Цитопротективный эффект неопиатных аналогов лей-энкефалина на фоне воздействия ингибитора орнитиндекарбоксилазы

Целью исследования явилась оценка вовлечения системы полиаминов в реализацию цитопротективного действия неопиатных аналогов лей-энкефалина в условиях окислительного стресса. Материал и методы. Пульмональные фибробласты крыс инкубировали с пептидом НАЛЭ (Phe–D-Ala–Gly–Phe–Leu–Arg, 0,1 мкМ) и его структурным аналогом пептидом G (Phe–D-Ala–Gly–Phe–Leu–Gly, 0,1 мкМ), некоторые серии – с дифторметилорнитином (ДФМО, 2 мМ). Окислительный стресс моделировали добавлением в культуральную среду Н₂О₂ (100 мкМ). На монослоях изучали морфометрические параметры нуклео-нуклеолярного аппарата фибробластов, пролиферативную активность клеток, особенности экспрессии p53. Результаты. Инкубирование фибробластов с Н₂О₂ приводит к стресс-реакции клеток, о чем свидетельствуют полное отсутствие митотической активности, достоверное уменьшение плотности клеточной культуры, увеличение площади ядер и повышение доли р53-позитивных фибробластов. Инкубирование с блокатором синтеза орнитиндекарбоксилазы ДФМО вызывало ухудшение состояния клеточной культуры: снижался митотический индекс, еще более значительно увеличивалось количество фибробластов, экспрессирующих р53. Предварительное инкубирование (до добавления Н₂О₂) с пептидами НАЛЭ и G уменьшало, но не исключало полностью негативное воздействие Н₂О₂ на клеточную культуру. Предварительное совместное инкубирование клеточных монослоев с пептидами и ДФМО показывало более выраженный цитопротективный эффект при окислительном стрессе. Так, в серии с НАЛЭ доля р53-позитивных фибробластов, плотность культуры, размер ядер фибробластов не имели отличий от контрольных параметров; регистрировалось достоверное увеличение суммарной площади ядрышек в ядрах клеток. В серии с пептидом G доля р53-позитивных фибробластов, размер их ядер, количество и суммарная площадь ядрышек были аналогичны контрольным показателям, выявлено достоверное возрастание плотности клеточной культуры по сравнению с контролем. Заключение. Результаты проведенного исследования указывают на прямое цитопротективное действие пептидов – неопиатных аналогов лей-энкефалина, в том числе в условиях блокады системы полиаминов.

1. Сазонова Е.Н., Лебедько О.А., Пинаева О.Г. Цимбалист Н.А., Куприянова Д.А., Тарасов П.К., Малофей Ю.Б. Роль аминокислоты аргинин и оксида азота в реализации цитопротективного действия неопиатного аналога лей-энкефалина in vitro. Клеточ. технол. в биол. и мед. 2021;(3):194–200. doi: 10.47056/1814-3490-2021-3-194-200

2. Rider J.E., Hacker A., Mackintosh C.A., Pegg A.E., Woster P.M., Casero R.A.Jr. Spermine and spermidine mediate protection against oxidative damage caused by hydrogen peroxide. Amino Acids. 2007;33(2):231–240. doi: 10.1007/s00726-007-0513-4

3. Егоров О.С., Борисова Н.Ю., Борисова Е.Я., Режаббаев М.Л., Афанасьева Е.Ю., Арзамасцев Е.В. Структура и биологическое действие аналогов и производных биогенных полиаминов. Тонкие химические технологии. 2021;16(4):287–306. doi: 10.32362/2410-6593-2021-16-4-287-306

4. Tong F., Liu S., Yan B., Li X., Ruan S., Yang S. Endogenous ornithine decarboxylase/polyamine system mediated the antagonist role of insulin/PEG-CMCS preconditioning against heart ischemia/reperfusion injury in diabetes mellitus. Int. J. Nanomedicine. 2018;13:2507–2520. doi: 10.2147/ijn.s160848

5. Grossi M., Phanstiel O., Rippe C., Swärd K., Alajbegovic A., Albinsson S., Forte A., Persson L., Hellstrand P., Nilsson B.O. Inhibition of polyamine uptake potentiates the anti-proliferative effect of polyamine synthesis inhibition and preserves the contractile phenotype of vascular smooth muscle cells. J. Cell. Physiol. 2016;231(6):1334–1342. doi: 10.1002/jcp.25236

6. Самохвалов В.А., Сметанина М.Д., Мусейкина Н.Ю., Мельников Г.В., Федотова О.В., Игнатов В.В. Влияние низкой концентрации перекиси водорода на метаболизм клеток крови. Биомед. химия. 2003;49(2):122–127.

7. Морфологическая диагностика. Подготовка материала для гистологического исследования и электронной микроскопии: руководство. Ред. Д.Э. Коржевский. СПб.: СпецЛит, 2013. 127 с.

8. Lewinska A., Wnuk M., Grzelak A., Bartosz G. Nucleolus as an oxidative stress sensor in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Redox Rep. 2010;15(2):87–96. doi: 10.1179/174329210x12650506623366

9. Сазонова Е.Н., Кузнецова М.С., Васильева Е.А., Мищенко Н.П., Цимбалист Н.А., Лебедько О.А. Цитопротективный эффект Эхинохрома А в первичной культуре пульмональных фибробластов белых крыс в условиях окислительного стресса. Клеточ. технол. в биол. и мед. 2020;(2):125–128.

10. Сазонова Е.Н., Лебедько О.А., Денисюк Г.А., Жмеренецкий К.В., Добрых В.А. Цитопротективный эффект неопиатного аналога лей-энкефалина в первичной культуре пульмональных фибробластов в условиях окислительного стресса. Казан. мед. ж. 2019;100(1):153–157. doi: 110.17816/KMJ2019-153

11. Yoon K.B., Park K.R., Kim S.Y., Han S.Y. Induction of nuclear enlargement and senescence by sirtuin inhibitors in glioblastoma cells. Immune Netw. 2016;16(3):183–188. doi: 10.4110/in.2016.16.3.183

12. Zou C., Vlastos A.T., Yang L., Wang J., Nishioka K., Follen M. Effects of difluoromethylornithine on growth inhibition and apoptosis in human cervical epithelial and cancerous cell lines. Gynecol. Oncol. 2002;85(2):266–273. doi: 10.1006/gyno.2002.6599

13. Grossi M., Persson L., Swärd K., Turczyńska K.M., Forte A., Hellstrand P., Nilsson B.O. Inhibition of polyamine formation antagonizes vascular smooth muscle cell proliferation and preserves the contractile phenotype. Basic Clin. Pharmacol. Toxicol. 2014;115(5):379–388. doi: 10.1111/bcpt.12237

14. Brooks W.H. Viral impact in autoimmune diseases: expanding the “X Chromosome-Nucleolus Nexus” hypothesis. Front. Immunol. 2017;8:1657. doi: 10.3389/fimmu.2017.01657

15. Shim H.W., Moon M.S., Shin K.S., Cho H.J., Yoo B.S., Kim I.G. Alpha-difluoromethylornithine, ornithine decarboxylase inhibitor, antagonizes H2O2-induced cytotoxicity in HL-60 leukemia cells: regulation of iron-dependent lysosomal damage. Cell. Biol. Toxicol. 2003;19(6):393–405. doi: 10.1023/b:cbto.0000013355.63593.35