DOI: https://doi.org/10.22263/2312-4156.2021.4.53
Бойко А.В., Алейникова Н.Е., Пономарев В.В., Устемчук А.М., Иванчик Г.И.
Формирование синдрома паркинсонизма у экспериментальных животных. Нейровоспалительная пенумбра
Белорусская медицинская академия последипломного образования, г. Минск, Республика Беларусь
Вестник ВГМУ. – 2021. – Том 20, №4. – С. 53-60.
Резюме.
Многие ценные сведения о развитии болезни Паркинсона (БП) были получены при проведении исследований на лабораторных животных. Цель – сравнить развитие синдрома паркинсонизма нейротоксического и нейровоспалительного генеза у лабораторных животных.
Материал и методы. Число крыс в группе нейровоспалительной модели синдрома паркинсонизма (липополисахарид) было 6, а в группе нейротоксической модели (Ротенон) – 20. Контрольную группу составили 5 животных. Проведение исследования было одобрено независимым этическим комитетом. Динамика развития синдрома паркинсонизма нейротоксического и нейровоспалительного генеза была оценена при исследовании моторной активности животных, а также при лабораторном исследовании биомаркеров обмена дофамина (дофамин и гомованилиновая кислота) в сыворотке крови и спинномозговой жидкости, полученных через 7 и 21 сутки после первого введения ротенона или липополисахарида, а также после однократного внутривенного введения аллогенных (крысиных) мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК), осуществленного после 9 инъекций ротенона.
Результаты. Показано снижение уровней дофамина и гомованилиновой кислоты у лабораторных животных при развитии синдрома паркинсонизма. У крыс с нейровоспалительной моделью синдрома паркинсонизма лабораторно подтверждена домоторная стадия развития двигательных нарушений. В первые недели после введения ММСК определяется регресс моторных симптомов синдрома нейротоксического паркинсонизма и параллельный рост дофамина и гомованилиновой кислоты.
Заключение. Развитие синдрома паркинсонизма различного генеза (токсического и воспалительного) у лабораторных животных отражает основные проявления патогенеза БП у человека и характеризуется схожими морфологическими, лабораторными и моторными проявлениями, зависящими от механизма и времени действия провоцирующего фактора. Терапевтический потенциал нейровоспалительной пенумбры нуждается в дальнейшем изучении.
Ключевые слова: болезнь Паркинсона, нейровоспалительная пенумбра, активированная микроглия, ротенон, липополисахарид, дофамин, гомованилиновая кислота, клеточная терапия.
Источники финансирования
Работа осуществлена в рамках выполнения НИОК(Т)Р по заданию 19.17 «Разработать и внедрить метод терапии болезни Паркинсона с использованием клеточных технологий» подпрограммы «Трансплантация клеток, органов и тканей» ГНТП «Новые методы оказания медицинской помощи».
Литература
1. Neuroinflammation in Parkinson’s disease: role in neurodegeneration and tissue repair / S. Vivekanantham [et al.] // Int. J. Neurosci. – 2015. – Vol. 125, N 10. – P. 717–725.
2. Genetic and Environmental Factors in Parkinson’s Disease Converge on Immune Function and Inflammation / E. M. Kline [et al.] // Mov. Disord. – 2021 Jan. – Vol. 36, N 1. – P. 25–36.
3. Toovey, S. Parkinson’s disease or Parkinson symptoms following seasonal influenza / S. Toovey, S. S. Jick, C. R. Meier // Influenza Other Respir. Viruses. – 2011 Sep. – Vol. 5, N 5. – P. 328–333.
4. Highly pathogenic H5N1 influenza virus can enter the central nervous system and induce neuroinflammation and neurodegeneration / H. Jang [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2009 Aug. – Vol. 106, N 33. – P. 14063–14068.
5. Inflammatory effects of highly pathogenic H5N1 influenza virus infection in the CNS of mice / H. Jang [et al.] // J. Neurosci. – 2012 Feb. – Vol. 32, N 5. – P. 1545–1559.
6. Peripheral cytokines profile in Parkinson’s disease / M. Reale [et al.] // Brain. Behav. Immun. – 2009 Jan. – Vol. 23, N 1. – P. 55–63.
7. Gundersen, V. Parkinson’s Disease: Can Targeting Inflammation Be an Effective Neuroprotective Strategy? / V. Gundersen // Front. Neurosci. – 2021 Feb. – Vol. 14. – 580311.
8. Microglia acquire distinct activation profiles depending on the degree of alphasynuclein neuropathology in a rAAV based model of Parkinson’s disease / V. Sanchez-Guajardo [et al.] // PLoS One. – 2010 Jan. – Vol. 5, N 1. – e8784.
9. Aggregated alpha-synuclein activates microglia: a process leading to disease progression in Parkinson’s disease / W. Zhang [et al.] // FASEB J. – 2005 Apr. – Vol. 19, N 6. – P. 533–542.
10. Dutta, G. The lipopolysaccharide Parkinson’s disease animal model: mechanistic studies and drug discovery / G. Dutta, P. Zhang, B. Liu // Fundam. Clin. Pharmacol. – 2008 Oct. – Vol. 22, N 5. – P. 453–464.
11. Activation of innate immunity in the CNS triggers neurodegeneration through a Toll-like receptor 4-dependent pathway / S. Lehnardt [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2003 Jul. – Vol. 100, N 14. – P. 8514–8519.
12. Rotenone Model of Parkinson Disease. Multiple brain mitochondria dysfunctions after short term systemic rotenone intoxication / A. Panov [et al.] // J. Biol. Chem. – 2005 Dec. – Vol. 280, N 51. – P. 42026–42035.
13. Получение токсической хронической модели синдрома паркинсонизма у крыс / Н. Е. Алейникова [и др.] // Вестн. ВГМУ. – 2018. – Т. 17, № 6. – С. 92–99.
14. Моделирование синдрома паркинсонизма у крыс введением липополисахарида / А. В. Бойко [и др.] // Журн. Гродн. гос. мед. ун-та. – 2018. – Т. 16, № 6. – С. 690–696.
15. Миграция мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток при системном и локальном введении на экспериментальной модели паркинсонизма / М. М. Зафранская [и др.] // Анналы клин. и эксперим. неврологии. – 2019. – Т. 13, № 2. – Р. 32–40.
16. Сергеева, Т. Н. Морфологические изменения черной субстанции мозга крыс под действием липополисахарида различной концентрации / Т. Н. Сергеева, Л. А. Климова, Е. С. Заколюкина // Вестн. Удмурт. ун-та. – 2017. – Т. 27, вып. 4. – C. 486–491.
17. Systemic LPS Causes Chronic Neuroinflammation and Progressive Neurodegeneration / L. Qin [et al.] // Glia. – 2007. – Vol. 55, N 5. – Р. 453–462.
18. Gibbons, H. M. Microglia induce neural cell death via a proximity-dependent mechanism involving nitric oxide / H. M. Gibbons, M. Dragunow // Brain. Res. – 2006 Apr. – Vol. 1084, N 1. – P. 1–15.
19. Microglial activation-mediated delayed and progressive degeneration of rat nigral dopaminergic neurons: relevance to Parkinson’s disease / H. M. Gao [et al.] // J. Neurochem. – 2002 Jun. – Vol. 81, N 6. – P. 1285–1297.
20. Progressive dopamine neuron loss following supra-nigral lipopolysaccharide (LPS) infusion into rats exposed to LPS prenatally / Z. Ling [et al.] // Exp. Neurol. – 2006 Jun. – Vol. 199, N 2. – P. 499–512.
21. Chernivec, E. Exploring the Effect of Rotenone-A Known Inducer of Parkinson’s Disease-On Mitochondrial Dynamics in Dictyostelium discoideum / E. Chernivec, J. Cooper, K. Naylor // Cells. – 2018 Nov. – Vol. 7, N 11. – P. 201.
22. Skaper, S. D. Ion channels on microglia: therapeutic targets for neuroprotection / S. D. Skaper // CNS Neurol. Disord. Drug. Targets. – 2011 Feb. – Vol. 10, N 1. – P. 44–56.
23. Паракринные механизмы противовоспалительного и органопротективного действия при трансплантации мезенхимальных стволовых клеток. Обзор литературы / М. Ш. Хубутия [и др.] // Трансплантология. – 2012. – № 1/2. – Р. 20–32
24. Gundersen, V. Parkinson’s Disease: Can Targeting Inflammation Be an Effective Neuroprotective Strategy? / V. Gundersen // Front. Neurosci. – 2021 Feb. – Vol. 14. – 580311.
Сведения об авторах:
Бойко А.В. – к.м.н., докторант кафедры неврологии и нейрохирургии, Белорусская медицинская академия последипломного образования;
Алейникова Н.Е. – аспирант кафедры неврологии и нейрохирургии, Белорусская медицинская академия последипломного образования;
Пономарев В.В. – д.м.н., профессор, заведующий кафедрой неврологии и нейрохирургии, Белорусская медицинская академия последипломного образования;
Устемчук А.М. – младший научный сотрудник НИЛ, Белорусская медицинская академия последипломного образования;
Иванчик Г.И. – младший научный сотрудник НИЛ, Белорусская медицинская академия последипломного образования.
Адрес для корреспонденции: Республика Беларусь, 220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 3, корп. 3, Белорусская медицинская академия последипломного образования. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. – Бойко Александр Васильевич.
