RU2786322C1 - Способ предотвращения развития инфаркта миокарда мышей с меланомой, развившейся на фоне хронической нейрогенной боли - Google Patents
Способ предотвращения развития инфаркта миокарда мышей с меланомой, развившейся на фоне хронической нейрогенной боли Download PDFInfo
- Publication number
- RU2786322C1 RU2786322C1 RU2022112315A RU2022112315A RU2786322C1 RU 2786322 C1 RU2786322 C1 RU 2786322C1 RU 2022112315 A RU2022112315 A RU 2022112315A RU 2022112315 A RU2022112315 A RU 2022112315A RU 2786322 C1 RU2786322 C1 RU 2786322C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mitochondrial
- mitochondria
- melanoma
- mice
- heart
- Prior art date
Links
- 206010025650 Malignant melanoma Diseases 0.000 title claims abstract description 31
- 201000001441 melanoma Diseases 0.000 title claims abstract description 31
- 230000001684 chronic Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 208000004296 Neuralgia Diseases 0.000 title claims abstract description 21
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 208000010125 Myocardial Infarction Diseases 0.000 title claims abstract description 13
- 210000003470 Mitochondria Anatomy 0.000 claims abstract description 61
- 230000002438 mitochondrial Effects 0.000 claims abstract description 53
- 210000002216 Heart Anatomy 0.000 claims abstract description 32
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 claims abstract description 25
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 12
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 11
- 241000700159 Rattus Species 0.000 claims abstract description 8
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 7
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims abstract description 4
- 210000004881 tumor cells Anatomy 0.000 claims abstract description 4
- 210000001991 Scapula Anatomy 0.000 claims abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 description 26
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 23
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 17
- 210000004165 Myocardium Anatomy 0.000 description 13
- 208000003269 Mitochondrial Disease Diseases 0.000 description 12
- 210000004413 Myocytes, Cardiac Anatomy 0.000 description 11
- 210000002317 cardiac myocyte Anatomy 0.000 description 11
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 9
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 9
- 230000001225 therapeutic Effects 0.000 description 9
- 210000004940 Nucleus Anatomy 0.000 description 8
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 8
- 230000004065 mitochondrial dysfunctions Effects 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000002107 myocardial Effects 0.000 description 6
- 210000002808 Connective Tissue Anatomy 0.000 description 5
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 5
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 5
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 5
- 230000000302 ischemic Effects 0.000 description 5
- 230000004898 mitochondrial function Effects 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 210000004556 Brain Anatomy 0.000 description 4
- 210000004185 Liver Anatomy 0.000 description 4
- 206010028851 Necrosis Diseases 0.000 description 4
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 4
- 230000000735 allogeneic Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000001815 biotherapy Methods 0.000 description 4
- 230000022534 cell killing Effects 0.000 description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 201000010238 heart disease Diseases 0.000 description 4
- 230000013632 homeostatic process Effects 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 4
- 230000001575 pathological Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- KGAGDPCLSPRTNF-RGCQKQKKSA-N (6aS,11bR)-7,11b-dihydro-6H-indeno[2,1-c]chromene-3,4,6a,9,10-pentol;2',4',5',7'-tetrabromo-3',6'-dihydroxyspiro[2-benzofuran-3,9'-xanthene]-1-one Chemical compound C12=CC(O)=C(O)C=C2C[C@]2(O)[C@H]1C1=CC=C(O)C(O)=C1OC2.O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC(Br)=C(O)C(Br)=C1OC1=C(Br)C(O)=C(Br)C=C21 KGAGDPCLSPRTNF-RGCQKQKKSA-N 0.000 description 3
- 230000002407 ATP formation Effects 0.000 description 3
- 229960001456 Adenosine Triphosphate Drugs 0.000 description 3
- ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-N Adenosine triphosphate Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 3
- 208000008787 Cardiovascular Disease Diseases 0.000 description 3
- 210000004351 Coronary Vessels Anatomy 0.000 description 3
- 210000000805 Cytoplasm Anatomy 0.000 description 3
- 210000004698 Lymphocytes Anatomy 0.000 description 3
- 210000000350 MC(T) Anatomy 0.000 description 3
- 206010027476 Metastasis Diseases 0.000 description 3
- 229920000460 Mitochondrial DNA Polymers 0.000 description 3
- 108020005196 Mitochondrial DNA Proteins 0.000 description 3
- 210000003205 Muscles Anatomy 0.000 description 3
- 206010063837 Reperfusion injury Diseases 0.000 description 3
- 230000003915 cell function Effects 0.000 description 3
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 description 3
- 210000003701 histiocyte Anatomy 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000000877 morphologic Effects 0.000 description 3
- 210000000056 organs Anatomy 0.000 description 3
- 239000003642 reactive oxygen metabolite Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 3
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 3
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 2
- 206010059512 Apoptosis Diseases 0.000 description 2
- 206010003119 Arrhythmia Diseases 0.000 description 2
- 210000002565 Arterioles Anatomy 0.000 description 2
- 206010007521 Cardiac arrhythmias Diseases 0.000 description 2
- ACTIUHUUMQJHFO-UPTCCGCDSA-N Coenzyme Q10 Chemical compound COC1=C(OC)C(=O)C(C\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CCC=C(C)C)=C(C)C1=O ACTIUHUUMQJHFO-UPTCCGCDSA-N 0.000 description 2
- 206010012601 Diabetes mellitus Diseases 0.000 description 2
- 210000004177 Elastic Tissue Anatomy 0.000 description 2
- 210000003979 Eosinophils Anatomy 0.000 description 2
- 206010016654 Fibrosis Diseases 0.000 description 2
- 206010018987 Haemorrhage Diseases 0.000 description 2
- 210000004072 Lung Anatomy 0.000 description 2
- 210000004536 Mitochondria, Heart Anatomy 0.000 description 2
- 210000000329 Myocytes, Smooth Muscle Anatomy 0.000 description 2
- 206010030113 Oedema Diseases 0.000 description 2
- 210000003463 Organelles Anatomy 0.000 description 2
- 108010026552 Proteome Proteins 0.000 description 2
- 229960002477 Riboflavin Drugs 0.000 description 2
- AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N Riboflavin Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 2
- AUNGANRZJHBGPY-OUCADQQQSA-N Riboflavin Natural products OC[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-OUCADQQQSA-N 0.000 description 2
- 210000003497 Sciatic Nerve Anatomy 0.000 description 2
- 210000000952 Spleen Anatomy 0.000 description 2
- 210000000264 Venules Anatomy 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 2
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 2
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 2
- 230000003115 biocidal Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 2
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 2
- 230000001413 cellular Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 235000017471 coenzyme Q10 Nutrition 0.000 description 2
- 230000001808 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 230000034994 death Effects 0.000 description 2
- 230000002327 eosinophilic Effects 0.000 description 2
- 230000004761 fibrosis Effects 0.000 description 2
- 230000002068 genetic Effects 0.000 description 2
- JGPMMRGNQUBGND-UHFFFAOYSA-N idebenone Chemical compound COC1=C(OC)C(=O)C(CCCCCCCCCCO)=C(C)C1=O JGPMMRGNQUBGND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960004135 idebenone Drugs 0.000 description 2
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 2
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007928 intraperitoneal injection Substances 0.000 description 2
- 230000003211 malignant Effects 0.000 description 2
- 210000004962 mammalian cells Anatomy 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000010852 mitochondrial transfer Methods 0.000 description 2
- 210000000663 muscle cells Anatomy 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 230000004202 respiratory function Effects 0.000 description 2
- 235000019192 riboflavin Nutrition 0.000 description 2
- 239000002151 riboflavin Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000004083 survival Effects 0.000 description 2
- 230000004614 tumor growth Effects 0.000 description 2
- MEJYXFHCRXAUIL-UHFFFAOYSA-N 2-[carbamimidoyl(methyl)amino]acetic acid;hydrate Chemical compound O.NC(=N)N(C)CC(O)=O MEJYXFHCRXAUIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000577 Adipose Tissue Anatomy 0.000 description 1
- 229940064005 Antibiotic throat preparations Drugs 0.000 description 1
- 229940083879 Antibiotics FOR TREATMENT OF HEMORRHOIDS AND ANAL FISSURES FOR TOPICAL USE Drugs 0.000 description 1
- 229940042052 Antibiotics for systemic use Drugs 0.000 description 1
- 229940042786 Antitubercular Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 206010004173 Basophilia Diseases 0.000 description 1
- 210000004204 Blood Vessels Anatomy 0.000 description 1
- 206010007554 Cardiac failure Diseases 0.000 description 1
- 206010007572 Cardiac hypertrophy Diseases 0.000 description 1
- 208000005846 Cardiomyopathy Diseases 0.000 description 1
- 210000004534 Cecum Anatomy 0.000 description 1
- 210000000170 Cell Membrane Anatomy 0.000 description 1
- 210000002421 Cell Wall Anatomy 0.000 description 1
- 229960005091 Chloramphenicol Drugs 0.000 description 1
- WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N Chloramphenicol Chemical compound ClC(Cl)C(=O)N[C@H](CO)[C@H](O)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N 0.000 description 1
- 210000003483 Chromatin Anatomy 0.000 description 1
- 108010077544 Chromatin Proteins 0.000 description 1
- 208000000094 Chronic Pain Diseases 0.000 description 1
- 208000010354 Coenzyme Q10 Deficiency Diseases 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 210000001608 Connective Tissue Cells Anatomy 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 229960004826 Creatine Monohydrate Drugs 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-KAZBKCHUSA-N D-Mannitol Natural products OC[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KAZBKCHUSA-N 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N D-sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229940120124 Dichloroacetate Drugs 0.000 description 1
- 102000016942 Elastin Human genes 0.000 description 1
- 108010014258 Elastin Proteins 0.000 description 1
- 206010014961 Eosinophilic myocarditis Diseases 0.000 description 1
- 210000001723 Extracellular Space Anatomy 0.000 description 1
- 210000004907 Glands Anatomy 0.000 description 1
- 229940093922 Gynecological Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- JKMHFZQWWAIEOD-UHFFFAOYSA-N HEPES Chemical compound OCC[NH+]1CCN(CCS([O-])(=O)=O)CC1 JKMHFZQWWAIEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007995 HEPES buffer Substances 0.000 description 1
- 206010018852 Haematoma Diseases 0.000 description 1
- 206010019280 Heart failure Diseases 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 1
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 1
- 206010061255 Ischaemia Diseases 0.000 description 1
- 210000003734 Kidney Anatomy 0.000 description 1
- 201000000639 Leber hereditary optic neuropathy Diseases 0.000 description 1
- 210000000265 Leukocytes Anatomy 0.000 description 1
- 210000003712 Lysosomes Anatomy 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 1
- 210000002780 Melanosomes Anatomy 0.000 description 1
- 208000008466 Metabolic Disease Diseases 0.000 description 1
- 230000036740 Metabolism Effects 0.000 description 1
- 206010051403 Mitochondrial DNA deletion Diseases 0.000 description 1
- 102000006404 Mitochondrial Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010058682 Mitochondrial Proteins Proteins 0.000 description 1
- 210000001616 Monocytes Anatomy 0.000 description 1
- 208000003067 Myocardial Ischemia Diseases 0.000 description 1
- 210000003365 Myofibrils Anatomy 0.000 description 1
- 206010059605 Necrobiosis Diseases 0.000 description 1
- 208000003651 Necrobiotic Disorders Diseases 0.000 description 1
- 210000003666 Nerve Fibers, Myelinated Anatomy 0.000 description 1
- 206010053643 Neurodegenerative disease Diseases 0.000 description 1
- 210000000633 Nuclear Envelope Anatomy 0.000 description 1
- 208000008589 Obesity Diseases 0.000 description 1
- 208000007610 Optic Atrophy, Hereditary, Leber Diseases 0.000 description 1
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- 208000002193 Pain Diseases 0.000 description 1
- 210000002824 Peroxisome Anatomy 0.000 description 1
- 210000004011 Plasma Cells Anatomy 0.000 description 1
- 210000003314 Quadriceps Muscle Anatomy 0.000 description 1
- 210000001139 Rectus Abdominis Anatomy 0.000 description 1
- 210000000518 Sarcolemma Anatomy 0.000 description 1
- 206010039897 Sedation Diseases 0.000 description 1
- 210000000587 Skeletal Muscle Fibers Anatomy 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-GDQSFJPYSA-N Sucrose Natural products O([C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](CO)O1)[C@@]1(CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-GDQSFJPYSA-N 0.000 description 1
- 208000002847 Surgical Wound Diseases 0.000 description 1
- 210000001744 T-Lymphocytes Anatomy 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- JZRWCGZRTZMZEH-UHFFFAOYSA-N Thiamine Natural products CC1=C(CCO)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N JZRWCGZRTZMZEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940024982 Topical Antifungal Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 229940088594 Vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003268 Vitamin C Natural products 0.000 description 1
- 229940046009 Vitamin E Drugs 0.000 description 1
- 229930003427 Vitamin E Natural products 0.000 description 1
- BPICBUSOMSTKRF-UHFFFAOYSA-N Xylazine Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1NC1=NCCCS1 BPICBUSOMSTKRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001600 Xylazine Drugs 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000003213 activating Effects 0.000 description 1
- 230000001154 acute Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 210000001789 adipocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000000172 allergic Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000000111 anti-oxidant Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 1
- 238000004500 asepsis Methods 0.000 description 1
- 201000008937 atopic dermatitis Diseases 0.000 description 1
- 230000001851 biosynthetic Effects 0.000 description 1
- 238000009954 braiding Methods 0.000 description 1
- 230000003139 buffering Effects 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 1
- 210000001054 cardiac fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 201000008031 cardiomyopathy Diseases 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structures Anatomy 0.000 description 1
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 229940110767 coenzyme Q10 Drugs 0.000 description 1
- 229960005188 collagen Drugs 0.000 description 1
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- JXTHNDFMNIQAHM-UHFFFAOYSA-M dichloroacetate Chemical compound [O-]C(=O)C(Cl)Cl JXTHNDFMNIQAHM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001085 differential centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N edta Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002549 elastin Polymers 0.000 description 1
- 230000012202 endocytosis Effects 0.000 description 1
- 230000002357 endometrial Effects 0.000 description 1
- 108010021843 fluorescent protein 583 Proteins 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 244000144993 groups of animals Species 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 210000002064 heart cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 229940079866 intestinal antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 238000007912 intraperitoneal administration Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible Effects 0.000 description 1
- 235000019136 lipoic acid Nutrition 0.000 description 1
- AGBQKNBQESQNJD-UHFFFAOYSA-N lipoic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC1CCSS1 AGBQKNBQESQNJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001868 lysosomic Effects 0.000 description 1
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 1
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000001404 mediated Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000035786 metabolism Effects 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000025608 mitochondrion localization Effects 0.000 description 1
- 230000011278 mitosis Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 210000000107 myocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000001338 necrotic Effects 0.000 description 1
- 235000020824 obesity Nutrition 0.000 description 1
- 230000000771 oncological Effects 0.000 description 1
- 229940005935 ophthalmologic Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 230000010627 oxidative phosphorylation Effects 0.000 description 1
- 230000008506 pathogenesis Effects 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000006659 positive regulation of apoptotic process Effects 0.000 description 1
- 230000018338 positive regulation of fibrinolysis Effects 0.000 description 1
- 238000009101 premedication Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating Effects 0.000 description 1
- 230000016438 regulation of fat cell differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000003716 rejuvenation Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000037390 scarring Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000019491 signal transduction Effects 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 230000037327 stress response Effects 0.000 description 1
- 210000004895 subcellular structures Anatomy 0.000 description 1
- 238000007920 subcutaneous administration Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 230000001502 supplementation Effects 0.000 description 1
- 230000002522 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000035924 thermogenesis Effects 0.000 description 1
- 229960003495 thiamine Drugs 0.000 description 1
- 235000019157 thiamine Nutrition 0.000 description 1
- KYMBYSLLVAOCFI-UHFFFAOYSA-N thiamine Chemical compound CC1=C(CCO)SCN1CC1=CN=C(C)N=C1N KYMBYSLLVAOCFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011721 thiamine Substances 0.000 description 1
- 229960002663 thioctic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
- 230000002861 ventricular Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 235000019154 vitamin C Nutrition 0.000 description 1
- 239000011718 vitamin C Substances 0.000 description 1
- 150000003700 vitamin C derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 235000019165 vitamin E Nutrition 0.000 description 1
- 239000011709 vitamin E Substances 0.000 description 1
- 150000003712 vitamin E derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229930003231 vitamins Natural products 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 200000000019 wound Diseases 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной онкологии. Самцам мышей линии С57ВL/6 сначала воспроизводят хроническую нейрогенную боль. Через 2 недели подкожно под лопатку слева вводят суспензию опухолевых клеток мышиной меланомы В16/F10 в 0,5 мл физиологического раствора в разведении 1:20. Через 24 часа после перевивки меланомы В16/F10 мышам внутрибрюшинно вводят свежевыделенные митохондрии из сердца интактных крыс: 3,3 мг белка на 1 животное в 0,3 мл физиологического раствора, далее митохондриальную терапию проводят ежедневно в течение 21 дня. Изобретение предотвращает развитие инфаркта миокарда. 5 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к онкологии, а именно к экспериментальной онкологии, и может быть использовано для изучения воздействия на сердечную мышцу в эксперименте.
Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) считаются одной из основных причин смертности среди населения (см. Virani S.S., Alonso A., Benjamin E.J., Bittencourt M.S., Callaway C.W., Carson A.P., Chamberlain A.M., Chang A.R., Cheng S., Delling F.N., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2020 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 2020;141:e139-e596. doi: 10.1161/CIR.0000000000000757). В возникновении и развитии сердечных заболеваний участвуют многочисленные и сложные патологические факторы, вместе с тем, в последние годы дисфункция митохондрий была признана отличительной чертой физиопатологии сердца (см. Brown D.A., Perry J.B., Allen M.E., Sabbah H.N., Stauffer B.L., Shaikh S.R., Cleland J.G.F., Colucci W.S., Butler J., Voors A.A., et al. Expert consensus document: Mitochondrial function as a therapeutic target in heart failure. Nat. Rev. Cardiol. 2017;14:238-250. doi: 10.1038/nrcardio.2016.203; см. Bonora M., Wieckowski M.R., Sinclair D.A., Kroemer G., Pinton P., Galluzzi L. Targeting mitochondria for cardiovascular disorders: Therapeutic potential and obstacles. Nat. Rev. Cardiol. 2019;16:33-55. doi: 10.1038/s41569-018-0074-0).
Ранее на экспериментальных моделях было показано, что опухолевый процесс в сочетании с хроническим болевым синдромом приводит к поражению сердечной мышцы и инфаркту миокарда в сопряжении с нарушениями функций митохондрий (см. Frantsiyants E.M., Neskubina I.V., Shikhlyarova A.I., Yengibaryan M.A., Vashchenko L.N., Surikova E.I., Nemashkalova L.A., Kaplieva I.V., Trepitaki L.K., Bandovkina V.A., Pogorelova Y.A. Content of apoptosis factors and self-organization processes in the mitochondria of heart cells in female mice C57BL/6 under growth of melanoma b16 / f10 linked with comorbid pathology. Cardiometry. 2021. № 18. С. 121-130.). Известно, что митохондрии ответственны за длительную буферизацию Ca2+ (см. Hopper R.K., Carroll S., Aponte A.M., Johnson D.T., French S., Shen R.-F., Witzmann F.A., Harris R.A., Balaban R.S. Mitochondrial matrix phosphoproteome: Effect of extra mitochondrial calcium. Biochemistry. 2006;45:2524-2536. doi: 10.1021/bi052475e). В частности, в сердце mCa2+ выполняет важную роль не только в производстве энергии миокардом и метаболизме митохондрий, активируя чувствительные к Ca2+ дегидрогеназы (PDH, IDH, KGDH) (см. Hopper R.K., Carroll S., Aponte A.M., Johnson D.T., French S., Shen R.-F., Witzmann F.A., Harris R.A., Balaban R.S. Mitochondrial matrix phosphoproteome: Effect of extra mitochondrial calcium. Biochemistry. 2006;45:2524-2536. doi: 10.1021/bi052475e), но также в регуляции сократительной способности кардиомиоцитов (см. Cao J.L., Adaniya S.M., Cypress M.W., Suzuki Y., Kusakari Y., Jhun B.S., O-Uchi J. Role of mitochondrial Ca2+ homeostasis in cardiac muscles. Arch. Biochem. Biophys. 2019;663:276-287. doi: 10.1016/j.abb.2019.01.027). Следовательно, нарушения гомеостаза mCa 2+ (повышенные или пониженные уровня) способствуют возникновению и развитию многих ССЗ, таких как инфаркт миокарда, гипертрофия сердца, кардиомиопатии и аритмия (см. Giorgi C., Marchi S., Pinton P. The machineries, regulation and cellular functions of mitochondrial calcium. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2018;19:713-730. doi: 10.1038/s41580-018-0052-8; Modesti L., Danese A., Angela Maria Vitto V., Ramaccini D., Aguiari G., Gafà R., Lanza G., Giorgi C., Pinton P. Mitochondrial Ca2+ Signaling in Health, Disease and Therapy. Cells. 2021; 10(6): 1317. https://doi.org/10.3390/cells10061317).
Сердце - орган с высокими потребностями в энергии, следовательно, неудивительно, что митохондрии занимают 30% от общего объема кардиомиоцитов и генерируют примерно 95% аденозинтрифосфата (АТФ) в организме (см. Cao Y.-P., Zheng M. Mitochondrial dynamics and inter-mitochondrial communication in the heart. Arch. Biochem. Biophys. 2019;663:214-219. doi: 10.1016/j.abb.2019.01.017). Митохондрии распределены среди сердечных волокон и организованы в три разные подгруппы в зависимости от их функций и местоположения: субарколеммальные (под сарколеммой), перинуклеарные (вокруг ядра) и межфибриллярные (между миофибриллами) митохондрии. Межфибриллярные митохондрии являются наиболее многочисленными, и участвуют в производстве АТФ, чтобы поддерживать сокращение миоцитов, регулируя Ca 2+ для передачи сигналов во время связи возбуждения-сокращения сердца (см. Kohlhaas M., Nickel A.G., Maack C. Mitochondrial energetics and calcium coupling in the heart. J. Physiol. 2017;595:3753-3763. doi: 10.1113/JP273609; Cao J.L., Adaniya S.M., Cypress M.W., Suzuki Y., Kusakari Y., Jhun B.S., O-Uchi J. Role of mitochondrial Ca2+ homeostasis in cardiac muscles. Arch. Biochem. Biophys. 2019;663:276-287. doi: 10.1016/j.abb.2019.01.027).
Митохондрии управляют различными аспектами клеточной функции, обеспечивая необходимое поступление АТФ, регулируя передачу сигналов Ca 2+, контролируя уровни активных форм кислорода (АФК) и т.д. (см. Marchi S., Patergnani S., Missiroli S., Morciano G., Rimessi A., Wieckowski M.R., Giorgi C., Pinton P. Mitochondrial and endoplasmic reticulum calcium homeostasis and cell death. Cell Calcium. 2018;69:62-72. doi: 10.1016/j.ceca.2017.05.003; см. Рark A., Oh M., Lee S. J., Oh K. J., Lee E. W., Lee S. C., Bae K. H., Han B. S., Kim W. K. Mitochondrial Transplantation as a Novel Therapeutic Strategy for Mitochondrial Diseases. International journal of molecular sciences. 2021;22(9):4793. doi: 10.3390/ijms22094793). Митохондрии присутствуют во всех тканях и органах организма, таких как печень, сердце и мозг, которым требуется энергия (см. Van Der Bliek A.M., Sedensky M.M., Morgan P.G. Cell Biology of the Mitochondrion. Genetics. 2017;207:843-871. doi: 10.1534/genetics.117.300262). Митохондрии обладают определенной функциональной гибкостью, поскольку при необходимости могут переключаться с регуляции нормальных функций клеток на стимулирование апоптоза. Они играют центральную роль в некрозе и апоптозе.
Интересно, что, как и дифференцированные клетки, митохондрии выполняют специализированные функции, уникальные для определенных тканей. Например, митохондрии в печени в основном участвуют в биосинтетических функциях, а митохондрии в сердце или мышцах в основном производят АТФ. Кроме того, митохондрии в адипоцитах принимают активное участие в регуляции дифференцировки адипоцитов, чувствительности к инсулину и адаптивном термогенезе (см. Lee S.C., Park A., Oh K.-J., Kim W.K., Bae K.-H. The Role of Adipose Tissue Mitochondria: Regulation of Mitochondrial Function for the Treatment of Metabolic Diseases. Int. J. Mol. Sci. 2019;20:4924. doi: 10.3390/ijms20194924). Анализ митохондриального протеома, выделенного из различных тканей, таких как мозг, печень, сердце и почки крыс, показал митохондриальную гетерогенность, специализирующуюся на различных функциях присущих этим тканям. Авторы этого исследования предположили, что тканеспецифическая функция митохондрий регулируется тканеспецифичными ядерно-кодируемыми белками (см. Johnson D.T., Harris R.A., French S., Blair P.V., You J., Bemis K.G., Wang M., Balaban R.S. Tissue heterogeneity of the mammalian mitochondrial proteome. Am. J. Physiol. Physiol. 2007;292:689-C697. doi: 10.1152/ajpcell.00108.2006). Другой возможный способ модуляции специфичности митохондрий - контроль межклеточной концентрации Ca 2+. Помимо производства энергии, митохондрии участвуют в различных сигнальных путях, регулирующих поток Ca 2+ в живых клетках. Ранее предполагалось, что митохондрии по-разному контролируют поток Ca 2+ в зависимости от типа тканей. Эти данные указывают на факт существования тканеспецифичности митохондрий, которая требуют дальнейшего изучения (см. Pizzo P., Drago I., Filadi R., Pozzan T. Mitochondrial Ca2+ homeostasis: Mechanism, role, and tissue specificities. Pflügers Arch. Eur. J. Physiol. 2012;464: 3-17. doi: 10.1007/s00424-012-1122-y).
Аномалии в митохондриях нарушают основные физиологические функции, такие как производство АТФ, окислительное фосфорилирование, производство активных форм кислорода и регуляция Ca 2+. Это считается митохондриальной дисфункцией (см. Brand M.D., Nicholls D.G. Assessing mitochondrial dysfunction in cells. Biochem. J. 2011;435:297-312. doi: 10.1042/BJ20110162). Выявлено более 100 митохондриальных заболеваний, вызванных митохондриальными дефектами, включая ожирение, диабет, болезни сердца, нейродегенеративные заболевания и старение. Недавнее исследование показало, что существует клеточно-специфический ответ, вызванный дефектами митохондриальных белков или митохондриальной ДНК (мтДНК) (см. Suomalainen A., Battersby B.J. Mitochondrial diseases: The contribution of organelle stress responses to pathology. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2018; 19: 77-92. doi: 10.1038/nrm.2017.66). Вследствие этого развитие различных типов митохондриальных заболеваний зависит от тканеспецифической митохондриальной дисфункции (см. Wada J., Nakatsuka A. Mitochondrial Dynamics and Mitochondrial Dysfunction in Diabetes. Acta Med. Okayama. 2016;70:151-158; Zong W.-X., Rabinowitz J.D., White E. Mitochondria and Cancer. Mol. Cell. 2016; 61: 667-676. doi: 10.1016/j.molcel.2016.02.011).
В последние годы достижения в области молекулярных и биохимических технологий привели к лучшему пониманию митохондриальных дефектов и их механизмов как причины различных заболеваний, но методов лечения митохондриальных нарушений все еще недостаточно. Были опробованы некоторые препараты для улучшения функции митохондрий и симптомов митохондриальной дисфункции. Такие агенты, как кофермент Q10, идебенон, рибофлавин, дихлорацетат и тиамин, использовались для улучшения функции ETC, а моногидрат креатина использовался в качестве энергетического челнока для движения высокоэнергетического фосфата от митохондрий к цитоплазме. Кроме того, использовались антиоксиданты, такие как витамин C, витамин E и липоевая кислота, были протестированы в качестве добавок для выявления митохондриальных нарушений, а ряд других препаратов является предметом текущих клинических испытаний (см. Horvath R. Update on clinical aspects and treatment of selected vitamin-responsive disorders II (riboflavin and CoQ10) J. Inherit. Metab. Dis. 2012;35:679-687. doi: 10.1007/s10545-011-9434-1; Klopstock T., Metz G., Yu-Wai-Man P., Büchner B., Gallenmüller C., Bailie M., Nwali N., Griffiths P.G., Von Livonius B., Reznicek L., et al. Persistence of the treatment effect of idebenone in Leber’s hereditary optic neuropathy. Brain. 2013;136:e230. doi: 10.1093/brain/aws279; см. Potgieter M., Pretorius E., Pepper M.S. Primary and secondary coenzyme Q10 deficiency: The role of therapeutic supplementation. Nutr. Rev. 2013;71:180-188. doi: 10.1111/nure.12011; El-Hattab A.W., Zarante A.M., Almannai M., Scaglia F. Therapies for mitochondrial diseases and current clinical trials. Mol. Genet. Metab. 2017;122:1-9. doi: 10.1016/j.ymgme.2017.09.009). Однако все исследуемые агенты могут обеспечивать очень ограниченную защиту, и большинство митохондриальных заболеваний считаются необратимыми, поскольку они вызваны повреждением, например мутацией мтДНК. В связи, с чем методы лечения с использованием этих агентов имеют определенные ограничения.
Трансплантация митохондрий - это инновационная стратегия лечения митохондриальной дисфункции, позволяющая преодолеть ограничения методов лечения с использованием химических агентов. Трансплантация митохондрий направлена на перенос функциональных экзогенных митохондрий в митохондриально-дефектные клетки для восстановления или предотвращения митохондриальных заболеваний. Проще говоря, замена старого «двигателя» на новый для восстановления его работоспособности.
Впервые попытка переноса митохондрий была предпринята Кларком и Шэем. Они совместно инкубировали митохондрии, очищенные от клеток, устойчивых к хлорамфениколу и эфрапептину, и клеток млекопитающих, чувствительных к этим антибиотикам. В результате была подтверждена опосредованная митохондриями передача устойчивости к антибиотикам посредством эндоцитоза (см. Clark M.A., Shay J.W. Mitochondrial transformation of mammalian cells. Nat. Cell Biol. 1982;295:605-607. doi: 10.1038/295605a0.). Этот феномен доставки органелл к клеткам-реципиентам может быть применен к митохондриальным заболеваниям. Замена нефункциональных митохондрий в поврежденных тканях или клетках функциональными могла бы стать новым терапевтическим подходом.
Несколько исследований in vitro показали, что межклеточный перенос митохондрий происходит естественным образом. Когда DsRed-меченные митохондрии, выделенные из мезенхимальных клеток (EMC), происходящих из эндометриальных желез матки человека, были совместно инкубированы с изогенными EMC в течение 24 часов, с помощью визуализации живых флуоресцентных клеток наблюдали накопление экзогенных митохондрий в цитоплазме реципиентов (см. Kitani T., Kami D., Kawasaki T., Nakata M., Matoba S., Gojo S. Direct Human Mitochondrial Transfer: A Novel Concept Based on the Endosymbiotic Theory. Transplant. Proc. 2014;46:1233-1236. doi: 10.1016/j.transproceed.2013.11.133). В другом исследовании также было замечено, что ксеногенный перенос митохондрий, выделенных из ткани печени мыши, в клетки человека, лишенные функциональных митохондрий (клетки ρ 0), восстанавливает функцию дыхания (см. Katrangi E., D’Souza G., Boddapati S.V., Kulawiec M., Singh K.K., Bigger B., Weissig V. Xenogenic transfer of isolated murine mitochondria into human rho0 cells can improve respiratory function. Rejuvenation Res. 2007;10:561-570. doi: 10.1089/rej.2007.0575). Представленные результаты доказывают возможность лечения митохондриальных заболеваний с помощью митохондриальной трансплантации.
Терапевтический эффект трансплантации митохондрий оценивали на модели сердечного заболевания. Группа McCully продемонстрировала, что ишемия вызывает дисфункцию митохондрий и подавляет жизнеспособность клеток и восстановление функций кардиомиоцитов после реперфузии (см. Levitsky S., Laurikka J., Stewart R.D., Campos C.T., Lahey S.J., McCully J.D. Mitochondrial DNA deletions in coronary artery bypass grafting patients. Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2003;24:777-784. doi: 10.1016/S1010-7940(03)00501-3). Исследователи изолировали митохондрии из ткани, не затронутой ишемией, а затем вводили их в ишемическую зону непосредственно перед реперфузией. Это привело к значительному улучшению постишемического функционального восстановления и жизнеспособности клеток (см. McCully J.D., Cowan D.B., Pacak C.A., Toumpoulis I.K., Dayalan H., Levitsky S. Injection of isolated mitochondria during early reperfusion for cardioprotection. Am. J. Physiol. Circ. Physiol. 2009;296:H94-H105. doi: 10.1152/ajpheart.00567.2008). Продолжая работать в данном направлении, авторы сравнили локализацию митохондрий при двух способах доставки: прямая инъекция митохондрий сердечных фибробластов человека в ишемизированную ткань сердца кролика и сосудистая доставка митохондрий через коронарные артерии в начале реперфузии. Как и ожидалось, непосредственно инъецированные митохондрии были локализованы рядом с местом доставки, тогда как митохондрии, доставленные по сосудам, были обнаружены широко рассредоточенными по всему сердцу, и оба способа доставки обеспечивали кардиопротекцию от ишемии-реперфузионного повреждения (см. Cowan D.B., Yao R., Akurathi V., Snay E.R., Thedsanamoorthy J.K., Zurakowski D., Ericsson M., Friehs I., Wu Y., Levitsky S., et al. Intracoronary Delivery of Mitochondria to the Ischemic Heart for Cardioprotection. LoS ONE. 2016;11:e0160889. doi: 10.1371/journal.pone.0160889).
Терапевтические эффекты митохондриальной трансплантации были подтверждены на нескольких моделях животных, а также в клинике. Группа врачей выполнила аутологичную трансплантацию митохондрий, выделенных из неишемических прямых мышц живота в зону поврежденного миокарда, пациентам с ишемически-реперфузионным повреждением. В результате у четырех из пяти пациентов наблюдалось восстановление функции желудочков и не наблюдалось краткосрочных осложнений, таких как аритмия, внутримиокардиальная гематома или рубцевание, связанных с трансплантацией митохондрий (см. Emani S.M., Piekarski B.L., Harrild D., del Nido P.J., McCully J.D. Autologous mitochondrial transplantation for dysfunction after ischemia-reperfusion injury. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2017;154: 286-289. doi: 10.1016/j.jtcvs.2017.02.018).
Было показано, что аутологичная трансплантация митохондрий не вызвала какой-либо иммунной реакции на различных моделях животных. Ряд авторов исследовали иммунный ответ, связанный с аллогенной трансплантацией митохондрий. Они вводили митохондрии, выделенные из икроножной мышцы и четырехглавой мышцы бедра, сингенным или аллогенным мышам путем однократной и последовательной внутрибрюшинной инъекции. В результате не было прямой или косвенной, острой или хронической аллореактивности, иммунологической реактивности определенных классов Т-лимфоцитов против трансплантированных митохондрий или реакций молекул молекулярного паттерна, ассоциированных с повреждениями (DAMP), на однократные или последовательные инъекции аутогенных или аллогенных митохондрий (см. Ramirez-Barbieri G., Moskowitzova K., Shin B., Blitzer D., Orfany A., Guariento A., Iken K., Friehs I., Zurakowski D., del Nido P.J., et al. Alloreactivity and allorecognition of syngeneic and allogeneic mitochondria.Мitochondrion. 2019; 46: 103-115. doi: 10.1016/j.mito.2018.03.002). Таким образом, показано, что терапевтический эффект трансплантации митохондрий является потенциальным методом лечения заболеваний, связанных с митохондриальными дефектами, как обсуждается в этом обзоре. Однако есть несколько проблем, которые необходимо преодолеть, чтобы лечение болезни с помощью трансплантации митохондрий могло быть эффективно применено в клинике.
В большинстве исследований подчеркивается, что изоляция митохондрий должна быть завершена в короткие сроки при низкой температуре, поскольку они очень чувствительны, а их активность и выживаемость быстро снижаются. Кроме того, в настоящее время не существует метода длительного хранения митохондрий, поэтому их следует использовать сразу после выделения.
Следовательно, протокол оптимального метода выделения и хранения митохондрий, который поддерживает целостность митохондрий и обеспечивает более длительную выживаемость, должен быть разработан для обеспечения возможности клинического использования (см. Park A., Oh M., Lee S. J., Oh K. J., Lee E. W., Lee S. C., Bae K. H., Han B. S., Kim W. K. Mitochondrial Transplantation as a Novel Therapeutic Strategy for Mitochondrial Diseases. International journal of molecular sciences. 2021;22(9): 4793. https://doi.org/10.3390/ijms22094793).
Техническим результатом настоящего изобретения является создание способа экспериментальной биотерапии, препятствующей развитию инфаркта миокарда у самцов мышей линии С57ВL/6 с меланомой В16/F10, растущей на фоне хронической нейрогенной боли и основанной на трансплантации митохондрий, выделенных из сердца интактных крыс.
Поставленная цель достигается тем, что самцам мышей линии С57ВL/6 сначала воспроизводят хроническую нейрогенную боль, через 2 недели подкожно под лопатку слева вводят суспензию опухолевых клеток мышиной меланомы В16/F10 в 0,5 мл физиологического раствора в разведении 1:20, через 24 часа после перевивки меланомы В16/F10 мышам внутрибрюшинно вводят свежевыделенные митохондрии из сердца интактных крыс: 3,3 мг белка на 1 животное в 0,3 мл физиологического раствора, далее митохондриальную терапию проводят ежедневно.
Изобретение «Способ предотвращения развития инфаркта миокарда у мышей с меланомой развившейся на фоне хронической нейрогенной боли» является новым, так как оно неизвестно в области экспериментальных исследований в онкологии о предотвращении поражения сердца у самцов с сочетанной патологией, приводящей к развитию инфаркта миокарда в 100% случаев, с помощью внутрибрюшинного введения митохондрий, выделенных их сердца крыс обоего пола.
Новизна изобретения заключается в использовании мышей самцов линии С57ВL/6 при развитии у них злокачественного процесса - меланомы В16/F10 на фоне хронической нейрогенной боли и проведении экспериментальной биотерапии митохондриями, выделенными из сердца крыс. Проведение экспериментальной митохондриальной трансплантации приводило к предотвращению развития инфарктов миокарда в 75% случаев, доказанным при морфологическом исследовании.
Изобретение «Способ предотвращения развития инфаркта миокарда у мышей с меланомой В16/F10 развившейся на фоне хронической нейрогенной боли» является промышленно применимым, так как может быть использовано в научно-исследовательских учреждениях онкологического профиля для воспроизведения экспериментальной митохондриальной трансплантации, изучения ее воздействия на миокард.
Для лучшего понимания способа предлагаем фигуры.
Фигура 1. Фрагменты сердца мыши на 3-й неделе роста меланомы В16 в условиях ХНБ: кровоизлияния, некробиоз, базофилия, фиброз в медии ветвей венечных артерий сердца, значительные поля некротически измененной ткани. Окр. гематоксилин-эозином, ув х40, х100.
Фигура 2. Фрагменты сердца мыши на 3-й неделе роста меланомы В16 в условиях ХНБ: эозинофильная инфильтрация, кровоизлияния, фиброз, стирание клеточной структуры кардиомиоцитов и дегенерация ядер. Окр. гематоксилин-эозином, ув.х 100.
Фигура 3. Фрагменты ткани миокада мышей-самцов после проведения МХТ растущей меланомы В16 на фоне хронической нейрогенной боли. Плотное расположение кардиомиоцитов с четкими ядрами и элементами активации деления. В большинстве полей зрения видна значительная активация клеток соединительной ткани, вступающих в межклеточные отношения, образование тяжей молодой соединительной ткани. Окр. гематоксилин-эозином, ув.х 100.
Фигура 4. Фрагменты ткани миокада мышей-самцов после проведения МХТ растущей меланомы В16 на фоне хронической нейрогенной боли. Значительные скопления структурообразующих элементов: фибробластов, гистиоцитов, лимфоцитов, образующих комплексы-ассоциаты, участки рыхлой соединительной ткани.Окр.гематоксилин-эозином, ув.х 100.
Фигура 5. Фрагменты ткани миокада мышей-самцов после проведения МХТ растущей меланомы В16 на фоне хронической нейрогенной боли. Формирование стенок артериол и венул гладкомышечными клетками веретеновидной формы и эластическими волокнами, «сшивание» фиброзированных мелких участков миокарда на фоне развития рыхлой соединительной ткани. Окр. гематоксилин-зозином, ув.х 100.
«Способ предотвращения развития инфаркта миокарда у мышей с меланомой развившейся на фоне хронической нейрогенной боли» выполняется следующим образом.
Воспроизведение хронической нейрогенной боли.
Все манипуляции с животными производятся в боксе. Инструменты, посуду, руки дезинфицируют общепринятым способом. Каждому животному вводят ксилазолетиловый наркоз: за 10 минут до основного наркоза с целью премедикации животному внутримышечно вводят ксилазин (препарат Ксила) в дозе 0,05 мл/кг массы тела (по инструкции), затем - Золетил-50 в дозе 10 мг/100 г массы тела. После наступления медикаментозного сна ассистент фиксирует мышь в положении на животе, удаляет шерсть сзади в районе проекции седалищных нервов и смазывает кожу 70% спиртом. Экспериментатор в стерильных условиях выделяет седалищный нерв, накладывает на него лигатуру, ушивает рану послойно и обрабатывает шов 5% спиртовым раствором йода. Через 2 недели после заживления операционной раны воспроизводили меланому В16/F10.
Воспроизведение меланомы В16/F10. Самцам мышей линии С57ВL/6 кожу спины ниже угла левой лопатки вводят 0,5 мл взвеси опухолевых клеток мышиной меланомы В16/F10 в физиологическом растворе в разведении 1:20. Для этого, соблюдая все условия асептики, ассистент фиксирует мышь спиной кверху, предварительно обработав кожу 5% спиртовым раствором йода. Экспериментатор рукой в стерильной перчатке захватывает кожную складку, в центре которой прокалывает кожу и вводит опухолевую взвесь В16/F10. После извлечения иглы места введения плотно прижимает ватным тампоном, смоченным в 70% спирте с небольшим добавлением йода, на 1 минуту, чтобы исключить вытекание опухолевого материала.
Выделение митохондрий. Крысу умерщвляют с помощью гильотины. Сердце перфузируют ледяным стерильным 0,9% раствором KCl. Митохондрии выделяют с применением дифференциального центрифугирования на высокоскоростной рефрижераторной центрифуге Avanti J-E, BECMAN COULTER, USA по методу Егоровой М.В. и Афанасьева С.А. (Егорова М.В., Афанасьев С.А. Выделение митохондрий из клеток и тканей животных и человека: Современные методические приемы. Сибирский медицинский журнал. 2011;26(1-1):22-28). Для разрушения межклеточных связей, клеточной стенки и плазматических мембран применяют механическую обработку тканей с измельчением ножницами и гомогенизацией в стеклянном гомогенизаторе с тефлоновым пестиком (гомогенизатор Поттера-Эльвегейма). На каждый грамм ткани добавляют по 10 мл стерильной среды выделения (0,22 М маннитол, 0,3 М сахароза, 1мМ ЭДТА, 2 мМ TRIS-HCL, 10мМ HEPES, pH 7,4). Ткани гомогенизируют и центрифугируют первый раз 10 мин при скорости 1000 g, температура 0-2 °С, второе и третье центрифугирование осуществляется при 20000 g, 20 мин, температура 0-2 °С. Между центрифугированием проводят процедуру ресуспендирования осадка митохондрий в среде выделения. Митохондрии дополнительно очищают от лизосом, пероксисом, меланосом и т.п., центрифугируя в 23% градиенте Перколла. Суспензию субклеточных структур наслаивают на градиент Перколла, центрифугируют 15 мин при 21000 g, после этого наблюдается разделение на 3 фазы, оставляют нижний слой митохондрий и ресуспендируют средой выделения. Следующую промывку митохондрий осуществляют путем центрифугирования в течение 10 мин при 15000 g, температура 0-2 °С. Митохондриальные образцы разводят 0,9% раствором NaCl до концентрация белка 3,3 мг белка в 0,3 мл физиологического раствора.
Проведение биотерапии митохондриями. Через 24 часа после перевивки меланомы В16/F10 мышам внутрибрюшинно вводили свежевыделенные митохондрии сердца (3,3 мг белка на 1 животное в 0,3 мл физиологического раствора). Далее митохондриальную терапию (МХ-терапия) проводили ежедневно до окончания эксперимента.
Контролем служат мыши-самцы линии С57ВL/6 с хронической нейрогенной болью и меланомой В16/F10, которым ежедневно внутрибрюшинно вводят 0,3 мл физиологического раствора.
Особенности динамики роста опухолей при росте меланомы В16/F10 на фоне хронической нейрогенной боли при проведении биотерапии митохондриями сердца у мышей линии С57ВL/6 представлены в таблице.
Таблица. | ||||
Динамика роста опухолей у мышей линии С57ВL/6 на фоне проведения митохондриальной терапии | ||||
Группы | Хроническая нейрогенная боль + В16/F10 | Хроническая нейрогенная боль + В16/F10+Митохондриальная терапия | ||
1 неделя n=17 | 3 неделя n=10 |
1 неделя n=10 |
3 неделя n=10 |
|
Средний размер опухоли в см3 | 0,06±0,01 | 3,00±0,58 | 0,042±0,0071 | 2,65±0,97 |
Минимальный размер опухоли в см3 | 0,0001 | 0,45 | 0,0001 | 1,24 |
Максимальный размер опухоли в см3 | 0,125 | 6,5 | 0,12 | 5,47 |
Наличие повреждения сердца | нет | 100% | нет | 25% |
Наличие метастазов | нет | есть (легкие селезенка 95%) | нет | нет |
Наличие некрозов | нет | 20% | нет | 50% |
Примечание: 1 - статистически значимые отличия относительно группы без митохондриальной терапии.
Подкожная опухоль у самцов стала определяться на 7 сутки с момента перевивки меланомы В16/F10. При этом объем опухоли в группе самцов с митохондриальной терапией (МХ-терапией) в этот срок был в 1,4 раза меньше (p<0,05), чем в группе животных без МХ-терапии. На данном этапе эксперимента остальные патологические параметры, характеризующие опухолевый процесс были идентичны во всех исследуемых группах животных. По окончании эксперимента на 21 сутки (3 недели) было определено большее количество некрозов на ткани меланомы (в 2,5 раза) в группе животных с МХ-терапией, чем в группе без МХ-терапии. В ходе ревизии всех органов фиксировали отсутствие метастазов у животных получавших МХ-терапию, при этом у животных без МХ-терапии метастазы были (легкие, селезенка 95%). Особое внимание привлек факт отсутствия повреждения сердечной мышцы у животных с МХ-терапией, в то время как в группе животных без МХ-терапии макроскопически фиксировали наличие повреждений на поверхности сердца у 100% животных.
Микроскопия гистологических срезов миокарда мышей контрольной группы (ХНБ+меланома В16/F10) указывала на выраженные дистрофические изменения кардиомиоцитов (Фиг. 1). В полях зрения наблюдались признаки мутного набухания, жировой дистрофии, вплоть до миолиза и некроза. Дистрофические процессы могли носить очаговый и диффузный характер, нередко локализуясь в субэндокардиальных слоях миокарда. Микроскопически, помимо изменений мышечных волокон, обнаруживалось полнокровие, отек стромы миокарда, выраженная клеточная дистрофия. В сердечной мышце присутствовали резко расширенные полости, тусклость мышцы, о чем свидетельствовало слабое окрашивание клеток. Наряду с отеком обнаруживались скопления лейкоцитов, эозинофилов, лимфоцитов, плазматических клеток, гистиоцитов. Среди особенностей клеточных реакций можно было выделить эозинофильную инфильтрацию, которая напоминала аллергические эозинофильные миокардиты. Таким образом, можно утверждать о некоронарогенном повреждении миокарда.
Особое внимание было уделено состоянию ядер кардиомиоцитов (Фиг. 2). При ишемической болезни сердца крайне редко может наблюдаться деление ядер мышечных клеток сердца путем митоза или амитоза, причем митозы бывают патологическими и завершаются образованием множества микроядер, что можно было ожидать в кардиомиоцитах. Однако, практически невозможно определить участки митотически делящихся клеток.
На исследованных препаратах наблюдалась патологическая картина гибели кардиомиоцитов, сопровождающейся осветлением ядер с рассеянными или линейно собранными вдоль ядерной мембраны крупными зернами хроматина. Обращало внимание наличие васкулизации и утраты четких контуров разобщенных волокон, разлитое пространство некротически измененной ткани на фоне активации фибринолиза в межклеточном пространстве.
Структурные изменения в сердце у мышей линии С57ВL/6 основной группы при росте меланомы В16/F10 на фоне хронической нейрогенной боли под влиянием митохондриальной терапии.
В морфологических образцах сердца основной группы мышей с МХ-терапией не было отмечено ни мелких, ни, тем более, крупных участков некротических процессов (Фиг. 3). При исследовании препаратов сердца с увеличением объектива х100 были проанализированы морфологические события, которые могли свидетельствовать о механизмах и точках приложения митохондриальной терапии.
На представленных фото отчетливо видны волокна кардиомиоцитов, тесно контактирующие с активно растущими фибробластами и гистиоцитами, в буквальном смысле «сшивающими» волокна и восстанавливающими целостность ткани сердца. Форма ядер молодых фибробластов могла быть овальная с большим количеством базофильной цитоплазмы, окружающей ядро. На препаратах в участках развития молодой соединительной ткани определялось значительное скопление лимфоцитов, моноцитов, эозинофилов, которые образовывали комплексы-ассоциаты, необходимые для передачи сигнальной информации в отношении самоорганизации структуры миокарда (Фиг. 4).
Обращает внимание четко проявляющиеся структуры цилиндрических волокон соединительной ткани, в которых не было поперечной исчерченности, характерной для коллагеновых волокон. Эти волокна имели гомогенную аморфную структуру и, очевидно, строились из эластина в непосредственной близости от фибробластов и образовывали свой каркас.
В препаратах сердца основной группы с митохондриальной терапией усиливалась восстановительная динамика высокоорганизованной структуры кардиомиоцитов, наблюдались изменения сосудистой системы коронарного кровообращения, а также «сшивки» разрозненных фиброзированных участков. В поле зрения (Фиг. 5) можно видеть формирование стенок артериол и венул, выполняемую, по-видимому, гладкомышечными клетками веретеновидной формы с центрально расположенным продолговатым ядром, выстроенными в последовательности «косички», оплетающей периметр сосуда или эластическими волокнами, которые четко разграничивали линию территориальной целостности миокарда и просвета кровеносного сосуда.
Технико-экономическая эффективность «Способ предотвращения развития инфаркта миокарда мышей с меланомой, развившейся на фоне хронической нейрогенной боли» заключается в том, что применение внутрибрюшинной митохондриальной терапии у мышей-самцов линии С57ВL/6 с меланомой В16/F10 на фоне хронической нейрогенной боли предотвращает развитие инфаркта миокарда. Это дает возможность изучать патогенез злокачественного роста под влиянием введения суспензии митохондрий и механизм митохондриального воздействия, что важно для клиники.
Способ экономичен, доступен.
Claims (1)
- Способ предотвращения развития инфаркта миокарда мышей с меланомой В16/F10, развившейся на фоне хронической нейрогенной боли, заключающийся в том, что самцам мышей линии С57ВL/6 сначала воспроизводят хроническую нейрогенную боль, через 2 недели подкожно под лопатку слева вводят суспензию опухолевых клеток мышиной меланомы В16/F10 в 0,5 мл физиологического раствора в разведении 1:20, через 24 часа после перевивки меланомы В16/F10 мышам внутрибрюшинно вводят свежевыделенные митохондрии из сердца интактных крыс: 3,3 мг белка на 1 животное в 0,3 мл физиологического раствора, далее митохондриальную терапию проводят ежедневно в течение 21 дня.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2786322C1 true RU2786322C1 (ru) | 2022-12-20 |
Family
ID=
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2615908C1 (ru) * | 2016-05-16 | 2017-04-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Способ моделирования лимфогенного и гематогенного метастазирования мышиной меланомы В16 у белых нелинейных крыс |
RU2759487C1 (ru) * | 2021-04-22 | 2021-11-15 | федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации | Способ усиления роста меланомы В16/F10 по сравнению с ростом меланомы В16/F10 при самостоятельной перевивке и замедления роста LLC (карциномы Льюиса) по сравнению с ростом LLC при самостоятельной перевивке при первично-множественных злокачественных опухолях на фоне первичного иммунодефицита |
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2615908C1 (ru) * | 2016-05-16 | 2017-04-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Способ моделирования лимфогенного и гематогенного метастазирования мышиной меланомы В16 у белых нелинейных крыс |
RU2759487C1 (ru) * | 2021-04-22 | 2021-11-15 | федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации | Способ усиления роста меланомы В16/F10 по сравнению с ростом меланомы В16/F10 при самостоятельной перевивке и замедления роста LLC (карциномы Льюиса) по сравнению с ростом LLC при самостоятельной перевивке при первично-множественных злокачественных опухолях на фоне первичного иммунодефицита |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ФРАНЦИЯНЦ Е.М. и др. СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ ФАКТОРОВ АПОПТОЗА В МИТОХОНДРИЯХ КЛЕТОК КОЖИ И ОПУХОЛИ ПРИ СТАНДАРТНОМ И СТИМУЛИРОВАННОМ РОСТЕ МЕЛАНОМЫ В16/F10 У САМОК МЫШЕЙ С57ВL/6 / Исследования и практика в медицине, 2021, т. 8, N 1, стр. 8-19. КИТ О. и др. Влияние роста меланомы В16/F10 и коморбидной патологии на содержание AIF в митохондриях клеток сердца и других соматических органов самок мышей / Cardiometry, 2021, выпуск 18, стр. 104-112. YU Z. et al. The effect of mitochondrial transplantation therapy from different gender on inhibiting cell proliferation of malignant melanoma / Int. J. Biol. Sci., 2021, vol. 17, 2021-2022. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Liu et al. | Mitochondrial transfer/transplantation: an emerging therapeutic approach for multiple diseases | |
US20200239850A1 (en) | Mammalian cells enriched with functional mitochondria | |
Wang et al. | Prolyl hydroxylase domain protein 2 silencing enhances the survival and paracrine function of transplanted adipose-derived stem cells in infarcted myocardium | |
Ribeiro et al. | Cell therapy with human MSCs isolated from the umbilical cord Wharton jelly associated to a PVA membrane in the treatment of chronic skin wounds | |
EP2741757B1 (en) | Compositions of functional mitochondria and uses thereof | |
Öztürk et al. | Therapeutic applications of stem cells and extracellular vesicles in emergency care: futuristic perspectives | |
Ye et al. | Improved angiogenic response in pig heart following ischaemic injury using human skeletal myoblast simultaneously expressing VEGF165 and angiopoietin‐1 | |
Wu et al. | Insights into bone marrow‐derived mesenchymal stem cells safety for cutaneous repair and regeneration | |
Tan et al. | Mesenchymal stromal cell mitochondrial transfer as a cell rescue strategy in regenerative medicine: a review of evidence in preclinical models | |
Hosseinian et al. | Prospects of mitochondrial transplantation in clinical medicine: Aspirations and challenges | |
Liu et al. | Potential of bone marrow mesenchymal stem cells in rejuvenation of the aged skin of rats | |
Chen et al. | Mitochondrial transfer in cardiovascular disease: from mechanisms to therapeutic implications | |
Fu | Mitotherapy as a novel therapeutic strategy for mitochondrial diseases | |
Schneider et al. | Adipose-derived stem cells applied in skin diseases, wound healing and skin defects: a review | |
Kit et al. | Mitochondrial therapy: direct visual assessment of the possibility of preventing myocardial infarction under chronic neurogenic pain and B16 melanoma growth in the experiment | |
Kit et al. | Biological effects of mitochondrial therapy: preventing development of myocardial infarction and blocking metastatic aggression of B16/F10 melanoma | |
RU2786322C1 (ru) | Способ предотвращения развития инфаркта миокарда мышей с меланомой, развившейся на фоне хронической нейрогенной боли | |
Kit et al. | Mitochondrial therapy: a vision of the outlooks for treatment of main twenty-first-century diseases | |
Gong et al. | Mesenchymal stem cell therapy for oral inflammatory diseases: research progress and future perspectives | |
Zhang et al. | Therapeutic effects of dental pulp stem cells on vascular dementia in rat models | |
Yin et al. | Cell therapy for neuropathic pain | |
TWI672147B (zh) | 以外源性粒線體爲有效成份之組合物、其用途及修復細胞之方法 | |
Araújo et al. | Mesenchymal Stem Cell Secretome: A Potential Biopharmaceutical Component to Regenerative Medicine? | |
Zhang et al. | Inhibition of Cerebral Ischemia/Reperfusion Injury by MSCs‐Derived Small Extracellular Vesicles in Rodent Models: A Systematic Review and Meta‐Analysis | |
Gunzburg et al. | Stem cell therapies: on track but suffer setback |