ON THE EFFECT OF THE NEUROPEPTIDE COMPOUND ACTH(6-9)-PRO-GLY-PRO ON THE LEVEL OF PRO- AND ANTI-INFLAMMATORY INTERLEUKINS

ВЛИЯНИЕ НЕЙРОПЕПТИДНОГО СОЕДИНЕНИЯ АКТГ(6-9)-PRO-GLY-PRO НА УРОВЕНЬ ПРО – И ПРОТИВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ИНТЕРЛЕЙКИНОВ

Научная статья

Ясенявская А.Л.^1, *, Цибизова А.А.², Андреева Л.А.³, Мясоедов Н.Ф.⁴, Башкина О.А.⁵, Самотруева М.А.⁶

^{1, 2, 5, 6} Астраханский государственный медицинский университет, Астрахань, Россия;

^{3, 4} Институт молекулярной генетики Национального исследовательского центра Курчатовский институт, Москва, Россия

* Корреспондирующий автор (yasen_9[at]mail.ru)

Аннотация

В данном исследовании проводилась оценка влияния меланокортинового нейропептидного соединения АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro на уровень про- и противовоспалительных интерлейкинов (IL-1β, IL-4, IL-6) в условиях «социального» стресса. В качестве экспериментальной модели «социального» стресса был выбран сенсорный контакт, в результате чего все животные по типу поведения были разделены на агрессоров и жертв. В дальнейшем все крысы с учетом особенностей поведения были разделены на группы: контрольные животные (контроль); животные, в течение 20 дней подвергавшиеся воздействию стресса (стресс); группы крыс, получавших внутрибрюшинно в дозе 100 мкг/кг/сут курсом 20 дней нейропептидное соединение АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro, начиная с 1-го дня воздействия стресс-фактора. Уровень интерлейкинов IL-1β, IL-4 и IL-6 определяли методом иммуноферментного анализа. «Социальный» стресс, сформированный в данном эксперименте, сопровождается изменением продукции интерлейкинов, что позволяет рассматривать стресс, независимо от факторов, как основной индуктор продукции провоспалительных цитокинов. Оценка влияния меланокортинового нейропептида на уровень IL-1β, IL-4 и IL-6 в условиях «социального» стресса показала, что действие АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro направлено на восстановление уровней изучаемых про- и противовоспалительных интерлейкинов у стрессированных животных.

Ключевые слова: «социальный» стресс, меланокортины, нейропептиды, интерлейкин-1β (IL-1β), интерлейкин-4 (IL-4), интерлейкин-6 (IL-6).

ON THE EFFECT OF THE NEUROPEPTIDE COMPOUND ACTH(6-9)-PRO-GLY-PRO ON THE LEVEL OF PRO- AND ANTI-INFLAMMATORY INTERLEUKINS

Research article

Yasenyavskaya A.L.^1, *, Tsibizova A.A.², Andreeva L.A.³, Myasoedov N.F.⁴, Bashkina O.A.⁵, Samotrueva M.A.⁶

^{1, 2, 5, 6} Astrakhan State Medical University, Astrakhan, Russia;

^{3, 4} Institute of Molecular Genetics of National Research Centre Kurchatov Institute, Moscow, Russia

* Корреспондирующий автор (yasen_9[at]mail.ru)

Abstract

The current study evaluates the effect of the melanocortin neuropeptide compound ACTH(6-9)-Pro-Gly-Pro on the level of pro- and anti-inflammatory interleukins (IL-1ß, IL-4, IL-6) under conditions of "social" stress. Sensory contact was chosen as an experimental model of "social" stress, as a result of which all animals were divided into aggressors and victims according to the type of behavior. Subsequently, all the rats were divided into groups based on their behavior: control animals (control); animals exposed to stress in the course 20 days (stress); groups of rats that were administered the neuropeptide compound ACTH(6-9)-Pro-Gly-Pro intraperitoneally at a dose of 100 mcg / kg /day in the course of 20 days starting from the 1st day of stress factor exposure. The level of interleukins IL-1ß, IL-4 and IL-6 was determined via enzyme immunoassay. The "social" stress formed in this experiment was accompanied by a change in interleukin production. This fact allows the authors to consider stress as the main inducer of pro-inflammatory cytokines production regardless of factors. An assessment of the effect of melanocortin neuropeptide on the level of IL-1ß, IL-4 and IL-6 under conditions of "social" stress showed that ACTH(6-9)-Pro-Gly-Pro is aimed at restoring the levels of the studied pro- and anti-inflammatory interleukins in stressed animals.

Keywords: "social" stress; melanocortins, neuropeptides, interleukin-1β (IL-1β), interleukin-4 (IL-4), interleukin-6 (IL-6).

Введение

На сегодняшний день пристальное внимание уделяется изучению патогенетических механизмов развития изменений со стороны различных систем организма, в том числе иммунной, возникающих в условиях длительного воздействия стрессогенных факторов [1]. Установлено, что длительное воздействие стресс-фактора приводит к истощению адаптационных резервов организма и, в конечном итоге, к развитию иммунных нарушений, что может является одним из факторов развития аутоиммунных, аллергических, онкологических и многих других заболеваниях [2]. Возникающие патологические изменения требуют незамедлительного терапевтического воздействия, что определяет актуальность поиска средств коррекции стресс-индуцированных иммунных нарушений, в том числе и уровня про- и противовоспалительных интерлейкинов, поскольку доказана роль некоторых из них, как триггера в каскаде иммунных нарушений [3].

В настоящее время особый интерес исследователей привлекают соединения нейропептидной природы, обладающие биорегуляторными механизмами действия, которые способны оказывать и стресс-защитную активность [4], [5]. Одним из таких препаратов является меланокортиновый препарат Семакс, содержащий пролин и глицин. Доказано, что Семакс обладает анксиолитической, антиамнестической, антиоксидантной и иммунотропной активностью [6], [7]. На его основе синтезирован аналог АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro, который на данный момент проходит доклиническое изучение фармакологических эффектов [8]. Несмотря на наличие информации о его фармакологической активности, данных о его влиянии на динамику изменения уровня про- и противовоспалительных интерлейкинов на фоне воздействия стрессовых факторов недостаточно.

Цель исследования: изучить влияние меланокортинового нейропептидного соединения АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro на уровень про- и противовоспалительных интерлейкинов (IL-1β, IL-4, IL-6) в условиях «социального» стресса.

Материалы и методы исследования

Все эксперименты проводились на белых крысах самцам 6-8-месячного возраста. Животные содержались в стандартных условиях и беспрепятственным допуском к воде и пище. Манипуляции проводились согласно Приказа Минздрава России № 199н от 04/01/2016. «Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики» (GLP).

В дальнейшем все крысы с учетом особенностей поведения были разделены на группы: контрольные животные (контроль); животные, в течение 20 дней подвергавшиеся воздействию стресса (стресс); опытные группы крыс, получавшие внутрибрюшинно в дозе 100 мкг/кг/сут, начиная с 1-го дня воздействия стресс-фактора, курсом 20 дней нейропептидное соединение меланокортиной природы АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro.

В качестве модели «социального» стресса был выбран сенсорный контакт. Животных помещали парами в экспериментальные клетки, разделенные пополам прозрачной перегородкой с отверстиями, которые позволяли им видеть, слышать и воспринимать запахи друг друга, но препятствовали физическому взаимодействию. Перегородку убирали ежедневно на 10 минут, что приводило к межсамцовым конфронтациям. В результате были сформированы группы животных с агрессивным и субмиссивным типом поведения.

Уровень интерлейкинов определяли методом иммуноферментного анализа с использованием иммунологического анализатора «Multiscan FC» и применением высокочувствительных наборов ELISA Kit for Interleukin 1 Beta (IL-1β) (США); ELISA Kit for Interleukin 6 (IL-6) (США); ELISA Kit for Interleukin 4 (IL-4) (США). Иммуноферментный анализ проводилась в соответствии с методическими инструкциями, прилагаемыми к наборам.

Результаты эксперимента были статистически обработаны с использованием программ: Microsoft Office Excel 2007 (Microsoft, США), BIOSTAT 2008 Professional 5.1.3.1. Для обработки полученных результатов использовался параметрический метод (критерий Манна-Уитни). Значимость различий в экспериментальных группах оценивалась на уровне значимости р≤0,05.

Результаты

Результаты исследования влияния нейропептидного соединения АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro на уровень про- и противовоспалительных интерлейкинов в условиях «социального» стресса показаны на рисунке.

 

Рис. 1 – Уровень интерлейкинов в сыворотке крови белых крыс в условиях экспериментального «социального» стресса под влиянием АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro

Примечание: * – p ≤ 0,05 – относительно контроля; # – p ≤ 0,05 – относительно группы «социальный» стресс  

В результате проведенной работы по определению уровня про- и противовоспалительных интерлейкинов было установлено, что в сыворотке крови животных, подвергшихся стрессу, наблюдалось статистически значимое повышение уровня IL-1β и IL-6 у особей с агрессивным типом поведения более чем на 42% (р<0,05) и 26% (р˃0,05), у крыс с субмиссивным типом - на 59% (р<0,01) и 16% (р˃0,05) соответственно по сравнению с животными в контрольной группе. Концентрация IL-4 снизилась в обеих группах, однако данные изменения не имели статистической значимости.

Оценка влияния нейропептидного соединения АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro на уровень изучаемых интерлейкинов в условиях «социального» стресса показала, что исследуемое соединение способствовало подавлению продукции провоспалительных IL-1β и IL-6, что сопровождалось снижением их уровней у животных с агрессивным типом поведения по сравнению со стрессированными животными на 33% (р<0,05) и 12% (р˃0,05) соответственно; в группах животных с субмиссивным типом поведения – на 35% (р<0,05) и 16% (р˃0,05). Что касается исследования уровня IL-4 при введении в условиях «социального» стресса, то было отмечено восстановление этого показателя практически до контрольных значений.

Обсуждение

В настоящее время в рамках развития направления по изучению функционирования единой цитокиновой сети организма возникает необходимость в детальном анализе изменений продукции отдельных интерлейкинов при различных патофизиологических состояниях, в том числе возникших на фоне стрессовых воздействий. «Социальный» стресс, сформированный в нашем эксперименте, сопровождается увеличением продукции IL-1β, IL-6, что позволяет рассматривать стресс как основной индуктор продукции цитокинов семейства провоспалительных интерлейкинов. Действие изучаемого нейропептидного меланокортинового соединения АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro направлено на восстановление уровня про- и противовоспалительных интеролейкинов у стрессированных животных, что может указывать на механизм стресс-защитного действия, который реализуется в рамках функционирования единой цитокиновой сети.

Вывод

Таким образом, проведенное исследование установило наличие у нейропептидного меланокортинового соединения АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro выраженного стресс-протекторного действия за счет восстановления уровня про- и противовоспалительных интерлейкинов, что актуализирует дальнейшее детальное изучение опосредованного цитокиновыми факторами механизма антистрессорного эффекта нейропептидов.

Финансирование Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, грант РФФИ № 19-04-00461.	Funding The work was carried out with the financial support of the Russian Foundation for Basic Research, RFBR grant No. 19-04-00461.
Конфликт интересов Не указан.	Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Benham G. Stress and sleep remain significant predictors of health after controlling for negative affect / G. Benham, R. Charak // Stress Health. – 2019. – Vol. 35. – no. 1. – P. 59-68. DOI: 10.1002/smi.2840.
2. Yasenyavskaya A. Effects of neuropeptides on behavior of rats in open field test and experimentally induced social stress / A. Yasenyavskaya, M. Samotrueva, A. Tsibizova et al. // Archiv euromedica. – 2020. – Vol. 10. – no. 3. – P. 25-28 DOI: 10.35630/2199-885X/2020/10/3.5
3. Cohen S. Stage Model of Stress and Disease / S. Cohen, A P. J. Gianaros, S. B. Manuck // Perspectives on Psychological Science. – 2016. –Vol. 11. – no. 4. –P. 56-63. DOI: 10.1177/1745691616646305.
4. Carr R. Neuropeptides in sensory signal processing / R. Carr, S. Frings // Cell and Tissue Research. – 2019. – 375(1). – P. 217-225. DOI: 10.1007/s00441-018-2946-3
5. Kanunnikova N. P. Neuroprotective properties of neuropeptides / N. P. Kanunnikova // Journal of the Grodno State Medical University. – 2017. – Vol. 15. – no. 5. – P. 492-498. DOI: 10.25298/2221-8785-2017-15-5-492-498
6. Samotrueva M. Influence of neuropeptides acth(4-7)-pro-gly-pro and acth(6-9)-pro-gly-pro on the intensity of redox reactions under experimental depression / M. Samotrueva, A. Yasenyavskaya, A. Tsibizova et al. // Archiv euromedica. – 2020. – Vol. 10. – no. 3. – P. 29-32 DOI: 10.35630/2199-885X/2020/10/3.6
7. Thiele T.E. Neuropeptides and Addiction: An Introduction International / T. E. Thiele // Review of Neurobiology. – 2017. – Vol. 136. – P. 1-3. DOI: 10.1016/bs.irn.2017.07.001
8. Himmerich H. Stress-induced cytokine changes in rats / H. Himmerich, J. Fischer, K. Bauer et al. // European Cytokine Network. –2013. – Vol. 24(2). – P. 97-103. DOI: 10.1684/ecn.2013.0338.