393) alters adult [3H]paroxetine binding and dopamine and serotonin behavioral sensitivity. Developmental Brain Research. 57: 181-5. PMID: 2150012. https://doi.org/10.1016/0165-3806(90)90044-Y
  22. Halliday G.M., Blumbergs P.C., Cotton R.G. et al. Loss of brainstem serotonin- and substance P-containing neurons in Parkinson’s disease. Brain Res. 1990; 510: 104-7.
  23. McMillan P.J., White S.S., Franklin A. et al. Differential response of the central noradrenergic nervous system to the loss of locus coeruleus neurons in Parkinson’s disease and Alzheimer’s disease. Brain Res. 2011; 1373: 240-52.
  24. Phillipson O.T. Management of the aging risk factor for Parkinson’s disease. Neurobiology of Aging. 2014; 35: 847-57.
  25. Сафандеев, В.В., Колачева А.А., Угрюмов М.В. Оценка метаболизма катехоламинов в периферических органах как показатель их десимпатизации под влиянием нейротоксинов. Докл. Акад. Наук. 2019; 486(1): 116-20.
  26. Сафандеев В.В., Угрюмов М.В. Новый подход к оценке степени деградации нигростриатной дофаминергической системы на экспериментальной модели болезни Паркинсона. Журн. Высш. нервн. деят. 2019; 69(3): 382-92.
  27. Delaville C. Deurwaerdère Ph.De, Benazzouz A. Noradrenaline and Parkinson’s Disease. Front. Syst. Neurosci. 2011; 5: 31.
  28. Sellnow R.C., Newman J.H., Chambers N., et al. Regulation of dopamine neurotransmission from serotonergic neurons by ectopic expression of the dopamine D2 autoreceptor blocks levodopa-induced dyskinesia. Acta Neuropathol.Commun. 2019; 7(I.1): 8.
  29. Xie F., Gao X., Yang W. et al. Advances in the Research of Risk Factors and Prodromal Biomarkers of Parkinson‘s Disease. ACS Chem. Neurosci. 2019; 10(I.2): 973-90.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Сафандеев В.В., Синицкая Т.А., 2022


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 81728 от 11 декабря 2013.