Исследование антидепрессантной активности производных пироглутаминовой кислоты на модели резерпиновой депрессии у мышей

doi:

Funding. The synthesis of the studied compounds was carried out as part of the state assignment of the IOS UB RAS (StateRegistration no. 124020200038-6).

Депрессия – одно из наиболее распространенных и социально значимых психических расстройств, сопровождающихся снижением настроения, ангедонией, тревожностью, двигательной заторможенностью и нарушением когнитивных функций.

В течение жизни с депрессией и тревожными расстройствами сталкивается 17 % населения. Значительная часть пациентов не реагирует на лечение имеющимися на рынке антидепрессантами либо имеет значительные побочные эффекты [1], что делает актуальным поиск но- вых соединений с потенциальной антидепрес-сантной активностью.

Альфа-аминокислоты и их циклические производные, к которым относится и пироглутаминовая кислота, используются как базовые структуры, при модификации которых создаются биологически активные вещества с большим терапевтическим потенциалом [2, 3].

Ранее среди серии синтезированных нами С(4)-производных пироглутаминовой кислоты выявлены малотоксичные соединения, обладающие психотропной активностью in vivo [4, 5].

В настоящем исследовании оценивалась активность веществ этой серии в скрининговом тесте поведенческого отчаяния (ПМХ), а также на модели резерпин-индуцированной депрессии.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Произвести скрининг антидепрессантной активности среди новых производных пироглутаминовой кислоты и изучить выраженность эффекта потенциальных антидепрессантов на модели ре-зерпин-индуцированной депрессии.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании использовались взрослые самцы белых мышей, массой 25–35 г. Все манипуляции проводились в соответствии с международными рекомендациями по гуманному обращению с лабораторными животными.

Иследовалось 17 соединений – производных пироглутаминовой кислоты, их формулы и присвоенные лабораторные шифры даны далее. Исследуемые соединения и препараты сравнения (флуоксетин 20 мг/кг и амитриптилин 10 мг/кг) вводились мышам внутрижелудочно в физиологическом растворе с добавлением твин-80, группа контроля получала эквивалентный объем раствора-носителя за 1 ч до экспериментальных сессий.

При предварительном скрининге в тесте «Подвешивание мышей за хвост» (ПМХ) [6], исследуемые соединения вводились в дозе 1/10 от Mr/кг (Mr – относительная молекулярная масса). По его результатам для последующего исследования выбраны соединения VAY1376, IAN1512 и VAY1392. Их эффективная доза также установлена как 1/10 от Mr/кг, учитывая ста- тистически незначимую разницу между соседними дозами в ПМХ и предполагаемое фармакологическое сходство соединений.

Модель резерпин-индуцированной депрессии

Модель основана на моноаминовой теории депрессии [6]. Для моделирования депрессии резерпин в водной эмульсии с твин-80 и ДМСО вводился мышам внутрибрюшинно однократно в дозе 1 мг/кг за 20 ч, а исследуемые соединения и амитриптилин – за 1 ч до начала экспериментальной сессии длительностью 5 ч (проводились тесты ПМХ и принудительного плавания по Porsolt), после чего проводился сахарозный тест на ангедонию (потребление 1%-го раствора сахарозы в течение 24 ч) [6, 7].

Статистическую обработку данных проводили в Prism 6. Тип распределения определяли с помощью критерия Колмогорова – Смирнова. Так как распределение во всех случаях соответствовало нормальному, для сравнения групп применяли однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA). Различия считали статистически значимыми при p < 0,05. Данные в таблицах представлены как M ± SE.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Потенциальные антидепрессанты по результатам скрининга в ПМХ

Среди 17 соединений, исследованных в ПМХ, снижение времени иммобилизации наблюдалось под действием трех соединений (VAY1376 VAY1392, IAN1512) и референтного препарата флуоксетина (20 мг/кг) (табл. 1).

Таблица 1

Группа	Время иммобилизации, с	Группа	Время иммобилизации, с
Контроль	147,3 ± 9,2	IAN1557	205,6 ± 25,3
Флуоксетин	63,75 ± 10,1*	VAY1372	186,8 ± 25,6
IAN1077	138,4 ± 42,2	VAY8287	150,2 ± 38,3
IAN1423	148,3 ± 20,8	VAY1376	112,9 ± 13,4*
MTV427	133,6 ± 23,5	VAY1391	166,0 ± 12,3
IAN1582	152,6 ± 15,5	VAY1392	108,7 ± 10,4*
IAN1578	144,8 ± 17,5	VAY1333	193,8 ± 26,8
IAN1512	130,8 ± 16,2	VAY1386	182,7 ± 15,2
IAN1533	160,7 ± 19,9	VAY1075	148,0 ± 33,0
IAN1559	174,6 ± 25,7

Примечание: * – различия статистически значимы относительно группы «Контроль» при p < 0,05 (однофакторный ANOVA с посттестом Даннета).

Таблица 2

Группа	Контроль	1/5 Mr/кг	1/10 Mr/кг	1/20 Mr/кг	1/40 Mr/кг
Время иммобилизации, с	153,3 ± 8,9	138,5 ± 29,4	148 ± 18,7	112,3 ± 11,2	152,8 ± 27,6

Определение эффективной дозы для IAN1512 ( n = 5)

Таблица 3

Группа	Контроль	1/5 Mr/кг	1/10 Mr/кг	1/20 Mr/кг
Время иммобилизации, с	141,7 ± 19,0	127,7 ± 41,9	130 ± 14,7	136 ± 28,8

Определение эффективной дозы для VAY1392 ( n = 5)

Таблица 4

Группа	Контроль	1/5 Mr/кг	1/10 Mr/кг	1/20 Mr/кг
Время иммобилизации, с	166,8 ± 19,4	146,8 ± 15,8	104,4 ± 8,7	166,8 ± 29,2

Оценка влияния исследуемых соединений на иммобилизацию у экспериментальных животных в тесте ПМХ

Число животных в группе «Контроль» n = 25, в опытных группах n = 5…10.

Примечательно, что IAN1512 и VAY1392 являются дипептидами (с С-концевым остатком фенилаланина) неактивных родительских аминокислот IAN1077 и VAY8287. Соединение VAY1376 также является амидом VAY8287, а небольшие модификации активных молекул (замена атома водорода фтором – IAN1512 и IAN1533, замена на гистидин остатка фенилаланина – IAN1512 и

IAN1559, замена пиперидинового заместителя на морфолиновый – VAY1376 и VAY1391) приводили к потере активности (рис. 1).

Определение эффективных доз потенциальных антидепрессантов в тесте ПМХ

По результатам исследования (табл. 2–4), решено использовать все три соединения в дозе 1/10 Mr/кг в связи с небольшой разницей активности между соседними дозами и предполагаемым фармакологическим сходством.

Рис. 1. Структуры исследуемых соединений ( * – активные в скрининге ПМХ)

Определение эффективной дозы для VAY1376 ( n = 5)

Исследование соединений VAY1392, VAY1376 и IAN1512 на модели резерпин-инду-цированной депрессии

В тесте ПМХ длительность иммобилизации в контрольной группе резерпинизирован-ных животных превышала таковую в интактной группе на 132 %, что указывает на выраженное поведенческое отчаянье (рис. 2). Период иммобилизации в тесте ПМХ у групп амитриптилина, VAY1392 и IAN-1512 был короче, чем у контроля на 28, 29 и 10 % соответственно; VAY1376 активности не подтвердило.

A. Porsolt иммобилизация

B. Porsolt активное плавание

C. ПМХ иммобилизация

D. Сахарозный тест

*

1.0

0.5

1.5

0.0

Рис. 2. Показатели поведения животных в тесте:

А, B – принудительное плавание по Porsolt, С – подвешивание за хвост, D – Сахарозный тест

Примечание: * – различия статистически значимы относительно группы «Контроль» при p < 0,05 (однофакторный ANOVA с посттестом Даннета) (n = 5).

В тесте «Принудительное плавание по Porsolt» у контрольной группы период активного плавания был короче на 77 %, а иммобилизация – дольше на 41 %, чем у интакта. В группах амитриптилина, IAN-1512 и VAY1392 период иммобилизации был короче на 40, 63 и 45 %, а период активного плавания – дольше на 23, 91 и 117 % соответственно относительно контроля. Группа VAY1376 относительно контроля показала большее время как активного плавания на 66 %, так и иммобилизации на 21 %.

В сахарозном тесте на ангедонию потребление сахарозы в группе контроля было на 40 % ниже, чем в группе интакта, отображая значительное снижение гедонистической мотивации. В группах амитриптилина, VAY1376, IAN-1512 и VAY1392 потребление сахарозы было выше на 14, 19, 15 и 16 % соответственно относительно контроля.

Соединения VAY1392 и IAN1512 эффективно устраняли поведенческие проявления депрессии, снижая неподвижность в тестах ПМХ и Porsolt и частично восстанавливая мотивацию к потреблению сахарозы; эти эффекты сопоставимы с активностью амитриптилина. Напротив, VAY1376 показал противоречивые результаты – несмотря на прирост активного плавания и потребления сахарозы, он не снижал иммобилизацию, что может указывать на неоднородность либо иной механизм его действия: известно, что некоторые клинически применяемые антидепрессанты (тразодон) неактивны в модели резер-пин-индуцированной депрессии [8].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При первичном скрининге антидепрессант-ной активности методом ПМХ среди 17 производных пироглутаминовой кислоты были отобраны три соединения (VAY1376, IAN1512, VAY1392), продемонстрировавшие статистически значимое снижение времени иммобилизации в тесте ПМХ при введении в дозе 1/10 Mr/кг. При оптимизации дозирования вещества также было решено ис- следовать в дозе 1/10 Mr/кг. В модели резерпин-индуцированной депрессии дипептиды фенилаланина IAN1512 и VAY1392 эффективно нивелировали депрессивноподобное поведение сравнимо с амитриптилином. Амид VAY1376 продемонстрировал неоднозначную активность, не снижая иммобилизацию, но улучшая показатели активного плавания и предпочтения сахарозы, что может указывать на неоднородность либо иной механизм его действия.

Полученные данные подтверждают перспективность поиска антидепрессантов в ряду пептидных и амидных производных 4-аминопиро-глутаминовых кислот.