UJCR; 2023, Vol. 3, Issue 3

Subject of the article

Влияние синтетического аналога тиронамина на восстановление когнитивных функций в экспериментальной модели ишемии головного мозга (91-97)

Authors

Филимонов Д.А.¹´², Ересько А.Б.³, Трубникова Н.Н.¹, Белоцерковская М.А.¹, Кисиленко И.А.¹, Шаймурзин М.Р.², Туруспекова С.Т.4

Institution

Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В. К. Гусака, Донецк, Российская Федерация¹ Донецкий государственный медицинский университет им. М. Горького, Донецк, Российская Федерация² Институт физико-органической химии и углехимии им. Л. М.Литвиненко, Донецк, Российская Федерация³ Казахский национальный медицинский университет им. С. Д. Асфендиярова, Алма-Ата, Казахстан4

Abstract

Ишемический инсульт является одной из основных причин смертности и инвалидизации в мире. Вопросы эффективной терапии последствий этого заболевания, в том числе когнитивных нарушений, остаются открытыми. В данном направлении многообещающим является поиск нейропротекторов, способных увеличить диапазон «терапевтического окна» и сохранить жизнеспособность нейронов зоны пенумбры. Одними из таких потенциальных нейропротекторов являются производные тиреоидных гормонов – тиронамины и их синтетические аналоги. Методы. Исследование проводили на 18 белых лабораторных крысах, разделенных на три группы: «Control» (модель ишемии путем перевязки правой общей сонной артерии без лечения), «Т0АМ» (модель ишемии с коррекцией состояния путем внутрибрюшинного введения синтетического аналога тиронамина), «Sham» (ложная операция). У животных регистрировали показатели прохождения Т-лабиринта до операции и на 7 сутки после нее. Статистическую обработку данных проводили с помощью программ Microsoft Office Excel 2007 и MedCalc 14.1. Результаты. Было выявлено, что у животных после операции (в том числе ложной) значительно увеличилось время прохождения Т-лабиринта, а в группе «Sham» возросло число ошибок. У животных, получавших лечение аналогом тиронамина, время прохождения Т-лабиринта сократилось даже в сравнении с предоперационными значениями, а число правильных вариантов выбора преобладало над ошибочными. Дискуссия. Тиронамины, вероятно, реализируют свои физиологические эффекты через рецептор TAAR1, который рассматривают как физиологический регулятор моноаминергической нейротрансмиссии в ЦНС. Имеются данные о тесной взаимосвязи рецепторов TAAR1 и D2R - главной мишени ряда антипсихотических препаратов. Есть работы, показавшие снижение апоптоза при травмах спинного мозга в ответ на воздействие 3-йодтиронамином, а внутримозговое введение этого вещества в эксперименте улучшает обучаемость и память животных, что подтверждают и результаты нашего исследования с использованием аналога тиронамина.

Key words

тиронамин, ишемический инсульт, когнитивные нарушения.

Literature

1. Stroke Association. State of the nation: Stroke statistics. Stroke Assoc. 2018; 46 р. 2. Powers WJ et al. Guidelines for the Early Management of Patients With Acute Ischemic Stroke: A Guideline for Healthcare Professionals From the American Heart Association. American Stroke Association. Stroke. 2018; 49 (3): 46-49. https://doi.org/10.1161/STR.0000000000000158. 3. Vidale S, Romoli M, Consoli D, Agostoni EC. Bridging versus Direct Mechanical Thrombectomy in Acute Ischemic Stroke: A Subgroup Pooled Meta-Analysis for Time of Intervention, Eligibility, and Study Design. Cerebrovascular diseases (Basel, Switzerland). 2020; 49(2): 223-232. https://doi: 10.1159/000507844. 4. Hayashi H, Takagi N. Endogenous Neuroprotective Molecules and Their Mechanisms in the Central Nervous System. Biol. Pharm. Bull. 2015; 38 (8): 1104–1108. https://doi.org/10.1248/bpb.b15-00361. 5. Evzel’man MA, Aleksandrova NA. Cognitive disorders and their correction in patients with ischemic stroke. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2013;113(10):36‑39. (In Russ.) 6. Ghozy S, Reda A, Varney J et al. Neuroprotection in Acute Ischemic Stroke: A Battle Against the Biology of Nature. Frontiers in neurology. 2022; 13: 870141. https://doi.org/10.3389/fneur.2022.870141. 7. Kuczynski AM, Demchuk AM, Almekhlafi MA. Therapeutic hypothermia: Applications in adults with acute ischemic stroke. Brain Circ. 2019; 5(2): 43-54. https://doi: 10.4103/bc.bc_5_19. 8. Lutz Y, Loewe A, Meckel S, Dössel O, Cattaneo G. Combined local hypothermia and recanalization therapy for acute ischemic stroke: Estimation of brain and systemic temperature using an energetic numerical model. J. Therm. Biol. 2019; 84: 316-322. https://doi: 10.1016/j.jtherbio.2019.06.011. 9. Datta A, Sarmah D, Mounica L et al. Cell Death Pathways in Ischemic Stroke and Targeted Pharmacotherapy. Translational Stroke Research. 2020; 11(6):1185-1202. https://doi.org/10.1007/s12975-020-00806-z. 10. Zhao Y. et al. Pharmacological hypothermia induced neurovascular protection after severe stroke of transient middle cerebral artery occlusion in mice. Exp. Neurol. 2019; 23:113133. https://doi: 10.1016/j.expneurol.2019.113133. 11. Duan H, Huber M, Ding JN, Huber C, Geng X. Local endovascular infusion and hypothermia in stroke therapy: A systematic review. Brain Circ. 2019; 5(2): 68-73. doi: 10.4103/bc.bc_9_19. 12. Chiellini G. et al. Thyronamines and Analogues - The Route from Rediscovery to Translational Research on Thyronergic Amines. Mol. Cell. Endocrinol. 2017; 458: 149-155. https://doi: 10.1016/j.mce.2017.01.002. 13. Scanlan TS et al. 3-Iodothyronamine is an endogenous and rapid-acting derivative of thyroid hormone. Nat. Med. 2004; 10(6): 638–642. https://doi.org/10.1210/en.2008-1596. 14. Zucchi R, Accorroni A, Chiellini G. Update on 3-iodothyronamine and its neurological and metabolic actions. Frontiers in Physiology. 2014; 5: 402. https://doi: 10.3389/fphys.2014.00402. 15. Homuth G, Lietzow J, Schanze N, Golchert J, Köhrle J. Endocrine, Metabolic and Pharmacological Effects of Thyronamines (TAM), Thyroacetic Acids (TA) and Thyroid Hormone Metabolites (THM) – Evidence from in vitro, Cellular, Experimental Animal and Human Studies. Exp Clin Endocrinol Diabetes 2020; 128(06/07): 401-413. https:// doi: 10.1055/a-1139-9200. 16. Grefkes C, Fink GR. Recovery from stroke: current concepts and future perspectives. Neurological Research and Practice. 2020; 2(1): 1-10. https://doi.org/10.1186/s42466-020-00060-6. 17. Chiellini G. et al. Design, Synthesis, and Evaluation of Thyronamine Analogues as Novel Potent Mouse Trace Amine Associated Receptor 1 (m TAAR1) Agonists. J. Med. Chem. 2015; 58(12): 5096–5107. https://doi.org/10.1021/acs. jmedchem.5b00526. 18. Runfola, M, Perni M, Yang X, Marchese M, Bacci A, Mero S, Santorelli FM, Polini B, Chiellini G, Giuliani D et al. Identification of a Thyroid Hormone Derivative as a Pleiotropic Agent for the Treatment of Alzheimer’s Disease. Pharmaceuticals. 2021; 14: 1330. https://doi.org/10.3390/ph14121330. 19. Alnefeesi Y, Tamura JK, Lui LMW, Jawad MY, Ceban F, Ling S, Nasri F, Rosenblat JD, McIntyre RS. Trace amineassociated receptor 1 (TAAR1): Potential application in mood disorders: A systematic review. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 2021; 131: 192-210. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2021.09.020. 20. Pandit R, Chen L, Götz J. The Blood-Brain Barrier: Physiology and Strategies for Drug Delivery. Adv. Drug Deliv. Rev. 2020; 165(166): 1–14. https://doi.org/10.1016/j.addr.2019.11.009. 21. Rutigliano G, Accorroni A, Zucchi R. The Case for TAAR1 as a Modulator of Central Nervous System Function. Front. Pharmacol. 2018; 8(987). https://doi: 10.3389/fphar.2017.00987. 22. 3-Iodothyronamine acting through an anti-apoptotic mechanism is neuroprotective against spinal cord injury in rats. Lv J, Liao J, Tan J. Annals of Clinical and Laboratory Science. 2018; 48(6): 736-742. 23. Chiellini G, Erba P, Carnicelli V, Manfredi C, Frascarelli S, Ghelardoni S et al. Distribution of exogenous [125I]- 3-iodothyronamine in mouse in vivo: relationship with trace amine-associated receptors. J. Endocrinol. 2012; 213: 223–230. https://doi:10.1530/JOE-12-0055. 24. Cumero S., Fogolari F., Domenis R. et al. Mitochondrial F0F1-ATP synthase is a molecular target of 3-iodothyronamine, an endogenous metabolite of thyroid hormone. British Journal of Pharmacology. 2012; 166 (8): 2331-2347. https:// doi.org/10.1111/j.1476-5381.2012.01958.x. 25. Cioffi F, Giacco A, Goglia F, Silvestri E. Bioenergetic Aspects of Mitochondrial Actions of Thyroid Hormones. Cells. 2022; 11(6): 997. https://doi.org/10.3390/cells11060997. 26. Ianculescu AG, Friesema ECH, Visser TJ, Giacomini KM, Scanlan TS Transport of thyroid hormones is selectively inhibited by 3-iodothyronamine. Mol. Biosyst. 2010; 6(8): 1403–1410. https://doi.org/10.1039/b926588k. 27. Bellusci L, Laurino A, Sabatini M, Sestito S, Lenzi P, Raimondi L, Rapposelli S, Biagioni F, Fornai F, Salvetti A, Rossi L, Zucchi R, Chiellini G. New Insights into the Potential Roles of 3-Iodothyronamine (T1AM) and Newly Developed Thyronamine-Like TAAR1 Agonists in Neuroprotection. Front. Pharmacol. 2017; 8(905). https://doi: 10.3389/fphar.2017.00905. 28. Di Leo, N, Moscato S, Borso’ M, Sestito S, Polini B, Bandini L, Grillone A, Battaglini M, Saba A, Mattii L et al. Delivery of Thyronamines (TAMs) to the Brain: A Preliminary Study. Molecules. 2021; 26(6): 1616. https://doi. org/10.3390/molecules26061616. 29. Homuth G, Lietzow J, Schanze N, Golchert J, Köhrle J. Endocrine, Metabolic and Pharmacological Effects of Thyronamines (TAM), Thyroacetic Acids (TA) and Thyroid Hormone Metabolites (THM)—Evidence from in Vitro, Cellular, Exp. Anim. and Human Studies. Exp. Clin. Endocrinol. Diabetes. 2020; 128: 401–413. https://doi. org/10.1055/a-1139-9200. 30. Wei B, Zhao H, Hu B, Dai L, Zhang G, Mo L, Huang N, Zou C, Zhang B, Zhou H, Li W, Liu X. T1AM Attenuates the Hypoxia/Reoxygenation-Induced Necroptosis of H9C2 Cardiomyocytes via RIPK1/RIPK3 Pathway. BioMed Research International Volume. 2022; Article ID 4833791, 8 pages. https://doi.org/10.1155/2022/4833791.