Оценка безопасности и токсикокинетики препарата лития хлорида для инъекционного введения на карликовых свиньях

Соли лития давно применяют при лечении биполярного расстройства. Их высокий потенциал в качестве нейропротекторных средств при ишемиях головного мозга обуслoвливает актуальность доклинических исследований для регистрации новых лекарственных препаратов на их основе. Цель исследования – изучение токсических свойств и местной переносимости с оценкой токсикокинетики разрабатываемого препарата лития хлорида для инъекционного введения на карликовых свиньях при многократном внутривенном введении. Материал и методы. Лития хлорид (раствор для внутривенного введения 4,2 %) вводили карликовым свиньям (контрольная и три экспериментальные группы животных по 3 самца и 3 самки) в течение 28 суток в дозах 12,6, 29,4 и 63 мг/кг. Оценивали общетоксические свойства, местнораздражающее действие и основные фармакококинетические параметры (C_max, AUC_0-24, MRT, T_1/2, V_ss и Cl). Содержание ионов лития в сыворотке крови определяли колориметрическим методом с применением хинизарина. Результаты и их обсуждение. Выявлены токсические свойства препарата, выраженные в изменении клинического состояния (рвота после введения, угнетение поведения и отказ от корма), отрицательной динамике массы тела, клинико-лабораторных изменениях, укорочении интервала «QT», сопровождавшиеся отклонениями по результатам патоморфологического исследования (очаговая инфильтрация, с единичными очагами некроза почечных канальцев, очаги фиброза в почках, замещение ткани щитовидной железы жировой тканью). Признаков местнораздражающего действия тестируемого препарата не обнаружено. Для оценки параметров токсикокинетики разработана и валидирована биоаналитическая методика (калибровочный диапазон – от 0,17 до 5,45 мкг/мл), не уступающая по своим характеристикам коммерческим наборам реагентов. По результатам анализа биоматериала установлено отсутствие кумуляции лития в организме карликовых свиней при многократном применении тестируемого препарата. Выявлены дозы препарата, обеспечивающие токсические концентрации лития (выше 3 мкг/мл) в сыворотке крови карликовых свиней. Установлена доза, не оказывающая видимого нежелательного эффекта (NOAEL), составившая 12,6 мг/кг, и наименьшая доза, оказывающая нежелательный эффект (LOAEL) – 29,4 мг/кг. Заключение. Отмечена целесообразность комплексного подхода к рассмотрению токсических проявлений и токсикокинетики, включая аналитическую составляющую исследований такого рода. Полученные результаты необходимо принимать во внимание для оценки соотношения польза/риск при клиническом применения инъекционного препарата лития хлорида.

1. Королев М.А., Коненков В.И., Рачковская Л.Н., Ершов К.И., Байкалов Г.И., Байкалова Н.Е., Бахарева К.И., Мадонов П.Г. Изучение фармакокинетических параметров нового нормотимического лекарственного средства на основе комплекса цитрата лития, оксида алюминия и полиметилсилоксана. Сиб. науч. мед. ж. 2019;39(6):14–21. doi: 10.15372/SSMJ20190602

2. Королев М.А., Рачковская Л.Н., Мадонов П.Г., Шурлыгина А.В., Рачковский Э.Э., Летягин А.Ю., Коненков В.И., Чурин А.А., Дубская Т.Ю., Ветошкина Т.В., Сандрикина Л.А., Фомина Т.И., Федорова Е.П. Оценка острой токсичности лекарственного средства на основе комплекса лития цитрата, полиметилсилоксана, оксида алюминия. Сиб. науч. мед. ж. 2020;40(5):46–52. doi: 10.15372/SSMJ20200505

3. Шилов Г.Н., Шабанов П.Д., Шадыро О.И. Когнитивный и противогипоксический компоненты в ноотропном эффекте Li-солей основных тормозных аминокислот в сравнении с антигипоксантами с пирокатехиновой структурой. Мед. новости. 2017;(3):58–61.

4. Архипов В.И., Капралова М.В., Першина Е.В. Эксайтотоксичность и экспериментальные подходы к нейропротекции. Соврем. пробл. науки и образ. 2013;(5):486.

5. Беленичев И.Ф., Черний В.И., Нагорная Е.А., Павлов С.В., Черний Т.В., Горчакова Н.А., Бухтиярова Н.В., Андронова И.А., Кучеренко Л.И. Нейропротекция и нейропластичность. Киев: Полиграф плюс, 2014. 512 с.

6. Лосенков И.С., Плотников Е.В., Епимахова Е.В., Бохан Н.А. Литий в психофармакологии аффективных расстройств и механизмы его эффектов на клеточную физиологию. Ж. неврол. и психиатрии. 2020;120(11):108–115. doi: 10.17116/jnevro2020120111108

7. Гоголева И.В., Громова О.А., Торшин И.Ю., Гришина Т.Р., Пронин А.В. Нейробиологическая роль солей лития. Ж. неврол. и психиатрии. 2022; 122(11):17–23. doi: 10.17116/jnevro202212211117

8. Мороз В.В., Силачев Д.Н., Плотников Е.Ю., Зорова Л.Д., Певзнер И.Б., Гребенчиков О.А., Лихванцев В.В. Механизмы повреждения и защиты клетки при ишемии/реперфузии и экспериментальное обоснование применения препаратов на основе лития в анестезиологии. Общ. реаниматол. 2013;9(1):63. doi: 10.15360/1813-9779-2013-1-63

9. Пронин А.В., Громова О.А., Торшин И.Ю., Стельмашук Е.В., Александрова О.П., Генрихс Е.Е., Хаспеков Л.Г. О нейропротективных свойствах солей лития в условиях глутаматного стресса. Неврол., нейропсихиатрия, психосоматика. 2017; 9(3):111–119. doi:10.14412/2074-2711-2017-3-111-119

10. Черпаков Р.А., Гребенчиков О.А. Влияние концентрации хлорида лития на его нейропротекторные свойства при ишемическом инсульте у крыс. Общ. реаниматол. 2021;17(5):101–110. doi: 10.15360/1813-9779-2021-5-101-110

11. Плотников Е.Ю., Зоров Д.Б., Зорова Л.Д., Певзнер И.Б., Гребенчиков О.А., Лихванцев В.В., Силачев Д.Н., Мороз В.В. Лечение отeков головного и спинного мозга ишемического, травматического токсического и инфекционного генеза с помощью гипертонического раствора солей лития. Пат. 021560B1 EA. Опубл. 30.07.2015.

12. Гребенчиков О.А., Лобанов А.В., Шайхутдинова Э.Р., Кузовлев А.Н., Ершов А.В., Лихванцев В.В. Кардиопротекторные свойства хлорида лития на модели инфаркта миокарда у крыс. Патол. кровообращения и кардиохирургия. 2019;23(2):43–49. [In Russian]. doi: 10.21688/1681-3472-2019-2-43-49

13. ГребенчиковО.А.,Черпаков Р.А.,ЕвсеевА.К., Ершов А.В., Кузовлев А.Н., Лончинский П.А., Петриков С.С., Шабанов А.К. Влияние хлорида лития на летальность и неврологический дефицит при ишемическом инсульте у крыс. Неотлож. мед. помощь. 2021;10(4):676–686. doi: 10.23934/2223-9022-2021-10-4-676-686

14. Гребенчиков О.А., Кузовлев А.Н., Баева А.А. О перспективах применения лития хлорида при новой коронавирусной инфекции COVID-19. Анестезиол. и реаниматол. 2020;6(2):40–44. doi: 10.17116/anaesthesiology202006240

15. Raghavendra P.B., Lee E., Parameswaran N. Regulation of macrophage biology by lithium: a new look at an old drug. J. Neuroimmune Pharmacol.2014;9(3):277–284. doi: 10.1007/s11481-013-9516-y

16. Doeppner T.R., Kaltwasser B., Sanchez-Mendoza E.H., Caglayan A.B., Bähr M., Hermann D.M. Lithium-inducedneuroprotectioninstrokeinvolvesincreased miR-124 expression, reduced RE1-silencing transcription factor abundance and decreased protein deubiquitination by GSK3β inhibition-independent pathways. J. Cereb. Blood Flow Metab.2017;37(3):914–926. doi: 10.1177/0271678X16647738

17. Taliyan R., Ramagiri S. Delayed neuroprotection against cerebral ischemia reperfusion injury: putative role of BDNF and GSK-3β. J. Recept. Signal Transduct. Res.2016;36(4):402–410. doi: 10.3109/10799893.2015.1108338

18. Кузовлев А.Н., Гребенчиков О.А., Мешков М.А., Долгих В.Т., Прокофьев М.Д., Шпичко Н.П., Ершов А.В. Влияние хлорида лития на эндотелиоциты при синдроме системной воспалительной реакции у пациентов с тяжелой сочетанной травмой. Вестн. интенсив. терапии. 2020;(3):115–121. doi: 10.21320/1818-474X-2020-3-115-121

19. Гребенчиков О.А., Долгих В.Т., Прокофьев М.Д., Касаткина И.С., Ершов А.В. Протективный эффект лития хлорида на эндотелиоциты при септическом шоке. Общ. реаниматол. 2020;16(3):94–105. doi: 10.15360/1813-9779-2020-3-94-105

20. Черпаков Р.А., Кузовлев А.Н., Макаревич Д.Г., Лобанов А.В., Ершов А.В., Гребенчиков О.А. Влияние различных концентраций хлорида лития на уровень p-GSK-3β в модели ишемического инсульта. Патол. физиол. и эксперим. терапия. 2021;65(4):26–33. doi: 10.25557/0031-2991.2021.04.26-33

21. Гребенчиков О.А., Касаткина И.С., Каданцева К.К., Мешков М.А., Баева А.А. Влияние лития хлорида на активацию нейтрофилов под действием сыворотки пациентов с септическим шоком (экспериментальное исследование). Общ. реаниматол. 2020;16(5):45–55. doi: 10.15360/1813-9779-2020-5-45-55

22. Гребенчиков О.А., Касаткина И.С., Кузовлев А.Н., Лобанов А.В., Ершов А.В. Влияние хлорида лития на активацию нейтрофилов при развитии синдрома системного воспалительного ответа у пациентов после операций на сердце с использованием аппарата искусственного кровообращения. Патол. физиол. и эксперим. терапия. 2020;64(4):47–53. doi: 10.25557/0031-2991.2020.04.47-53

23. Мазукина Е.В., Шекунова Е.В., Косман В.М., Уракова И.Н., Котельникова И.Г., Фонарев М.Ю., Ежова Е.А., Закалюкина Е.В., Макарова М.Н., Макаров В.Г. Изучение эффективности и безопасности препарата Хондроитин сульфат в доклинических исследованиях. Безопасность и риск фармакотерапии. 2021;9(1):43–57. doi: 10.30895/2312-7821-2021-9-1-43-57

24. Вавилова В.А., Шекунова Е.В., Джайн Е.А., Балабаньян В.Ю., Озеров А.А., Макарова М.Н., Макаров В.Г. Экспериментальное изучение токсических свойств препарата VMU-2012-05 – оригинального ненуклеозидного ингибитора обратной транскриптазы ВИЧ-1. Фармация и фармакол. 2021;9(3):205–221. doi:10.19163/2307-9266-2021-9-3-205-221

25. Косман В.М., Карлина М.В., Мазукина Е.В., Глобенко А.А., Джайн Е.А., Макарова М.Н., Макаров В.Г. Изучение безопасности и токсикокинетики препарата эзомепразол в доклинических исследованиях. Безопасность и риск фармакотерапии. 2023;11(2):176–190. doi:10.30895/2312-7821-2023-11-2-342

26. Zhang Y., Huo M., Zhou J., Xie S. PKSolver: An add-in program for pharmacokinetic and pharmacodynamic data analysis in Microsoft Excel. Comput. Methods Programs Biomed. 2010;99(3):306–314. doi: 10.1016/j.cmpb.2010.01.007

27. Swine in the laboratory: surgery, anesthesia, imaging, and experimental techniques. Eds.: M.M. Swindle, A.C. Smith. Boca Raton: CRC press, 2007. 496 р.

28. Sheikh M., Qassem M., Triantis I.F., Kyriacou P.A. Advances in therapeutic monitoring of lithium in the management of bipolar disorder. Sensors (Basel). 2022;22(3):736. doi: 10.3390/s22030736

29. Nederlof M., Heerdink E.R., Egberts A.C.G., Wilting I., Stoker L.J., Hoekstra R., Kupka R.W. Monitoring of patients treated with lithium for bipolar disorder: an international survey. Int. J. Bipolar Disord. 2018;6(1):12. doi: 10.1186/s40345-018-0120-1

30. Ивабути Е., Одасима Ц. Композиции реактивов для определения лития и способ и устройство для определения количества ионов лития с ее использованием. Пат. JP2012087928A/ RU2014144680. Опубл. 20.12.2015.

31. Qassem M., Hickey M., Kyriacou P.A. Colorimetric determinations of lithium levels in drop-volumes of human plasma for monitoring patients with bipolar mood disorder. Annu. Int. Conf. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. 2016;2016:5160–5163. doi: 10.1109/EMBC.2016.7591889

32. Kim J.H., Diamond D., Lau K.T. Development of portable device for monitoring the lithium level from bipolar disorder patients. 2011 5th International Conference on Pervasive Computing Technologies for Healthcare (PervasiveHealth) and Workshops: proc. conf., 23–26 May 2011. Dublin. 2011. P. 230–233.

33. Gracia L.G., Rodríguez L.C., Ceba M.R. Spectrophotometric determination of lithium with quinizarin in drugs and serum. Talanta. 1997;44(1):75–83. doi: 10.1016/s0039-9140(96)02018-8

34. Карлина М.В., Косман В.М., Абрамович Р.А., Арчакова О.А., Барыбина Т.Н., Власенко Ю.В., Гузеватых Л.С., Ковалева Е.Л., Корель А.В., Кощиц Д.В., … Тулегенова А.У. Риск-ориентированный подход к созданию лекарственного препарата. В кн.: Консультант GLP-Planet 2023. Мнение фармацевтической отрасли. СПб.: Дом Фармации, 2023. С. 47–74.

35. Guidance for Industry: Bioanalytical method for validation. Rockville, MD, U.S. Department of Health and Human Services, FDA, Center for Drug Evaluation and Research, Center for veterinary medicine 2018:41.

36. Guideline on bioanalytical method validation. EMEA/CHMP/EWP192217/2009. London: Committee for medicinal products for human use (CHMP), 2011. P. 22.

37. Решение Совета ЕЭК № 85 от 03.11.16 «Об утверждении Правил проведения исследований биоэквивалентности лекарственных препаратов в рамках Евразийского экономического союза». Приложение № 6 «Требования к валидации биоаналитических методик испытаний и анализу исследуемых биологических образцов». 2016. Режим доступа: https://www.alta.ru/tamdoc/16sr0085/

38. Бочкарева И.И., Дьякова И.Н. Роль биогенных элементов в организме человека и применение их в медицине и фармации: учебное пособие для студентов фармацевтического факультета. Майкоп: Качество, 2016. 127 с.

39. ГОСТ Р ИСО 7870-2-2015. Статистические методы. Контрольные карты. Контрольные карты Шухарта. 2015. 46 c.

40. Jakobsson E., Argüello-Miranda O., Chiu S.W., Fazal Z., Kruczek J., Nunez-Corrales S., Pandit S., Pritchet L. Towards a unified understanding of lithium action in basic biology and its significance for applied biology. J. Membr. Biol. 2017;250(6):587–604. doi: 10.1007/s00232-017-9998-2

41. Fairbrother F., Petzl N., Scott J., Kisely S. Lithium can cause hyperthyroidism as well as hypothyroidism: A systematic review of an under-recognised association. Aust. N. Z. J. Psychiatry. 2019;53(5):384–402. doi: 10.1177/0004867419833171

42. Wen J., Sawmiller D., Wheeldon B., Tan J. A review for lithium: pharmacokinetics, drug design, and toxicity. CNS Neurol. Disord. Drug Targets. 2019;18(10):769–778. doi: 10.2174/1871527318666191114095249

43. Couffignal C., Chevillard L., El Balkhi S., Cisternino S., Declèves X. The pharmacokinetics of lithium. In book: The Science and Practice of Lithium Therapy. Springer: Cham, 2017. P. 25–53. doi: 10.1007/978-3-319-45923-3_2

44. McGlone J.J., Kelley K.W., Gaskins C.T. Lithium and porcine aggression. J. Anim. Sci. 1980;51(2):447–455. doi: 10.2527/jas1980.512447x

45. Mormede P., Dantzer R. Pharmacokinetics of lithium in pigs. Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics.1978;1:309–312. doi: 10.1111/j.1365-2885.1978.tb00344.x