Спосіб полегшення хронічного болю, викликаного тривалим периферійним запаленням

Реферат: Спосіб полегшення хронічного болю, викликаного тривалим периферійним запаленням, що базується на інтратекальному введенні блокаторів іонотропних глутаматних рецепторів, 2+ причому в ньому використовують потенціал-залежні блокатори іонотропних глутаматних Са проникних рецепторів АМРА типу нового покоління ІЕМ-1460 та ІЕМ-1925 з активаційнозалежними властивостями, що дозволяють блокувати лише гіперактивовані АМРА рецептори без впливу на нормальні фізіологічні процеси спинного мозку і суттєво знижують як термальну, так і механічну гіперчутливість, полегшуючи таким чином хронічний біль, викликаний периферійним запаленням. UA 94492 U (54) СПОСІБ ПОЛЕГШЕННЯ ХРОНІЧНОГО БОЛЮ, ВИКЛИКАНОГО ТРИВАЛИМ ПЕРИФЕРІЙНИМ ЗАПАЛЕННЯМ UA 94492 U UA 94492 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель може бути використана в медицині та нейрофізіології для лікування та полегшення хронічного болю, а саме термальної та механічної гіпералгезії, спричиненої запаленням, інфекцією, ушкодженням тканини чи нерва. Такий біль є однією з найголовніших проблем охорони здоров'я в усьому світі, адже турбує приблизно 10 % населення розвинених країн світу і призводить до втрати більш ніж $100 млрд. на рік через зниження працездатності та витрат на профілактику. Успіх лікування хронічного болю обмежений нашим неповним розумінням молекулярних і клітинних механізмів, що лежать в основі його розвитку і підтримання. Сьогодні відомо, що посилена активація глутаматних рецепторів у нейронах спинного мозку при больових синдромах лежить в основі центральної сенситизації, що є механізмом розвитку і підтримання хронічного болю. Основною ідеєю корисної моделі є використання нового покоління блокаторів іонотропних глутаматних рецепторів -аміно-3-гідрокси-5-метил-4-ізоксазолпропіонової кислоти (AMPА) типу для вивчення ролі цих рецепторів у патогенезі хронічного болю від запалення. Блокатори вибірково діють на АМРА рецептори, проникні для іонів кальцію. Наші попередні дослідження демонструють, що кількість АМРА рецепторів, проникних для іонів кальцію, значно зростає у нейронах спинного мозку під час хронічного запалення, і таке зростання є необхідною передумовою для підтримання хронічного запального болю. Важливо, що блокуюча дія нових сполук підсилюється при гіперактивації АМРА рецепторів, що спостерігається при хронічному запальному болю. Враховуючи ці активаційно-залежні властивості нових блокаторів, ми очікуємо, що їх використання не буде призводити до змін нормальної сенсорної та больової передачі інформації, яка опосередковується головним чином 2+ кальцій-непроникними АМРА рецепторами, проте усуватиме гіперактивацію Са -проникних АМРА рецепторів, що розвивається у нейронах спинного мозку при хронічному болю. Найбільш близьким до способу, що заявляється, є спосіб [Ren et al, The effects of a noncompetitive NMDA receptor antagonist, MK-801, on behavioral hyperalgesia and dorsal horn neuronal activity in rats with unilateral inflammation, Pain, 1992], за допомогою якого полегшується термальна гіпералгезія, викликана підшкірною ін'єкцією запального реагента Фройнда CFA шляхом інтратекального введення блокатора іонотропних глутаматних рецепторів, а саме неконкурентного N-метил-D-аспартат (NMDA) рецепторного антагоніста дизоцелпіну малеату (МК-801) 31,5/мкг з метою полегшення запального болю. Застосування цього блокатора значно полегшувало термальну гіпералгезію та знижувало її тривалість у порівнянні з контролем. Але МК-801 не полегшує механічну больову чутливість та впливає і на нормальну больову чутливість, тобто впливає на нормальні фізіологічні процеси спинного мозку, що є небажаним ефектом. Задачею корисної моделі, що заявляється, є створення способу суттєвого полегшення хронічного болю від периферичного запалення, а саме полегшення не лише термальної, а й механічної гіпералгезії, викликаної підшкірною ін'єкцією CFA шляхом інтратекального введення блокаторів іонотропних глутаматних рецепторів. З цією метою заявляються нещодавно 2+ розроблені активаційно-залежні блокатори Са -проникних АМРА рецепторів N-N-H-Trimethyl-5[(triciclo[3.3.1.13,7]dec-1-ylmethyl)amino]-1-pentaminiumbromide hydrobromide (IEM-1460) (каталожний номер Tocris bioscience 1636) та N (1)-(1-phenylcyclohexyl) pentane-1,5-diaminium bromide (IEM-1925) (каталожний номер Tocris bioscience 4198) при їх дії на синаптичні та позасинаптичні гіперактивовані АМРА рецептори нейронів дорзального рога без впливу на нормальні фізіологічні процеси у спинному мозку. Спосіб, що заявляється, дозволяє блокувати лише гіперактивовані іонотропні глутаматні рецептори АМРА типу без впливу на нормальні фізіологічні процеси спинного мозку, що відкриє нові можливості для розробки новітніх терапевтичних підходів у лікуванні хронічного запального болю. Технічним результатом корисної моделі, що заявляється, є полегшення хронічного болю, викликаного периферичним запаленням, асоційованим з гіперактивацією АМРА рецепторів у нейронах дорзального рога (ДР) спинного мозку, а саме зменшення термальної та механічної гіпералгезії без впливу на нормальні фізіологічні процеси у спинному мозку. Поставлена задача вирішується завдяки інтратекальному застосуванню потенціал-залежних блокаторів АМРА рецепторів ІЕМ-1460 та ІЕМ-1925. Запропонований спосіб дозволяє вибірково блокувати патологічну гіперактивацію АМРА рецепторів у нейронах ДР при мінімальній їх дії за фізіологічних умов для корекції змін функціонування АМРА рецепторів, викликаних хронічним запальним болем. Суть способу, що заявляється, полягає в тому, що спочатку щурам вводять інтратекально до люмбального відділу спинного мозку катетер РЕ-10 під кетаміновою анестезією. Тим щурам, які після операції не мають рухових порушень в задню кінцівку вводять масляний розчин 1 UA 94492 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 запального реагенту CFA. Після індукції запалення інтратекально вводять водний розчин ІЕМ1460 або ІЕМ-1925, через деякий час після виникнення запалення (в нашій моделі через 30 та 90 хвилин). Приклад Дослідження проводили на двадцятиденних щурах лінії Вістар. Здійснювали інтратекальне введення ІЕМ-1460 або ІЕМ-1925 у граничних концентраціях 20 мкМ, 30 мкМ та 300 мкМ через 30 або 90 хвилин після індукції периферичного запалення задньої кінцівки щура, викликаного інтраплантарною ін'єкцією запального реагента Фройнда (CFA). Після введення блокаторів кожні 30 хвилин реєстрували затримку у відсмикуванні іпсі- та контралетеральної кінцівок протягом шести годин з моменту індукції запалення, а потім до десятого дня один раз на день. Частоту відсмикування задньої кінцівки вимірювали з першого по п'ятий день один раз на день. Оцінювали блокуючу дію ІЕМ-1460 та ІЕМ-1925 як дію на іпсілатеральну кінцівку відносно контралатеральної та відносно дії запального реагенту без застосування блокаторів. Під час проведення дослідів по вимірюванню латентності відсмикування кінцівки при дії ІЕМ1460 було виявлено суттєве послаблення больових відчуттів, яке досягало свого максимуму через 2,5 годин після застосування ІЕМ-1460 у концентрації 30 мкМ та 300 мкМ. Послаблення хронічного болю не мало концентраційної залежності і спостерігалося лише у фазі розвитку запального болю та не спостерігалось у фазі підтримання болю. Кількість використаних тварин n = 5-14 (фіг. 1). Під час проведення дослідів по вимірюванню латентності відсмикування кінцівки при дії ІЕМ1925, було виявлено достовірне послаблення запального болю у фазі його розвитку. Ефект спостерігався відразу після введення ІЕМ-1925 у концентраціях 20мкМ та 300 мкМ (1,5 год. після інтраплантарного введення CFA), що свідчить про те, що цей блокатор більш потужний, ніж ІЕМ-1460. Кількість використаних тварин n = 6-14 (фіг. 2). Отже, фіг. 1, 2 демонструють ефект статистично достовірного зниження термальної больової чутливості, викликаної периферичним запаленням задньої кінцівки щура. Також були проведені досліди, що демонструють ефективність потенціал-залежного блокатора ІЕМ-1492 для зниження механічної гіперчутливості методом філаментів вон Фрея (фіг. 3). На рисунку наглядно продемонстровано зниження тактильної больової чутливості у частоті відсмикування задньої кінцівки щурів у відповідь на філаменти вагою 2 г, 4 г та 8 г., 2+ відкладені до часу, після ін'єкції CFA. Селективний інгібітор Са -проникних AMP А рецепторів, ІЕМ-1460 був застосований інтратекально при концентрації 20 мкМ одноразово через 1,5 год. після CFA (n = 4-6). Ми встановили, що ІЕМ-1460 у концентрації 30 мкмоль/л, який вводили інтратекально через 1,5 години після індукції периферійного запалення, істотно і достовірно знижував периферичну гіперчутливість, яка розвивалась в результаті введення CFA. Таке полегшення периферичного болю спостерігалось лише протягом періоду підтримання запального болю (1-5 днів), однак не спостерігалось на етапі його розвитку (1-6 годин після ін'єкції CFA). Крім того, виявлене нами зменшення гіперчутливості не залежало від концентрації блокатора, оскільки ми не виявили достовірних змін між ефектами блокатора, застосованого у концентраціях 30 мкмоль/л та 300 2+ мкмоль/л (р>0.5). Тестуючи нещодавно розроблений специфічний блокатор Са -проникних AMP А рецепторів, ГЕМ-1925, який характеризується активаційно-залежними властивостями і дія якого підсилюється при гіперактивації синапсів, ми виявили, що його ефект був подібним до ефекту ІЕМ-1460. А саме, ми спостерігали істотне послаблення термальної та механічної периферичної гіперчутливості, викликаної ін'єкцією CFA, на етапі хронічного болю, тоді як істотних змін гіперчутливості протягом розвитку запального болю (1-6 годин після CFA) не було 2+ виявлено. Отримані нами результати демонструють істотну роль Са -проникних АМРА рецепторів у нейронах спинного мозку у підтриманні хронічного болю та свідчать про терапевтичний ефект використання даних блокаторів у полегшенні хронічного запального болю, що може мати прикладне значення. Основною перевагою даного способу є те, що запропоновані нами нові, нещодавно 2+ розроблені активаційно-залежниі блокатори Са -проникних АМРА рецепторів дозволять блокувати лише гіперактивовані АМРА рецептори без впливу на нормальні фізіологічні процеси спинного мозку, а також відсутність концентраційного ефекту, тобто можливість використання мінімальних терапевтичних доз, а також відсутність побічних ефектів та явища звикання що, у свою чергу, відкриє нові можливості для розробки новітніх терапевтичних підходів у лікуванні хронічного запального болю. Такий підхід щодо дослідження динаміки поведінки АМРА рецепторів між синаптичною і позасинаптичною мембранами та внутрішньоклітинним середовищем за умов хронічного запалення у світі не проводились. Попередніми роботами нашої лабораторії у співпраці із 2 UA 94492 U 5 10 15 дослідниками Університету Джона Хопкінса було з'ясовано молекулярний механізм, що лежить 2+ в основі збільшення кількості Са -проникних АМРА рецепторів у синапсах нейронів ДР, однак дані стосовно молекулярного механізму регуляції позасинаптичних АМРА рецепторів у цих нейронах на сьогодні повністю відсутні. Крім того, ще ніколи не досліджувалась можливість використання каналоблокаторів, які характеризуються активаційно-залежною дією, для корекції змін функціонування АМРА рецепторів, викликаних хронічним запальним болем. Такі дослідження є новітніми і цінними завдяки можливості вибіркового блокування патологічної гіперактивації АМРА рецепторів у нейронах ДР при мінімальній їх дії за фізіологічних умов. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб полегшення хронічного болю, викликаного тривалим периферійним запаленням, що базується на інтратекальному введенні блокаторів іонотропних глутаматних рецепторів, який відрізняється тим, що в ньому використовують потенціал-залежні блокатори іонотропних 2+ глутаматних Са -проникних рецепторів АМРА типу нового покоління ІЕМ-1460 та ІЕМ-1925 з активаційно-залежними властивостями, що дозволяють блокувати лише гіперактивовані АМРА рецептори без впливу на нормальні фізіологічні процеси спинного мозку і суттєво знижують як термальну, так і механічну гіперчутливість, полегшуючи таким чином хронічний біль, викликаний периферійним запаленням. Фіг. 1 3 UA 94492 U Фіг. 2 4 UA 94492 U Фіг. 3 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5