Нейроиммуномодулирующее действие антител к глутамату и ГАМК на эпилептическую активность

Изучение влияния очищенных антител к глутамату при их системном внутрибрюшинном введении на острую генерализованную эпилептическую активность, вызванную внутривенным титрованием конвульсанта ПТЗ мышам C57Bl/6, показало, что и в этих условиях опыта антитела к глутамату оказывают противосудорожное действие, вызывая повышение порогов клонических судорог и тонической фазы судорог с летальным исходом, а также увеличивая латентный период возникновения указанных судорог. Эффекты антител сохраняются в течение 24 ч после их однократного внутрибрюшинного введения. Отсутствие эффекта антител к глутамату через 30 ч после их введения возможно связано с усилением активности глутаматергической системы в ответ на связывание глутамата антителами. В этом плане представляют особый интерес результаты, полученные при однократном внутрибрюшинном введении антител к серотонину. Выявлена двухфазная динамика (усиление-снижение) действия антител к серотонину на поведенческую активность мышей C57Bl/6. С фазными сдвигами поведенческой активности совпадали и изменения содержания моноаминов в структурах мозга (Евсеев В.А. и др., 2001).

Изучение влияния очищенных антител к ГАМК при внутрибрюшинном введении на острые генерализованные судороги, вызванные внутривенным титрованием конвульсанта ПТЗ, показало, что антитела к ГАМК вызывают проконвульсивное действие, которое выражалось в снижении порогов клонических судорог и тонической фазы судорог с летальным исходом, а также в уменьшении латентного периода возникновения указанных судорог.

Таким образом, антитела к глутамату и ГАМК обнаруживали высокую иммунобиологическую специфичность при моделировании острой генерализованной эпилептической активности у мышей C57Bl/6. Антитела к глутамату оказывали противосудорожное действие, а антитела к ГАМК в аналогичных условиях опыта оказывали проконвульсивное действие. Оппозитным оказался эффект действия антител к возбуждающим и тормозным аминокислотам и при воспроизведении экспериментального нейрогенного болевого синдрома (Кукушкин М.Л. и др., 2007), и при развитии стресс-реакции (Евсеев В.А. и др., 2009). Анализируя приведенные выше данные можно прийти к заключению, что антитела к глутамату и ГАМК отличаются высоким избирательным действием в биологических тестах и могут рассматриваться как антагонисты нейротрансмиттеров.

Изучение влияния внутрибрюшинного введения очищенных антител к глутамату на развитие повышенной судорожной готовности мозга при ПТЗ киндлинге показало, что их введение не оказывало влияния ни на латентный период появления первых судорожных реакций, ни на тяжесть судорог. В процессе киндлинга повторное введение антител также не влияло ни на количество животных с судорогами, ни на их тяжесть. Введение антител к ГАМК также не оказывало влияния на латентный период появления первых судорожных реакций. Но, в дальнейшем, наблюдалось увеличение количества животных с судорогами и тяжести судорог до 5-и баллов. Отсутствие противосудорожного действия антител к глутамату на развитие повышенной судорожной готовности мозга при киндлинге может быть связано как с применением их в относительно небольшой дозе (что требует проведения дополнительных исследований), так и с видом моделируемой эпилептической активностью (Chapman A.G., 2000). Кроме того, для подавления хронической эпилептизации мозга требуется, по-видимому, не однократное, а многократные введения антител к глутамату. Для решения этого вопроса необходимо проведения дополнительных исследований. С другой стороны, известно, что не все антиконвульсанты могут являться истинными антиэпилептическими средствами, и наоборот - вещества, купирующие эпилептогенез, не обязательно должны быть антиконвульсантами. Принято считать, что термин «антиэпилептические» следует относить к веществам, тормозящим процесс эпилептизации мозга, тогда как термин «противосудорожные» - к препаратам, препятствующим развитию судорог. На основании этого можно сделать вывод, что механизмы хронического эпилептогенеза (в данном случае, в виде киндлинг-вызванной повышенной судорожной готовности мозга) и острой судорожной реакции неоднозначны, т.е., судороги, возникающие после однократного введения конвульсанта, и судороги, вызываемые конвульсантом в условиях киндлинга, имеют разную природу и разные условия ее реализации.

Антитела к ГАМК, напротив, в выбранных нами условиях опыта оказывали проконвульсивный эффект на хроническую эпилептизацию мозга. Известно, что возникновение эпилептической активности обусловлено нарушением баланса между тормозными и возбуждающими механизмами в пользу преобладания возбуждения. Конвульсантное действие ПТЗ связывают в основном с ингибированием Cl^--проводимости ГАМК_А-рецепторного комплекса, т.е. с нарушением тормозных ГАМКергических механизмов (Карпова М.Н., Ребров И.Г., 2002; Coulter et al., 1990). Антитела к ГАМК при их системном введении способны проникать через ГЭБ и подавлять активность ГАМКергической системы, с чем, по-видимому, и связан их проконвульсивный эффект.

Киндлинг - как процесс постепенно нарастающей судорожной готовности мозга - имеет стадийность. На ранней стадии киндлинга, когда судороги еще не возникли, развитию патологического процесса - эпилептогенезу - предшествует усиление защитных саногенетических механизмов - активация антиэпилептогенных механизмов - и пока они эффективны - судороги не развиваются. На средней и заключительной стадии киндлинга, когда судороги возникли и их тяжесть увеличивается, происходит ослабление анти- и усиление про- эпилептогенных механизмов (Карпова М.Н., Ребров И.Г., 2002; Ребров И.Г. и др., 2006, 2007, 2008). Нами показано, что на средней и заключительной стадии киндлинга, введение антител к глутамату мышам C57Bl/6 с повышенной в результате киндлинга судорожной активностью мозга также оказывает противосудорожное действие, вызывая повышение порогов клонических судорог и тонической фазы судорог с летальным исходом и увеличивает латентный период их возникновения.

Интраназальное введение широко применяется в клинической и экспериментальной практике как высокоэффективный способ доставки в организм пептидов, белков и моноклональных антител и др. (Ross T.M. et al., 2004, 2008). При интраназальном введении вещества, в том числе и г-глобулины, могут проникать в мозг, минуя ГЭБ, в течение 1,5-4,5 мин в концентрациях на 88-98% выше, чем при других способах введения (Ross T.M. et al., 2004; Gizurarson S. et al., 2006). Следовательно, при таком способе введения эффекты антител к глутамату могут быть более выраженными. Изучение влияния очищенных антител к глутамату при их интраназальном введении показало, что они также оказывают противосудорожное действие в дозах значительно более низких (83 раза), чем при внутрибрюшинном введении. Аналогичные данные были получены и другими авторами при анализе эффективности действия антител к глутамату на развитие стресс-реакций и на модели фокальной фотоиндуцируемой ишемии префронтальной коры головного мозга крыс (Захарова И.А., 2009; Романова Г.А. и др., 2012).

Совпадение эффектов активной иммунизации конъюгатом глутамат-БСА и разных способах введения антител к глутамату свидетельствует о существовании общего механизма их действия на ЦНС. Известно, что высокомолекулярные вещества, в том числе и антитела, способны проникать через ГЭБ. Подтверждением этому служат данные об обнаружении аутоантител к фрагменту GluR3 и GluR1 АМРА-рецепторов и ферменту GAD в СМЖ у больных эпилепсией (Пинелис В.Г., Сорокина Е.Г., 2008; Peltola J. et al., 2000; Ganor Y. et al., 2004; Liimatainen S. et al., 2010), а также данные об изменении уровней серотонина и дофамина и их метаболитов в структурах головного мозга при внутрибрюшинном введении антител к серотонину (Евсеев В.А. и др., 2001). Антитела к нейромедиаторам при активной иммунизации и их системном введении способны проникать через ГЭБ в ЦНС в количестве достаточном для изменения функциональной активности нервной системы. По-видимому, в результате связывания глутамата проникшими в ЦНС антителами происходит подавление активности глутаматергической системы, достаточный для того, чтобы до некоторой степени восстановить нарушенный баланс, с чем, возможно, и связан противосудорожный эффект антител к глутамату.

Исследования, проведенные на модели фокальной пенициллининдуцирунемой эпилептической активности на ненаркотизированных свободно передвигающихся крысах самцах линии Вистар показали, что предварительное интраназальное введение антител к глутамату оказывает противосудорожное действие. Наиболее выраженным противосудорожным эффектом являлось увеличение латентного периода появления иктальных разрядов и значительное уменьшение частоты их генерирования. Известно, что возникновение иктальных разрядов сопровождается значительно большим (примерно в 2 раза) падением внеклеточной концентрации Са2+, чем возникновение интериктальных разрядов (Hablitz J.J., Heinemann U., 1987; Pumain et. al., 1987). Вероятно поэтому, блокаторы Са2+ каналов предотвращают возникновение в первую очередь иктальные разряды (Карпова М.Н. и др., 1991,1993). Преимущественное подавление иктальных разрядов обнаружено и другими авторами при исследовании противосудорожного действия других препаратов, а также таких антиконвульсантов, как вальпроат натрия, диазепам, дифенилгидантоин, в сложный механизм действия которых входит и блокада Са2+ каналов нейрональных мембран (Fueta Y., Avoli M., 1992; D'Antuono M. et al., 2010). Можно предположить, что инактивация глутамата антителами приводит к ослаблению гиперактивности глутаматных рецепторов, снижая вход Са2+ в нейрон. Преимущественное подавление иктальных разрядов оказывают и препараты, такие как карбамазепин и топирамат, в механизм действия которых помимо блокады натриевых каналов входит и угнетение глутаматергической нейротрансмиссии (D'Antuono M. et al., 2010). Вместе с тем, для выяснения влияния антител к глутамату на частоту генерирования интериктальных разрядов необходимо проведение дополнительных исследований на более «слабых» очагах эпилептической активности, характеризующихся только генерацией интериктальных разрядов, и, по-видимому, применение более высоких доз антител к глутамату (Карпова М.Н., 1991, 1993; Fueta Y., Avoli M., 1992).

Таким образом, результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что нейроиммуномодуляция, осуществляемая антителами к глутамату и ГАМК, которые играют ключевую роль в возникновении эпилептической активности, изменяет активность патологической эпилептической системы. Антитела к глутамату оказывают противосудорожное действие, а антитела к ГАМК - опозитное, проконвульсивное.

На основании представленных выше результатов исследования можно прийти к заключению, что разностороннее исследование механизмов эпилептогенеза, в частности, изучение роли нейроиммунных процессов в патогенезе эпилепсии, является исключительно важным и перспективным направлением.

ВЫВОДЫ

1. Развитие хронической эпилептизации мозга - пентилентетразолового киндлинга - сопровождается усиленной продукцией аутоантител к глутамату и ГАМК. Выявлено снижение частоты обнаружения аутоантител к глутамату в динамике развития киндлинга у мышей C57Bl/6.

2. Активная иммунизация конъюгатом глутамат-бычий сывороточный альбумин оказывает противосудорожное действие на острые генерализованные судороги, вызывая повышение порогов клонических судорог и тонической фазы судорог с летальным исходом, а также увеличивая латентный период появления указанных судорог у мышей линий C57Bl/6 и ВАLВ/с. Этот эффект наиболее выражен у мышей ВАLВ/с более чувствительных к действию конвульсанта.

3. Антитела к глутамату оказывают противосудорожное действие на острые генерализованные судороги, вызванные введением пентилентетразола у мышей C57Bl/6 и на фокальную пенициллининдуцированную эпилептическую активность в коре головного мозга крыс линии Вистар.

4. Антитела к глутамату оказывают противосудорожное действие на острую генерализованную эпилептическую активность у мышей C57Bl/6 с повышенной в результате киндлинга судорожной готовностью мозга.

5. Антитела к ГАМК оказывают проконвульсивное действие на острую генерализованную эпилептическую активность, вызывая уменьшение порогов клонических судорог и тонической фазы судорог с летальным исходом, а также уменьшая латентный период появления указанных судорог у мышей C57Bl/6.

6. Антитела к ГАМК при их однократном внутрибрюшинном введении оказывают проконвульсивное действие, вызывая увеличение количества животных с судорогами и тяжести судорог в процессе хронической эпилептизации мозга мышей C57Bl/6 - пентилентетразолового киндлинга. Антитела к глутамату в аналогичных условиях опыта не влияют на развитие хронической эпилептизации мозга мышей.

7. Антитела к возбуждающим и тормозным нейротрансмиттерам глутамату и ГАМК, играющих ключевую роль в патогенезе эпилептической активности, оказывают нейромодулирующее действие, изменяя активность патологической эпилептической системы.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Карпова М.Н., Ветрилэ Л.А., Клишина Н.Ю., Трекова Н.А., Кузнецова Л.В., В.А.Евсеев. Повышение порогов судорожной реакции к конвульсанту коразолу после активной иммунизации конъюгатом глутамат-БСА мышей разных генетических линий // Бюл. экспер. биол. - 2003. - Т. 136. - № 9. - С. 287-289.

2. Карпова М.Н., Ветрилэ Л.А., Клишина Н.А., Кузнецова Л.В., Трекова Н.А., Евсеев В.А. Иммуномодулирующее действие антител к глутамату и ГАМК на генерализованую и эпилептическую активность // Тез. докл. III Росc. конгресса по патофизиологии «Дизрегуляционная патология органов и систем». Москва 9-12 ноября 2004. - С. 100.

3. Евсеев В.А., Карпова М.Н., Ветрилэ Л.А., Клишина Н.Ю., Кузнецова Л.В., Трекова Н.А. Антитела к глутамату при системном введении повышают пороги судорожной реакции к пентилентетразолу // Бюл. экспер. биол. - 2005. - Т. 140. - № 9. - С. 276-278.

4. Карпова М.Н., Ветрилэ Л.А., Трекова Н.А., Кузнецова Л.В., Клишина Н.Ю., Евсеев В.А. Нейроиммуномодулирующее действие антител к ГАМК на острую генерализованную и хроническую эпилептическую активность // Бюл. экспер. биол. - 2006. - Т. 142. - №11. - С. 505-508.

5. Карпова М.Н., Ветрилэ Л.А., Трекова Н.А., Кузнецова Л.В., Клишина Н.А. Нейроиммуномодулирующее действие антител к ГАМК на острую генерализованую и хроническую и эпилептическую активность // Тез. докл. 4 Российской конференции «Нейроиммунопатология». Патогенез. - 2006. - № 1. - С. 56.

6. Карпова М.Н., Ветрилэ Л.А., Кузнецова Л.В., Клишина Н.Ю., Трекова Н.А. Влияние системного введения антител к глутамату на судорожную реакцию мышей C57Bl/6, подвергшихся пентилентетразоловому киндлингу // Бюл. экспер. биол. - 2007. - Т. 143. - № 6. - С. 611-613.

7. Ветрилэ Л.А., Карпова М.Н., Трекова Н.А., Кузнецова Л.В., Клишина Н.Ю., Евсеев В.А. Иммунобиологическая специфичность антител к глутамату и г-аминомасляной кислоте // Бюл. экспер. биол. - 2007. - Т. 143. - №5. - С. 572-575.

8. Evseev V.A., Vetrile L.A., Karpova M.N., Kukushkin M.L., Igonkina S.I., Kuznetzova L.V. Immunobiological specifity of antibodies to glutamate and GABA in the experimental epilepsy and pain syndrome // Abstracts. International symposium «Interaction of the nervous and immune systems in health and disease» - St-Peterburg. , May 31-June 2, 2007. - P. 21-22.

9. Ветрилэ Л.А., Трекова Н.А., Карпова М.Н., Кузнецова Л.В., Клишина Н.А. Аутоантитела к глутамату и ГАМК при развитии хронической эпилептизации мозга мышей C57Bl/6 // Тез. докл. 5 Российской конференции «Нейроиммунопатология». Патогенез. 2008. - № 2. - С. 38-39.

10. Кузнецова Л.В., Карпова М.Н., Ветрилэ Л.А., Клишина Н.Ю., Трекова Н.А., Евсеев В.А. Влияние активной иммунизации конъюгатом глутамат-БСА и системного введения антител к глутамату на острую генерализованную и хроническую эпилептическую активность мышей // Тез. докл. 5 Российской конференции «Нейроиммунопатология». Патогенез. - 2008. - № 2. - С. 52.

11. Кузнецова Л.В., Карпова М.Н., Ветрилэ Л.А., Клишина Н.Ю., Трекова Н.А. Влияние системного введения антител к глутамату на острую судорожную реакцию мышей С57Bl/6 // Патол.физиол.и эксперим.терапия. - 2009. - № 1. - С. 33-35.

12. Ветрилэ Л.А., Кузнецова Л.В., Клишина Н.Ю., Карпова М.Н. Аутоантитела к глутамату, ГАМК, серотонину и дофамину в динамике развития хронической эпилептизации мозга мышей С57Bl/6 // Патол.физиол.и эксперим.терапия. - 2010. - № 2. - С.11-14.

13. Кузнецова Л.В., Ветрилэ Л.А, Клишина Н.Ю., Карпова М.Н. Влияние антител к глутамату на судорожную реакцию мышей С57Bl/6 при хроническом эпилептогенезе // Патол.физиол.и эксперим.терапия. - 2011. - № 3. - С. 21-24.

14. Ветрилэ Л.А., Кузнецова Л.В., Клишина Н.Ю., Карпова М.Н. Аутоантитела к нейромедиаторам в динамике развития хронической эпилептизации мозга мышей C57Bl/6 // Нейроимунология. - 2011. - Т. 11. - № 3-4. - С. 44-45.

15. Кузнецова Л.В., Ветрилэ Л.А., Клишина Н.Ю., Карпова М.Н.. Влияние антител к глутамату на судорожную реакцию мышей С57Bl/6 при хроническом эпилептогенезе // Патол.физиол.и эксперим.терапия. - 2011. - № 3. - С. 21-24.

16. Карпова М.Н., Ветрилэ Л.А., Кузнецова Л.В., Клишина Н.Ю. Повышение порогов судорожной реакции после активной иммунизации конъюгатом глутамат-БСА мышей и при системном введение антител к глутамату // Патогенез. - 2011. - №1. - С. 21-26.

17. Карпова М.Н., Кузнецова Л.В., Ветрилэ Л.А., Клишина Н.Ю. Противосудорожное действие антител к глутамату на фокальную эпилептическую активность. Тез. докл. 7 Российской конференции «Нейроиммунопатология». Патогенез. - 2012. - № 3. - С. 51-52.

18. Карпова М.Н., Кузнецова Л.В., Ветрилэ Л.А., Клишина Н.Ю. Повышение порогов судорожной реакции после интраназального введения антител у мышей С57Bl/6 // Бюлл. эксперим. биол. и мед. - 2013. - Т. 155. - № 3. - С. 282-285.

19. Кузнецова Л.В., Карпова М.Н., Ветрилэ Л.А., Клишина Н.Ю. Влияние антител к глутамату на фокальную пенициллининдуцированную эпилептическую активность // Бюлл. эксперим. биол. и мед. - 2013. - Т. 155. - № 5. - С. 555-558.

Размещено на Allbest.ru