Биотехнологический подход для обоснования дифференцированного применения нейропротективной терапии у больных наследственными нервно-мышечными заболеваниями

Наследственные нервно-мышечные болезни – группа генетических заболеваний, характеризующихся началом болезни в большинстве случаев в детском возрасте, имеющих неуклонно прогрессирующее течение патологического процесса, приводящее к быстрой инвалидизации больных и отличающееся высокой летальностью в возрасте 18–20 лет.

Цель исследования. Изучить состояние внутриорганной среды у больных наследственными мышечными атрофиями и мышечными дистрофиями, используя тестирование в органотипической среде нервной ткани для обоснования назначения симптоматической нейропротективной терапии.

Материалы и методы. Было обследовано 90 больных наследственными нервно-мышечными заболеваниями (спинальные мышечные атрофии 1-го, 2-го и 3-го типа [n = 30], мышечная дистрофия Дюшенна [n = 60]); группа контроля – 30 здоровых человек. In vitro – эксплантаты сенсорных ганглиев 10–12-суточных куриных эмбрионов. Проведено комплексное клинико-лабораторное и экспериментальное исследование. Концентрации нейротрофических факторов (ФРГМ, ФРН, ЦНТФ) определяли иммуноферментным методом в образцах плазмы крови с использованием наборов фирмы RayBiotech и в соответствии с инструкциями производителя. Экспериментальное исследование проведено на 300 эксплантатах сенсорных ганглиев 10–12-дневных куриных эмбрионов, культивируемых в чашках Петри на подложках из коллагена в СО2 -инкубаторе (Sanyo, Япония) в течение 3 суток при 36,5 °C и 5% СО₂. Для уточнения биохимических механизмов, участвующих в патологических каскадах при наследственных нервно-мышечных заболеваниях, была разработана тест-система, которая включала в себя последовательное изучение плазмы крови больного в органотипической культуре ткани в разведении 1 : 70 с последующим добавлением в среду реагентов – синтетического фактора роста нерва (ФРН) (100 пг/мл). Культивирование эксплантатов осуществляли по методике, разработанной в НИИ физиологии им. И.П. Павлова. Для визуализации объектов использовали микроскоп Axiostar Plus (Carl Zeiss, Германия). Полученные изображения анализировали программой ImageJ. Для количественной оценки роста эксплантатов применяли морфометрический метод. Индекс площади (ИП) рассчитывали как отношение площади зоны роста эксплантата к исходной площади. Контрольное значение ИП принимали за 100%.

Результаты. Концентрация ФРГМ имела наибольшие значения у больных прогрессирующими амиотрофиями, в то время как у больных прогрессирующими миодистрофиями содержание в крови этого фактора были на уровне, сопоставимом сконтрольными данными, причем у части больных концентрация ФРГМ была ниже нормы. Концентрация ФРН имела наибольшие значения в группе больных прогрессирующими амиотрофиями. Плазма крови больных прогрессирующими амиотрофиями дозозависимо ингибирует рост нейритов спинальных ганглиев, аплазма крови больных миодистрофиями имеет нейрит-ослабленное влияние на рост нейритов. Введение синтетического ФРН (100 пг/мл) в органотипическую культуру ткани, содержащую плазму крови больных миодистрофиями, увеличивало значение индекса площади на 114,0 [111,0; 116,0]%; в эксплантатах, содержащих плазму крови больных прогрессирующими амиотрофиями, усиление роста нейритов не наблюдалось, ИП = 80,0 [74,5; 83,0]%.

Заключение. Полученные данные свидетельствуют об особенностях нейротрофической регуляции у больных наследственными мышечными атрофиями и мышечными дистрофиями, которые необходимо учитывать при проведении симптоматического лечения, направленного на стимулирование репаративных процессов в нервной ткани. Больным с нейрит-ослабленным действием плазмы крови рекомендовано проводить терапию нейропротективными препаратами, у больных с нейрит-ингибирующим эффектом на нейриты в органотипической культуре нервной ткани рекомендовано проводить подбор препарата в условиях in vitro индивидуально путем фармакологического анализа.

1. Неврология: национальное руководство. / Под ред. акад. РАМН Е.И. Гусева. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. 936 с. Nevrologiya: nacional'noe rukovodstvo. / Pod red. akad. RAMN E. I. Guseva. M.: GEHOTAR-Media, 2009. 936 s.

2. Соколова М. Г. Нейротрофины – маркеры репаративно-деструктивного процесса у детей, больных детским церебральным параличом. // М. Г. Соколова. / Вестник СЗГМУ. 2015. Т. 7. № 1. С. 93–97.

3. Davies A.M. The role of neurotrophins in the developing nervous system. // J. Neurobiol. 1994. V. 25, N11. P. 1134–1148.

4. Свищев Г.М. Конфокальная микроскопия и ультрамикроскопия живой клетки. / Г.М. Свищев. М.: Физматлит, 2011. 120 с.

5. Sokolova M.G. High level expression of neurotrophins in serum of patients with SMA type II – mechanism of the plasticity of the nervous system or of a factor which promotes further progression of the disease. / M.G. Sokolova, V.A. Penniyaynen, S.V. Lobzin. // Abstracts of the 9-th International Symposium on Neuroprotection and Neurorepair. Leipzig, 2016. P. 232.

6. Sokolova М.G. Study of reinnervation process in patients with 2 type of spinal muscular atrophy: clinical experimental study. / M. Sokolova, V. Penniyaynen, A. Kipenko, N. Aleksandrov, E. Lopatina. // Act Nerv Super Rediviva. 2015. Vol. 57, N4. P. 128–131.

7. Соколова М. Г. Оценка реиннервационного процесса у больных спинальной мышечной атрофией 2 типа в комплексном клинико-экспериментальном исследование. // М. Г. Соколова, В. А. Пеннияйнен, М. В. Резванцев, С. В. Лобзин, Н. Ю. Александров. / Вестник СЗГМУ. 2014. Т. 6. № 4. С. 45–52.

8. Bartkowska K. Neurotrophins and their receptors in early development of the mammalian nervous system. / K. Bartkowska, K. Turlejski, R.L. Djavadian. // Acta Neurobiol. Exp. (Wars).– 2010. Vol. 70, N4. Р. 454–467.

9. Urbaniak A. P75NTR receptor-role in cell growth and apoptosis. / A. Urbaniak // Postepy Hig. Med. Dosw. (Online). 2012. Vol. 66. P. 304–310.

10. Chapleau C. A. Divergent roles of p75NTR and Trk receptors in BDNF's effects on dendritic spine density and morphology. / C. A. Chapleau, L. Pozzo-Miller. // Neural Plast. 2012. Vol. 2012. Art. ID578057, 9 p. [Electronic resource]. https://www.hindawi.com/journals/np/2012/578057/.

11. Meakin S. O. Molecular investigations on the high-affinity nerve growth factor receptor. / S.O. Meakin, E.M. Shooter. // Neuron. 1991. Vol. 6, N1. Р. 153–163.