RU2758536C1 - Method for reducing inflammatory hyperactivation of neutrophils - Google Patents

Method for reducing inflammatory hyperactivation of neutrophils Download PDF

Info

Publication number
RU2758536C1
RU2758536C1 RU2020141880A RU2020141880A RU2758536C1 RU 2758536 C1 RU2758536 C1 RU 2758536C1 RU 2020141880 A RU2020141880 A RU 2020141880A RU 2020141880 A RU2020141880 A RU 2020141880A RU 2758536 C1 RU2758536 C1 RU 2758536C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
neutrophils
xenon
vol
inhalation
minutes
Prior art date
Application number
RU2020141880A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Александрович Гребенчиков
Артем Николаевич Кузовлев
Андрей Иванович Шпичко
Аслан Курбанович Шабанов
Алексей Александрович Чурилов
Шамиль Жафярович Хусаинов
Лев Леонидович Николаев
Антон Валерьевич Ершов
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение "Федеральный Научно-Клинический Центр Реаниматологии И Реабилитологии" (Фнкц Рр)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение "Федеральный Научно-Клинический Центр Реаниматологии И Реабилитологии" (Фнкц Рр) filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение "Федеральный Научно-Клинический Центр Реаниматологии И Реабилитологии" (Фнкц Рр)
Priority to RU2020141880A priority Critical patent/RU2758536C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2758536C1 publication Critical patent/RU2758536C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/12Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different gases

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely to critical condition medicine, resuscitation, anesthesiology and clinical pharmacology; it can be used, if necessary, to reduce inflammatory hyperactivation of neutrophils. To do this, inhalation is carried out with a gas mixture: xenon of 30 vol.%, oxygen of no more than 40 vol.%, the rest is nitrogen, along a closed circuit lasting 60 min.EFFECT: method reduces the activity of neutrophils, reduces inflammatory processes, prevents or reduces the severity of multiple organ failure, as well as reduces the duration of treatment and increases the survival rate of patients with critical conditions.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии, реаниматологии и клинической фармакологии, и может быть использовано для лечения больных с патологическими состояниями, при которых наблюдается синдром системного воспалительного ответа (ССВО) после обширных операций, оперативных вмешательств с использованием аппарата искусственного кровообращения, сочетанной травмы, тяжелого сепсиса и септического шока, синдрома ишемии-реперфузии тканей при инсульте и инфаркте миокарда, при сахарном диабете, метастазировании опухолей, отеке легкого и остром респираторном дистресс-синдроме, ожоговой болезни и др. Способ позволяет снизить активность нейтрофилов, уменьшить воспалительные процессы, профилактировать или уменьшить степень выраженности полиорганной недостаточности, сократить сроки лечения и увеличить выживаемость больных при критических состояниях.The invention relates to medicine, namely to anesthesiology, resuscitation and clinical pharmacology, and can be used to treat patients with pathological conditions in which there is a systemic inflammatory response syndrome (SIRS) after extensive operations, surgical interventions using a heart-lung machine, concomitant trauma , severe sepsis and septic shock, tissue ischemia-reperfusion syndrome in stroke and myocardial infarction, diabetes mellitus, tumor metastasis, pulmonary edema and acute respiratory distress syndrome, burn disease, etc. The method allows you to reduce the activity of neutrophils, reduce inflammation, prevent or to reduce the severity of multiple organ failure, shorten the duration of treatment and increase the survival rate of patients in critical conditions.

Уровень техникиState of the art

Для пациентов с критическими состояниями актуальным является купирование системного воспалительного ответа.For critically ill patients, relief of the systemic inflammatory response is relevant.

Известен ряд способов, предусматривающих использование фармацевтических препаратов для решения задачи купирования ССВО. К ним относятся в частности:A number of methods are known that involve the use of pharmaceuticals to solve the problem of stopping SIRS. These include in particular:

- лекарственное средство, направленное на купирование ССВО, содержащее мг: дифосфопиридиннуклеотид 0,3-100 и инозин 40,0-1200, а также ингибитор ангиотензинпревращающего фермента, преимущественно лизиноприл 2,5-100, и сердечный гликозид, преимущественно дигоксин 0,07-0,3 (RU2280455);- a drug aimed at stopping SIRS containing mg: diphosphopyridine nucleotide 0.3-100 and inosine 40.0-1200, as well as an angiotensin-converting enzyme inhibitor, mainly lisinopril 2.5-100, and a cardiac glycoside, mainly digoxin 0.07- 0.3 (RU2280455);

- способ и фармацевтическая композиция для профилактики и/или лечения синдрома системной воспалительной реакции, включающий частичный ингибитор фактора VIII, такой как моноклональное антитело, применимый для предотвращения и/или лечения заболевания, выбранного из группы, состоящей из ССВО, сепсиса, септического шока, образования тромбов в микрососудистой сети и диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови в организме млекопитающего, частично подавляя образование тромбина (Method and pharmaceutical composition for preventing and/or treating systemic inflammatory response syndrome EP1222929);- a method and a pharmaceutical composition for the prevention and / or treatment of a systemic inflammatory response syndrome, comprising a partial inhibitor of factor VIII, such as a monoclonal antibody, useful for the prevention and / or treatment of a disease selected from the group consisting of SIRS, sepsis, septic shock, education blood clots in the microvascular network and disseminated intravascular blood coagulation in the mammalian body, partially suppressing the formation of thrombin (Method and pharmaceutical composition for preventing and / or treating systemic inflammatory response syndrome EP1222929);

- способ лечения ССВО, включающий введение стабилизатора тучных клеток (Methods of treating cytokine release syndrome WO2020051322);- a method for treating cytokine release syndrome, including the introduction of a mast cell stabilizer (Methods of treating cytokine release syndrome WO2020051322);

- лекарственное средство для профилактики или лечения синдрома системной воспалительной реакции (SIRS), включающее ингибитор цитокинового шторма, имеющее HRG в качестве активного ингредиента (Cytokine storm inhibitor WO 2016104436);- a drug for the prevention or treatment of systemic inflammatory response syndrome (SIRS), including a cytokine storm inhibitor having HRG as an active ingredient (Cytokine storm inhibitor WO 2016104436);

- использование мезенхимальных стволовых клеток для лечения ССВО (Uses of mesenchymal stem cells AU2015268704);- the use of mesenchymal stem cells for the treatment of SIRS (Uses of mesenchymal stem cells AU2015268704);

- терапевтическое или профилактическое средство для лечения или предотвращения ССВО, которое содержит полипептид, содержащий аминокислотную последовательность, такую же или практически такую же, как аминокислотная последовательность N-концевого домена пентраксина 3, способного связываться к гистону с образованием полипептидного агрегата или его фармакологически приемлемой соли (Agent for treating or preventing systemic inflammatory response syndrome US2015299277).- a therapeutic or prophylactic agent for the treatment or prevention of SIRS, which contains a polypeptide containing an amino acid sequence the same or substantially the same as the amino acid sequence of the N-terminal domain of pentraxin 3, capable of binding to histone to form a polypeptide aggregate or a pharmacologically acceptable salt thereof ( Agent for treating or preventing systemic inflammatory response syndrome US2015299277).

Использование указанных выше фармацевтических препаратов для решения задачи купирования ССВО не позволяет достичь лечебного эффекта заявляемого изобретения, поскольку в них не определена роль нейтрофилов, клеток врожденного иммунитета, которые играют важнейшую роль в развитии, регуляции и разрешении воспаления. Иммунный ответ на повреждение тканей или инфекцию начинается с секреции нейтрофилами провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, что направлено на удаление повреждающего агента и восстановление гомеостаза.The use of the above pharmaceutical preparations for solving the problem of stopping SIR does not allow achieving the therapeutic effect of the claimed invention, since the role of neutrophils, cells of innate immunity, which play an important role in the development, regulation and resolution of inflammation, is not defined in them. The immune response to tissue damage or infection begins with the secretion of pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines by neutrophils, which aims to remove the damaging agent and restore homeostasis.

В то же время известны способы ксеионотерапии, включающие использование ингаляционной терапии ксеноном или газовыми смесями, содержащими ксенон.At the same time, methods of xionotherapy are known, including the use of inhalation therapy with xenon or gas mixtures containing xenon.

Известен способ аутоанальгезии ксенон-кислородной смесью, заключающийся в том, -что пациенту предлагают самостоятельно вдыхать ксенон-кислородную смесь в соотношении ксенона к кислороду в об. % от 30:70 до 50:50 до купирования болевого синдрома. (RU 2271815). Результатом использования данного способа является выраженный анальгетический эффект при сохранении сознания, что, в свою очередь, способствует нормализации гемодинамики, функции нейроэндокринной системы, нормализации метаболических процессов, за счет улучшения доставки кислорода в ткани в условиях ксеноновой вазоплегии.There is a known method of autoanalgesia with a xenon-oxygen mixture, which consists in the fact that the patient is offered to independently inhale the xenon-oxygen mixture in the ratio of xenon to oxygen in vol. % from 30:70 to 50:50 before pain relief. (RU 2271815). The result of using this method is a pronounced analgesic effect while maintaining consciousness, which, in turn, contributes to the normalization of hemodynamics, the function of the neuroendocrine system, the normalization of metabolic processes, by improving the delivery of oxygen to the tissue under conditions of xenon vasoplegia.

Недостатками известного способа, не позволяющими достичь лечебного эффекта заявляемого изобретения, является его использование только при адекватном состоянии пациента, что препятствует использованию метода в случае бессознательного состояния пациента; также целью такого использования является аналгезия, а не купирование системного воспалительного ответа и отсутствие влияния на активность нейтрофилов. Применение ксенона в соответствии с известным способом не регламентировано по продолжительности и оптимальному сроку назначения, что может привести к неоднозначным, несопоставимым и непредсказуемым результатам.The disadvantages of the known method, which do not allow to achieve the therapeutic effect of the claimed invention, is its use only with an adequate condition of the patient, which prevents the use of the method in the case of an unconscious state of the patient; also the purpose of such use is analgesia, rather than arresting the systemic inflammatory response and not affecting the activity of neutrophils. The use of xenon in accordance with the known method is not regulated in terms of duration and optimal appointment time, which can lead to ambiguous, incomparable and unpredictable results.

Известен также способ ксенонотерапии общесоматических заболеваний, который может быть использован при проведении профилактики, лечения и реабилитации широкого спектра соматических заболеваний человека (RU 2305565). Для этого осуществляют периодическую ингаляцию смеси кислорода с инертным газом ксеноном при соотношении (50:50)-(30:70) об. %. Каждую ингаляцию проводят 2 раза в сутки -утром и вечером в течение 7-10 суток. При этом содержание ксенона в смеси повышают со вторых-третьих суток, увеличивая длительность ингаляции от 3-5 мин в первые двое суток до 7-15 мин в последующие сутки. Способ позволяет восстановить регуляторные функции органов и систем в целом, от ЦНС до регионального уровня, путем активации компенсаторных возможностей организма за счет создания режима устойчивой постксеноновой неспецифической общесоматической реакции организма вследствие применения разработанного режима периодических ингаляций смесью ксенона и кислорода.There is also known a method of xenon therapy for general somatic diseases, which can be used in the prevention, treatment and rehabilitation of a wide range of human somatic diseases (RU 2305565). For this, a periodic inhalation of a mixture of oxygen with an inert gas xenon is carried out at a ratio of (50:50) - (30:70) vol. %. Each inhalation is carried out 2 times a day - in the morning and in the evening for 7-10 days. In this case, the content of xenon in the mixture is increased from the second to third days, increasing the duration of inhalation from 3-5 minutes in the first two days to 7-15 minutes on the next day. The method allows to restore the regulatory functions of organs and systems as a whole, from the central nervous system to the regional level, by activating the compensatory capabilities of the body by creating a mode of stable postxenonic nonspecific general somatic reaction of the body due to the application of the developed mode of periodic inhalations with a mixture of xenon and oxygen.

Недостатком данного способа, не позволяющими достичь лечебного эффекта заявляемого изобретения, является использование его в плановой медицине, а, следовательно, невозможность использования этой методики в случае возникновения ССВО, Более того, способ направлен на регуляторные функции органов и систем и не может в данном режиме воздействовать на активность нейтрофилов и выраженность системного воспаления.The disadvantage of this method, which does not allow to achieve the therapeutic effect of the claimed invention, is its use in planned medicine, and, therefore, the impossibility of using this technique in the event of an SSVO.Moreover, the method is aimed at the regulatory functions of organs and systems and cannot influence in this mode on the activity of neutrophils and the severity of systemic inflammation.

Известны другие примеры терапевтического использования ксенона или газовых композиций, содержащих ксенон, путем ингаляции. К ним относятся:Other examples of the therapeutic use of xenon or xenon-containing gas compositions by inhalation are known. These include:

- использование ксенона для предотвращения или лечения неврологических последствий септического шока, (Use of xenon to prevent or treat the neurological consequences of a septic shock WO 2014057179).- the use of xenon to prevent or treat the neurological consequences of a septic shock (WO 2014057179).

- газовые смеси, содержащие ксенон и аргон в низкой концентрации в качестве защитного средства органа, в частности, нейрозащитного средства (Gas mixtures containing xenon and argon at low concentration as organ protectant, in particular neuroprotectant WO 2019008015).- gas mixtures containing xenon and argon at low concentration as organ protectant, in particular neuroprotectant WO 2019008015).

Перечисленные выше известные способы терапии ксеноном также не имеют отношения к решению поставленной задачи - снижения воспалительной гиперактивации нейтрофилов, сопровождающей ССВО.The above-mentioned known methods of xenon therapy are also not related to the solution of the problem posed - to reduce the inflammatory hyperactivation of neutrophils that accompanies SIRS.

Способов снижения воспалительной гиперактивации нейтрофилов у пациентов с критическими состояниями путем лечебного наркоза газовой смесью, содержащей ксенон, в доступной авторам информационной базе данных не обнаружено.No methods of reducing the inflammatory hyperactivation of neutrophils in critically ill patients by means of therapeutic anesthesia with a gas mixture containing xenon have been found in the information database available to the authors.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Заявляемое изобретение направлено на снижение провоспалительной активности нейтрофилов у пациентов с критическими состояниями, сопровождающейся развитием системного воспалительного ответа за счет коррекции спонтанного апоптоза нейтрофилов и уменьшения способности нейтрофилов к провоспалительной активации вследствие уменьшения экспрессии CD11b и CD66b на их поверхности.The claimed invention is aimed at reducing the pro-inflammatory activity of neutrophils in critically ill patients, accompanied by the development of a systemic inflammatory response due to the correction of spontaneous apoptosis of neutrophils and a decrease in the ability of neutrophils to pro-inflammatory activation due to a decrease in the expression of CD11b and CD66b on their surface.

Поставленная задача решается тем, что коррекция активации нейтрофилов у пациентов с критическими состояниями, сопровождающимися системным воспалительным ответом, а также снижение экспрессии CD11b и CD66b на поверхности нейтрофилов и оптимизация апоптоза нейтрофилов достигаются путем ингаляционного введения ксенона в дозе 30 об. % в течение 60 минут.This problem is solved by the fact that the correction of neutrophil activation in critically ill patients accompanied by a systemic inflammatory response, as well as a decrease in the expression of CD11b and CD66b on the surface of neutrophils and optimization of neutrophil apoptosis are achieved by inhalation of xenon at a dose of 30 vol. % within 60 minutes.

Согласно современным представлениям, нейтрофилы - это достаточно короткоживущие лейкоциты: после выхода из костного мозга среднее время жизни нейтрофилов составляет 4-5 дней. В течение этого времени нейтрофилы выходят из костного мозга, созревают и стареют. Старение нейтрофилов сопровождается увеличением экспрессии рецептора хемокинов CXCR4, что приводит к миграции нейтрофилов обратно в костный мозг, печень и другие органы, где они подвергаются апоптозу и фагоцитируются макрофагами. Апоптоз - крайне важный и сложно регулируемый этап в жизненном цикле нейтрофилов, поскольку слишком быстрая и массовая смерть нейтрофилов приведет к нейтропении и подверженности организма инфекциям, а излишне долгая жизнь - наоборот, может вызвать затяжное и слабо контролируемое воспаление.According to modern concepts, neutrophils are fairly short-lived leukocytes: after leaving the bone marrow, the average lifetime of neutrophils is 4-5 days. During this time, neutrophils are released from the bone marrow, mature and age. Aging of neutrophils is accompanied by an increase in the expression of the CXCR4 chemokine receptor, which leads to migration of neutrophils back to the bone marrow, liver and other organs, where they undergo apoptosis and are phagocytosed by macrophages. Apoptosis is an extremely important and difficultly regulated stage in the life cycle of neutrophils, since too rapid and massive death of neutrophils will lead to neutropenia and the organism's susceptibility to infections, and an unnecessarily long life, on the contrary, can cause prolonged and poorly controlled inflammation.

Инертный газ ксенон влияет на наиболее значимые и чувствительные маркеры системного воспалительного ответа, которыми являются молекулы CD11b и CD66b, находящиеся во внутриклеточных гранулах нейтрофилов. CD11b взаимодействует с рецепторами ICAM-1 на эндотелиальных клетках, что обеспечивает адгезию нейтрофилов и последующую их миграцию через эндотелиальный барьер к очагу воспаления [Parkos, A. Interaction of Neutrophils With Epithelial Cells: Lessons From the Intestine / A. Parkos, P. Colgan, J.L. Madara // J Am Soc Nephrol. - 1994. -Vol.5, №2. - P. 138-152].The inert gas xenon affects the most significant and sensitive markers of the systemic inflammatory response, which are the CD11b and CD66b molecules located in the intracellular granules of neutrophils. CD11b interacts with ICAM-1 receptors on endothelial cells, which ensures the adhesion of neutrophils and their subsequent migration through the endothelial barrier to the inflammation focus [Parkos, A. Interaction of Neutrophils With Epithelial Cells: Lessons From the Intestine / A. Parkos, P. Colgan, JL Madara // J Am Soc Nephrol. - 1994. -Vol.5, No. 2. - P. 138-152].

Сущность заявляемого способа состоит в том, что при воздействии ксенона наблюдается снижение экспрессии CD11b и CD66b на поверхности мембраны нейтрофилов, следствием чего является снижение избыточной активности нейтрофилов (гипервоспаление) у пациентов с критическими состояниями, сопровождающимися системным воспалительным ответом. Таким образом, лечебный эффект достигается за счет оптимизации воспалительной активности нейтрофилов и восстановления их способности к спонтанному апоптозу.The essence of the proposed method is that when exposed to xenon, there is a decrease in the expression of CD11b and CD66b on the surface of the membrane of neutrophils, which results in a decrease in excessive activity of neutrophils (hyperinflammation) in patients with critical conditions accompanied by a systemic inflammatory response. Thus, the therapeutic effect is achieved by optimizing the inflammatory activity of neutrophils and restoring their ability to spontaneously apoptosis.

Активация нейтрофилов - одна из стадий развития воспаления, при которой под действием внешних сигналов у нейтрофилов наблюдаются морфологические и физиологические изменения (уплощение, дегрануляция, миграция, секреция цитокинов, окислительный взрыв и другие). Чувствительными маркерами активации и дегрануляции являются молекулы CD11b и CD66b, которые находятся во внутриклеточных гранулах нейтрофилов [Schmidt, Т. CD66b overexpression and homotypic aggregation of human peripheral blood neutrophils after activation by a gram-positive stimulus / T. Schmidt, J.

Figure 00000001
, T.
Figure 00000002
, K. Brandenburg, A.L. Reiners, J. Zinserling, N. Schnitzler // J. Leukoc. Biol. - 2012. - Vol.91, №5. - P. 791-802. DOI: 10.1189/jlb.0911483 Muller, K.A. Leukocyte activation in sepsis; correlations with disease state and mortality / K.A. Muller, J.E. Tulleken, J.G. Zijlstra, W. Sluiter, J. Hermans et al // Intensive Care Med. - 2000. - Vol.26, №7. - P. 883-892].Neutrophil activation is one of the stages of inflammation development, in which, under the action of external signals, neutrophils undergo morphological and physiological changes (flattening, degranulation, migration, cytokine secretion, oxidative burst, and others). Sensitive markers of activation and degranulation are the CD11b and CD66b molecules, which are located in the intracellular granules of neutrophils [Schmidt, T. CD66b overexpression and homotypic aggregation of human peripheral blood neutrophils after activation by a gram-positive stimulus / T. Schmidt, J.
Figure 00000001
, T.
Figure 00000002
, K. Brandenburg, AL Reiners, J. Zinserling, N. Schnitzler // J. Leukoc. Biol. - 2012. - Vol.91, No. 5. - P. 791-802. DOI: 10.1189 / jlb.0911483 Muller, KA Leukocyte activation in sepsis; correlations with disease state and mortality / KA Muller, JE Tulleken, JG Zijlstra, W. Sluiter, J. Hermans et al // Intensive Care Med. - 2000. - Vol.26, №7. - P. 883-892].

Преимуществом заявляемого способа, по сравнению с известными, является лечебное воздействие наркоза газовой смесью в составе: ксенон - 30 об. %, кислород - не более 40 об. %, остальное - азот, по закрытому контуру на наркозном аппарате «КСЕНА» позволяющее нивелировать влияние патогенных факторов в виде чрезмерной активации нейтрофилов на фоне системного воспалительного ответа.The advantage of the proposed method, in comparison with the known, is the therapeutic effect of anesthesia with a gas mixture consisting of: xenon - 30 vol. %, oxygen - no more than 40 vol. %, the rest is nitrogen, in a closed circuit on the "XENA" anesthesia machine, which makes it possible to neutralize the influence of pathogenic factors in the form of excessive activation of neutrophils against the background of a systemic inflammatory response.

Для экспериментальной оценки противовоспалительных свойств ксенона использован апробированный в практической медицине режим воздействия [Буров Н.Е., Потапов В.Н., Макеев Г.Н. Ксенон в анестезиологии: Клинико-экспериментальные исследования / М.: Пульс, 2000 г. - 291 с. - ISBN 5-93486-006-2 Молчанов И.В., Николаев Л.Л Применение ксенона в медицине. (Материалы международной научно-практической конференции Кишинев республика Молдова ст.12-13 2019 т)].For an experimental assessment of the anti-inflammatory properties of xenon, a mode of action tested in practical medicine was used [Burov NE, Potapov VN, Makeev GN. Xenon in anesthesiology: Clinical and experimental research / M .: Pulse, 2000 - 291 p. - ISBN 5-93486-006-2 Molchanov IV, Nikolaev LL Application of xenon in medicine. (Materials of the international scientific-practical conference Chisinau, Republic of Moldova, article 12-13 2019 t)].

Указанный терапевтический эффект был обнаружен авторами заявляемого способа на примере максимально приближенном к клинической картине возникновения гиперактивации нейтрофилов у пациентов с критическими состояниями путем инкубации взвеси нейтрофилов с липополисахаридом (ЛПС) в дозе 200 нг/мл в течение 22 часов в питательной среде.The specified therapeutic effect was found by the authors of the proposed method using an example as close as possible to the clinical picture of the occurrence of neutrophil hyperactivation in critically ill patients by incubating a suspension of neutrophils with lipopolysaccharide (LPS) at a dose of 200 ng / ml for 22 hours in a nutrient medium.

Заявляемый способ снижения воспалительной гиперактивации нейтрофилов с помощью ингаляционного введения ксенона в дозе 30 об. % в течение 60 минут имеет высокую практическую значимость, поскольку клиницисты в своей работе могут рассчитывать на коррекцию гиперактивации нейтрофилов у пациентов с критическими состояниями, сопровождающимися системным воспалительным ответом. Более того, предложенный способ можно успешно использовать при проведении неотложных мероприятий в условиях машин скорой медицинской помощи.The inventive method for reducing inflammatory hyperactivation of neutrophils using inhalation of xenon at a dose of 30 vol. % within 60 minutes is of high practical importance, since clinicians in their work can count on the correction of neutrophil hyperactivation in critically ill patients accompanied by a systemic inflammatory response. Moreover, the proposed method can be successfully used when carrying out emergency measures in an ambulance.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

На фиг. 1 представлена диаграмма, отражающая изменение уровня экспрессии CD1 lb и CD66b нейтрофилами в результате действия ЛПС 200 нг/мл и ксенона.FIG. 1 is a diagram showing the change in the expression level of CD1 lb and CD66b by neutrophils as a result of the action of LPS 200 ng / ml and xenon.

На фиг. 2 представлена диаграмма, отражающая результаты исследования действия ЛПС 200 нг/мл до наркоза ксеноном и после наркоза ксеноном (60 минут 30 об. %) на уровень апоптоза и некроза нейтрофилов человека.FIG. 2 shows a diagram showing the results of a study of the effect of LPS 200 ng / ml before xenon anesthesia and after xenon anesthesia (60 minutes 30 vol.%) On the level of apoptosis and necrosis of human neutrophils.

Описание процедуры экспериментаDescription of the experiment procedure

В эксперименте было использовано 20 образцов сыворотки крови от 10 практически здоровых доноров (10 образцов сыворотки крови забирали у доноров до ингаляции ксенона и 10 образцов сыворотки крови забирали у этих же доноров после ингаляции ксенона). Здоровым добровольцам в условиях стационара был проведен сеанс ингаляционной анестезии газовой смесью, содержащей ксенон по закрытому контуру на наркозном аппарате «КСЕНА» (ксенон - 30 об. %, кислород - не более 40 об. %, остальное - азот). Длительность анестезии у всех пациентов составила 60 минут. Течение анестезии во всех случаях было гладким, гемодинамика пациентов стабильная.In the experiment, 20 blood serum samples from 10 practically healthy donors were used (10 blood serum samples were taken from donors before xenon inhalation and 10 blood serum samples were taken from the same donors after xenon inhalation). Healthy volunteers underwent a session of inhalation anesthesia in a hospital with a gas mixture containing xenon in a closed circuit on the XENA anesthesia machine (xenon - 30 vol.%, Oxygen - no more than 40 vol.%, The rest - nitrogen). The duration of anesthesia in all patients was 60 minutes. The course of anesthesia in all cases was smooth, the hemodynamics of the patients were stable.

Используемая авторами схема эксперимента in vitro общепринята на сегодняшний день и предусматривает активацию нейтрофилов ЛПС (компонентом клеточной стенки грамм-отрицательных бактерий) в дозе 200 нг/мл, которая оценивается по уровню экспрессии молекул CD11b и CD66b. Выбранная модель в полной мере моделирует процессы, происходящие в организме пациента с критическими состояниями, сопровождающимися системным воспалительным ответом, т.е. является адекватной моделью, предусматривающей достижение заявленного технического результата, обусловленного ингаляцией ксенона.The scheme of the in vitro experiment used by the authors is generally accepted today and provides for the activation of neutrophils by LPS (a component of the cell wall of gram-negative bacteria) at a dose of 200 ng / ml, which is estimated by the level of expression of the CD11b and CD66b molecules. The chosen model fully simulates the processes occurring in the body of a patient with critical conditions, accompanied by a systemic inflammatory response, i.e. is an adequate model providing for the achievement of the claimed technical result due to inhalation of xenon.

Нейтрофилы здоровых доноров после ингаляционной анестезии газовой смесью, содержащей ксенон, продолжительностью 60 минут были выделены по следующей методике: гепаринизированную венозную кровь смешивали с 5% раствором декстрана Т-500 (Pharmacosmos, Дания) в PBS в соотношении 4:1 (т.е. до конечной концентрации декстрина 1%) и оставляли при комнатной температуре на 30 минут для пассивного осаждения эритроцитов. Верхний слой плазмы (обогащенный лейкоцитами и лишенный эритроцитов) наслаивали на Фиколл (ПанЭко, Россия) с плотностью 1.077 г/мл и центрифугировали при комнатной температуре при 400g, 30 минут в центрифуге с отключенным режимом торможения. Затем удаляли супернатант и все дальнейшие процедуры проводили на льду и с использованием охлажденных растворов. Удаление примесных эритроцитов проводили с помощью ресуспендирования осадка в 2 мл деионизованной стерильной воды в течение 45 секунд, а затем добавляли 2 мл 2-х кратного PBS для восстановления тоничности. Центрифугировали при 200g, +4°С, 10 минут. Осажденные нейтрофилы промывали PBS и ресуспендировали в культуральной среде (RPMI-1640+10% FBS). Чистоту популяции нейтрофилов (95%) оценивали по прямому и боковому светорассеиванию с помощью проточной цитометрии.Neutrophils from healthy donors after inhalation anesthesia with a gas mixture containing xenon for 60 minutes were isolated according to the following procedure: heparinized venous blood was mixed with 5% T-500 dextran solution (Pharmacosmos, Denmark) in PBS in a ratio of 4: 1 (i.e. to a final dextrin concentration of 1%) and left at room temperature for 30 minutes for passive sedimentation of erythrocytes. The upper plasma layer (enriched with leukocytes and devoid of erythrocytes) was layered on Ficoll (PanEco, Russia) with a density of 1.077 g / ml and centrifuged at room temperature at 400g for 30 minutes in a centrifuge with the inhibition mode turned off. Then the supernatant was removed and all further procedures were carried out on ice and using chilled solutions. Removal of contaminated erythrocytes was performed by resuspending the sediment in 2 ml of deionized sterile water for 45 seconds, and then adding 2 ml of 2x PBS to restore tonicity. It was centrifuged at 200g, + 4 ° C, 10 minutes. The precipitated neutrophils were washed with PBS and resuspended in culture medium (RPMI-1640 + 10% FBS). The purity of the neutrophil population (95%) was assessed by forward and lateral light scattering using flow cytometry.

Активацию нейтрофилов (дегрануляцию) оценивали по увеличению на поверхности клеток молекул CD lib, CD66b (компоненты мембран специфических, желатиназных и четвертичных гранул) после инкубации их с ЛПС в дозе 200 нг/мл в течение 30 минут при 37°С, затем добавляли 2,5 мкл антител к CD lib, CD66b, CD63 конъюгированных с флуоресцентным красителем FITC (ThermoFisher, США), и оставляли на 30 минут во льду. Затем анализировали не менее 50 тысяч клеток с помощью проточного цитофлуориметра Beckman Coulter CytoFLEX.Neutrophil activation (degranulation) was assessed by the increase on the cell surface of CD lib, CD66b molecules (membrane components of specific, gelatinase and quaternary granules) after their incubation with LPS at a dose of 200 ng / ml for 30 minutes at 37 ° C, then 2, 5 μl of antibodies to CD lib, CD66b, CD63 conjugated with a fluorescent dye FITC (ThermoFisher, USA), and left for 30 minutes on ice. Then, at least 50 thousand cells were analyzed using a Beckman Coulter CytoFLEX flow cytometer.

Уровень апоптоза и некроза нейтрофилов оценивали по окраске аннексии V- положительных и пропидий иодид-отрицательных клеток по следующей методике. Нейтрофилы доноров инкубировали с ЛПС в дозе 200 нг/мл в течение 22 часов при 37°С в увлажненном CCh-инкубаторе. Затем клетки центрифугировали при 400 g в течение 5 минут и ресуспендировали осадок в 70 мкл буфера (10 мМ HEPES, 120 мМ NaCl, 2,5 мМ CaCl2, pH=7,4). К каждой пробе добавляли 2,5 мкл аннексина V, конъюгированного с флуоресцентным красителем FITC (ThermoFisher, США), и оставляли на 25 минут при +37°С. Далее добавляли иодид пропидия до конечной концентрации 5 мкг/мл, инкубировали еще 5 минут, после чего анализировали не менее 50 тысяч клеток с помощью проточного цитофлуориметра Beckman Coulter CytoFLEX.The level of apoptosis and necrosis of neutrophils was assessed by the staining of the annexation of V-positive and propidium iodide-negative cells according to the following method. Donor neutrophils were incubated with LPS at a dose of 200 ng / ml for 22 hours at 37 ° C in a humidified CCh incubator. Then the cells were centrifuged at 400 g for 5 minutes and the pellet was resuspended in 70 μl of buffer (10 mM HEPES, 120 mM NaCl, 2.5 mM CaCl 2 , pH = 7.4). To each sample, 2.5 μl of annexin V conjugated with the fluorescent dye FITC (ThermoFisher, USA) was added and left for 25 minutes at + 37 ° C. Then propidium iodide was added to a final concentration of 5 μg / ml, incubated for another 5 minutes, after which at least 50 thousand cells were analyzed using a Beckman Coulter CytoFLEX flow cytometer.

В проведенном эксперименте уровень экспрессии CD11b на поверхности интактных нейтрофилов здоровых доноров до ингаляции ксенона принимали за 100% относительно уровня флуоресценции. Провоспалительная стимуляции ЛПС в дозе 200 нг/мл в среднем в 4,5 раза (р<0,001) увеличивала экспрессию CD1 lb на поверхности ранее интактных нейтрофилов. После наркоза ксеноном 30 об. % в течение 60 минут и стимуляции ЛПС в дозе 200 нг/мл экспрессия CD11b на поверхности нейтрофилов увеличивалась только в 1,8 раза (р<0,05 - при сравнении с группой, где проводили стимуляцию ЛПС, но не проводили ингаляцию ксенона).In this experiment, the level of expression of CD11b on the surface of intact neutrophils from healthy donors before inhalation of xenon was taken as 100% relative to the level of fluorescence. Pro-inflammatory stimulation of LPS at a dose of 200 ng / ml, on average, 4.5 times (p <0.001) increased the expression of CD1 lb on the surface of previously intact neutrophils. After anesthesia with xenon 30 vol. % for 60 minutes and LPS stimulation at a dose of 200 ng / ml, the expression of CD11b on the neutrophil surface increased only 1.8 times (p <0.05 - when compared with the group where LPS stimulation was performed, but xenon was not inhaled).

Таким образом установлено что ингаляция ксенона в дозе 30 об. % в течение 60 минут более, чем в 2 раза (р<0,05) снижает способность нейтрофилов к провоспалительной активации.Thus, it has been established that inhalation of xenon at a dose of 30 vol. % within 60 minutes more than 2 times (p <0.05) reduces the ability of neutrophils to pro-inflammatory activation.

Уровень экспрессии CD66b на поверхности интактных нейтрофилов (здоровые доноры до ингаляции ксеноном) авторами также был принят за 100% относительного уровня флуоресценции. Провоспалительная стимуляции ЛПС в дозе 200 нг/мл в среднем в 1,9 раза (р=0,02) увеличивала экспрессию CD66b на поверхности нейтрофилов (фиг. 1). Совместное действие наркоза ксеноном 30 об. % в течение 60 минут и стимуляция нейтрофилов ЛПС в дозе 200 нг/мл статистически незначимо влияло на экспрессию CD1 lb на поверхности нейтрофилов (р=0,09).The level of expression of CD66b on the surface of intact neutrophils (healthy donors before inhalation with xenon) was also taken by the authors as 100% of the relative level of fluorescence. Pro-inflammatory stimulation of LPS at a dose of 200 ng / ml, on average, 1.9 times (p = 0.02) increased the expression of CD66b on the surface of neutrophils (Fig. 1). Joint action of anesthesia with xenon 30 vol. % for 60 minutes and stimulation of neutrophils with LPS at a dose of 200 ng / ml had a statistically insignificant effect on the expression of CD1 lb on the surface of neutrophils (p = 0.09).

Таким образом ингаляция ксенона в дозе 30 об. % в течение 60 минут более, чем в 2 раза (р<0,05) снижала способность нейтрофилов к провоспалительной активации.Thus, inhalation of xenon at a dose of 30 vol. % within 60 minutes more than 2 times (p <0.05) reduced the ability of neutrophils to pro-inflammatory activation.

Результаты исследования действия ЛПС 200 нг/мл до наркоза ксеноном и после наркоза ксеноном (60 минут 30 об. %) на уровень апоптоза и некроза нейтрофилов человека показали, что спонтанный апоптоз нейтрофилов через 22 часа после выделения составляет 56,7% (фиг. 2). Добавление в среду инкубации нейтрофилов ЛПС в дозе 200 нг/мл уменьшало количество нейтрофилов, которые подвергались спонтанному апоптозу до 22,4%. Таким образом, апоптоз нейтрофилов под влиянием ЛПС уменьшался на 60% (р<0,05), что в клинических условиях способствует генерализации воспаления, а также его бесконтрольному течению.The results of a study of the effect of LPS 200 ng / ml before xenon anesthesia and after xenon anesthesia (60 minutes 30 vol.%) On the level of apoptosis and necrosis of human neutrophils showed that spontaneous apoptosis of neutrophils 22 hours after isolation is 56.7% (Fig. 2 ). The addition of LPS neutrophils to the incubation medium at a dose of 200 ng / ml reduced the number of neutrophils that underwent spontaneous apoptosis to 22.4%. Thus, the apoptosis of neutrophils under the influence of LPS decreased by 60% (p <0.05), which in clinical conditions contributes to the generalization of inflammation, as well as its uncontrolled course.

Ингаляция ксенона в дозе 30 об. % в течение 60 минут почти в 2 раза - до 41% увеличивала спонтанный апоптоз нейтрофилов (р<0,05). Результаты исследования четко показали, что использование ЛПС резко снижает спонтанный апоптоз нейтрофилов и способствует формированию условий для поддержания воспаления, а применение ксенона оказывает противовоспалительный эффект и приводит к разрешению воспаления.Inhalation of xenon at a dose of 30 vol. % within 60 minutes almost 2 times - up to 41% increased spontaneous apoptosis of neutrophils (p <0.05). The results of the study clearly showed that the use of LPS dramatically reduces the spontaneous apoptosis of neutrophils and contributes to the formation of conditions for the maintenance of inflammation, while the use of xenon has an anti-inflammatory effect and leads to the resolution of inflammation.

Таким образом, ингаляция ксенона в дозе 30 об. % в течение 60 минут предотвращая чрезмерную активацию нейтрофилов и корректируя их апоптоз, обладает противовоспалительным эффектом, способствуя снижению вероятности развития системной воспалительной реакции у больных при критических состояниях.Thus, inhalation of xenon at a dose of 30 vol. % within 60 minutes, preventing excessive activation of neutrophils and correcting their apoptosis, has an anti-inflammatory effect, helping to reduce the likelihood of developing a systemic inflammatory reaction in critically ill patients.

Claims (1)

Способ снижения воспалительной гиперактивации нейтрофилов, включающий ингаляцию газовой смесью: ксенон 30 об. %, кислород не более 40 об. %, остальное - азот, по закрытому контуру длительностью 60 минут.A method for reducing inflammatory hyperactivation of neutrophils, including inhalation with a gas mixture: xenon 30 vol. %, oxygen no more than 40 vol. %, the rest is nitrogen, in a closed circuit with a duration of 60 minutes.
RU2020141880A 2020-12-17 2020-12-17 Method for reducing inflammatory hyperactivation of neutrophils RU2758536C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020141880A RU2758536C1 (en) 2020-12-17 2020-12-17 Method for reducing inflammatory hyperactivation of neutrophils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020141880A RU2758536C1 (en) 2020-12-17 2020-12-17 Method for reducing inflammatory hyperactivation of neutrophils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2758536C1 true RU2758536C1 (en) 2021-10-29

Family

ID=78466519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020141880A RU2758536C1 (en) 2020-12-17 2020-12-17 Method for reducing inflammatory hyperactivation of neutrophils

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2758536C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2789004C1 (en) * 2022-04-27 2023-01-26 Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение "Федеральный Научно-Клинический Центр Реаниматологии И Реабилитологии" (Фнкц Рр) Method for increasing the level of consciousness of patients with prolonged impairment of consciousness after traumatic brain injury

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080031971A1 (en) * 2003-10-21 2008-02-07 Aga Ab Use Of Xenon For The Prevention Of Programmed Cell Death
US20090252816A1 (en) * 2003-07-30 2009-10-08 Air Liquide Sante (Inrternational) Inhalable Gaseous Medicament Based On Xenon And Nitrous Oxide
WO2014057179A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-17 L'air Liquide,Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Use of xenon to prevent or treat the neurological consequences of a septic shock
RU2716492C1 (en) * 2019-05-14 2020-03-12 Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение "Федеральный Научно-Клинический Центр Реаниматологии И Реабилитологии" (Фнкц Рр) Method of controlling neutrophil activation in in vitro model

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090252816A1 (en) * 2003-07-30 2009-10-08 Air Liquide Sante (Inrternational) Inhalable Gaseous Medicament Based On Xenon And Nitrous Oxide
US20080031971A1 (en) * 2003-10-21 2008-02-07 Aga Ab Use Of Xenon For The Prevention Of Programmed Cell Death
WO2014057179A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-17 L'air Liquide,Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Use of xenon to prevent or treat the neurological consequences of a septic shock
RU2716492C1 (en) * 2019-05-14 2020-03-12 Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение "Федеральный Научно-Клинический Центр Реаниматологии И Реабилитологии" (Фнкц Рр) Method of controlling neutrophil activation in in vitro model

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PING JIA et al. Xenon Protects Against Septic Acute Kidney Injury via miR-21 Target Signaling Pathway. Crit Care Med 2015 Jul;43(7):e250-9. doi: 10.1097/CCM.0000000000001001. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794568C1 (en) * 2022-03-25 2023-04-21 Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение "Федеральный Научно-Клинический Центр Реаниматологии И Реабилитологии" (Фнкц Рр) Method for suppressing excessive neutrophil activation in an ex vivo model
RU2789004C1 (en) * 2022-04-27 2023-01-26 Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение "Федеральный Научно-Клинический Центр Реаниматологии И Реабилитологии" (Фнкц Рр) Method for increasing the level of consciousness of patients with prolonged impairment of consciousness after traumatic brain injury

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Clohisy et al. NF‐kB signaling blockade abolishes implant particle‐induced osteoclastogenesis
US7615211B2 (en) CD70 inhibition for the treatment and prevention of inflammatory bowel disease
US8591956B2 (en) Method of increasing immunological effect
JP2022095884A (en) Pharmaceutical composition for preventing or treating rheumatoid arthritis comprising isolated mitochondria
AU2014244744A1 (en) Pharmaceutical composition for inhibiting immune response through inducing differentiation into regulator T cells and promoting proliferation of regulator T cells
US7528107B2 (en) Methods of treating inflammation in mammalian tissues comprising administering human alpha-defensins
Paquet et al. Would cyclosporin A be beneficial to mitigate drug-induced toxic epidermal necrolysis?
JP2011225593A (en) Composition for reducing postoperative complication of cardiopulmonary bypass (cpb) surgery
US20230158112A1 (en) Targeting gamma-delta T Cells in Obesity and Cachexia
US20020150582A1 (en) Method of treating or inhibiting cellular injury or cell death
Wei et al. The NLRP3 inflammasome regulates corneal allograft rejection through enhanced phosphorylation of STAT3
JP2016523913A (en) Treatment and diagnosis of eye diseases
JP2000515111A (en) Factors for enhancing endogenous production of cytokines and hematopoietic factors and methods of using the same
US20080260644A1 (en) Chloride transport upregulation for the treatment of traumatic brain injury
JP2006518393A (en) Estradiol metabolites for the treatment of pulmonary hypertension
RU2758536C1 (en) Method for reducing inflammatory hyperactivation of neutrophils
RU2742417C1 (en) Regulator of neutrophil activation
JP7041961B2 (en) Small molecule-mediated recovery of airway surface physiology in human cystic fibrosis lung epithelium
MXPA04007192A (en) The use of melagatran for the manufacture of a medicament for the treatment of type 1 diabetes mellitus.
EP1261364A1 (en) Method of treating or inhibiting cellular injury or cell death
JPH02209812A (en) Pharmaceutical composition for treating psoriasis
JP7246094B2 (en) activity regulator
WO2018137701A1 (en) Pharmaceutical composition targeting cxcr7 and method
KR20170008058A (en) Compositions comprising nanoparticle-protein complex based on vitreous as an active ingredient for inhibiting angiogenesis, and uses thereof
US20210389302A1 (en) Methods and systems for screening therapeutic compositions for treating age-related macular degeneration