ЛАБОРАТОРИЯ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОГО СКРИНИНГА

Одним из основных направлений научной деятельности НИИ фармакологии имени В.В. Закусова традиционно является поиск и фармакологическое доклиническое изучение новых оригинальных высокоэффективных кардиотропных лекарственных средств. С 1955 по 2005 год это направление исследований возглавляла Лауреат Государственной премии, заслуженный деятель науки проф., д.м.н. Наталия Вениаминовна Каверина (1924-2014). В настоящее время это направление исследований возглавляет ученик Н.В. Кавериной д.м.н. Сергей Александрович Крыжановский.

Заведующий лабораторией

Сергей Александрович Крыжановский

доктор медицинских наук,

автор более 300 научных работ,

в том числе 14 монографий,

справочников, учебников и 29 патентов.

Тел.: (495) 601-21-85

E-mail: SAK-538@yandex.ru,krijanovskiy@academpharm.ru

Сотрудники лаборатории:

член-корреспондент РАН И.М.Рощевская (главный научный сотрудник), д.м.н. И.Б.Цорин (ведущий научный сотрудник), к.б.н. М.Б.Вититнова (старший научный сотрудник), к.м.н. В.Н.Столярук (старший научный сотрудник), В.В.Барчуков (научный сотрудник), Е.С.Пекельдина (научный сотрудник), Е.О.Ионова (научный сотрудник), Е.И.Барчукова (младший научный сотрудник) и С.А.Симоненко (лаборант-исследователь).

Основным направлением деятельности лаборатории является поиск и изучение механизма действия кардио- и ангиотропных лекарственных средств.

С 2022 г. сотрудники лаборатории фармакологического скрининга участвуют в выполнении следующих проектов:

«Изучение патофизиологических механизмов формирования алкоголь-обусловленной патологии сердца и поиск молекулярных мишеней для фармакологической коррекции выявленных нарушений», руководитель д.м.н. С.А.Крыжановский;

«Создание новых химических структур – потенциальных лигандов фармакологических мишеней для лечения нервнопсихических и сердечно-сосудистых заболеваний», руководитель член-корреспондент РАН Т.А.Гудашева;

«Доклиническая оценка безопасности лекарств и экспериментальная разработка средств для здоровье-сбережения и профилактики заболеваний, обусловленных взаимодействием организма с неблагоприятными факторами окружающей среды», руководитель член-корреспондент РАН А.Д.Дурнев.

Ранее, в период с 2019 по 2021 год сотрудники лаборатории выполняли исследования в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук по теме 0521-2019-0005 «Поиск фармакологических мишеней для создания инновационных кардио- и ангиотропных лекарственных средств» (руководитель д.м.н. С.А.Крыжановский)

Основные достижения

Фундаментальные исследования, проведенные под руководством Н.В.Кавериной, посвященные изучению взаимосвязи между структурой и действием в ряду производных фенотиазина, впервые в мире показали, что замена в 10-м положении фенотиазина диалкил-аминоалкильной группировки на диалкиламиноацильную в существенной мере изменяет их биологическую активность – соединения теряют психотропную и приобретают кардиотропную активность. Выявленная закономерность послужила основанием для синтеза и фармакологического изучения большой группы аминоацильных производных двухзамещенных фенотиазинов.

Первым успехом в этом направлении был синтез и фармакологическое изучение 10-(β-диэтиламинопропионил)-2-хлорфенотиазина – препарата хлорацизина, обладающего антиишемической активностью. В 60-70-х годах препарат достаточно широко применялся в клинике.

Однако наибольшим успехом в этом направлении был синтез 10-аминоацильных производных фенотиазинов, содержащих в качестве аминокомпонента различные 1,4-диазабицикло-(4,m,О)-алкильные радикалы, среди которых был выявлен, фармакологически изучен и внедрен в широкую клиническую практику оригинальный антиишемический препарат нонахлазин. Препарат обладал сложным механизмом действия, в частности, являлся парциальным агонистом β1-адренорецепторов, в силу чего проявлял не только собственно антиишемическую, но и кардиотоническую активность. Жидкая лекарственная форма нонахлазина по своей эффективности не уступала сублингвальным формам органических нитратов, при этом была лишена свойственных им побочных эффектов.

Не менее интересные соединения были получены при введении уретанового заместителя в положение 2 цикла 10-аминоацильных производных фенотиазина. В результате систематического фармакологического изучения этих соединений среди них были отобраны два антиаритмических препарата лидера – гидрохлорид этилового эфира 10-(β-морфолинопропионил) фенотиазин-2-карбаминовой кислоты – препарат этмозин (морацизин) и его диэтиламиновый аналог препарат этацизин. Изучение электрофизиологических механизмов действия этмозина показало, что препарат обладает сложным механизмом действия и включает в себя свойства антиаритмиков IA, IB и IC классов по классификации Vaughan Williams, что позволило выделить его в отдельный ID класс антиаритмиков. В отличие от подавляющего большинства антиаритмических лекарственных средств, этмозин в среднетерапевтических дозах практически не проявляет проаритмической активности и не оказывает отрицательного инотропного действия. Достоинством препарата является то, что он эффективен не только для профилактики и купирования наджелудочковых и желудочковых нарушений ритма сердца, но и высокоэффективен у больных ИБС в плане профилактики внезапной сердечной смерти. Этмозин широко применялся не только в нашей стране, но и в США. По мнению выдающегося американского кардиолога B. Lown в 80-х годах ХХ века этмозин являлся лучшим антиаритмическим средством в мире. Этацизин обладает близким к этмозину спектром антиаритмической активности, однако в отличие от него является истинным представителем IC класса, в силу чего имеет более узкие показания к применению.

В результате фундаментальных исследований в ряду производных 10,11-дигидро-5Н-дибенз[b,f]азепина были синтезированы и изучены ранее неизвестные уретановые производные, среди которых был отобран и фармакологически изучен 3-карбэтоксиамино,5-диметиламиноацетил – 10,11-дигидро-5Н-дибенз [b,f] азепина гидрохлорид – препарат боннекор (тирацизин). Изучение особенностей его электрофизиологического действия показало, что боннекор сочетает в себе свойства антиаритмиков IA, IB и IV класса антиаритмиков по классификации Vaughan Williams. Препарат применялся для лечения наджелудочковых и желудочковых аритмий как в нашей стране, так и в Германии.

В последнее десятилетие сотрудники лаборатории особое внимание в своей работе уделяют поиску оригинальных биомишеней для создания инновационных кардиотропных лекарственных средств. В рамках решения этой проблемы в результате систематических доклинических исследований было убедительно показано, что:

– сигма1 рецепторы (σ1-R), которые в настоящее время рассматривают как эволюционно сложившийся «ремонтный» комплекс клетки, являются оригинальной биомишенью для создания инновационных кардиотропных лекарственных средств;

– белок р16 можно рассматривать как оригинальную биомишень для создания инновационных лекарственных средств для предотвращения стресс-обусловленного сенесенса клеток миокарда в условиях постинфарктной хронической сердечной недостаточности. Результаты этих исследований носят приоритетный характер;

– регуляторные белки Ерас2 можно рассматривать как оригинальную биомишень для создания инновационных лекарственных средств для профилактики/лечения злокачественных нарушений сердечного ритма, патогномоничных для алкогольной кардиомиопатии. Результаты этих исследований носят приоритетный характер.

Впервые было продемонстрировано наличие у низкомолекулярных миметиков NGF выраженной ангиотропной активности, что позволяет рассматривать их как потенциальные кандидаты для создания инновационных ангиотропных лекарственных средств, а TrkA рецепторы как оригинальную биомишень:

– соединение ГК-1 [HOOC-(CH2)2-CO-Glu-Lys-NH2 (амид N-сукцинил-L-глутамил-L-лизина)] – селективный антагонист TrkA рецепторов, – потенциально может быть использовано для создания нового оригинального лекарственного средства для подавления патологического неоангиогенеза при диабетической ретино- и нефропатии, глаукоме, псориазе, злокачественных новообразованиях и др.;

– соединение ГК-2 [(HOOC-(CH2)2-CO-Glu-Lys-NH-СН2-СН2-СН2-)2 – гексаметилендиламид бис{N-моносукценил-глутамил-лизина}] – селективный агонист TrkA рецепторов, обладающий ангиогенной, антииишемической и кардиопротективной активностью, можно рассматривать как кандидат для создания лекарственного средства, стимулирующего «терапевтический ангиогенез».

Скрининг в ряду ,-диарилметильных производных бис-(-аминоалкил)аминов позволил впервые выявить соединение – лидер N1–(2,3,4-триметоксибензил)-N2–{2-[(2,3,4-триметоксибензил)амино]этил}-1,2-этандиамина (шифр АЛМ-802), обладающее выраженной антиишемической и антиаритмической активностью. При изучении электрофизиологических и молекулярных механизмов, лежащих в основе его кардиопртективной активности, было показано, что они во многом связаны со способностью соединения блокировать/оптимизировать в кардиомиоцитах активность рианодиновых рецепторов 2 типа (RyR2). Таким образом, в результате проведенных доклинических исследований найден кардиопротектор оригинального механизма действия. В настоящее время в кардиологической клинике антагонисты RyR2 не представлены.

В результате фундаментальных исследований, выполненных на трансляционной модели алкогольной кардиомиопатии, впервые выявлены тонкие электрофизиологические механизмы, лежащие в основе электрической нестабильности кардиомиоцитов, которые связаны с формированием в области лакун легочных вен аномального очага начальной деполяризации.

Не меньшее внимание сотрудники лаборатории уделяют внедрению в повседневную практику лаборатории современных методических приемов и экспериментальных моделей. Так, разработаны трансляционные модели алкогольной кардиомиопатии (патент РФ № 2646454) и постинфарктной сердечной недостаточности (патент РФ № 2744681), внедрены экспериментальные модели эндотелиальной дисфункции, субэндокардиальной ишемии, ишемии задней конечности и др. (см. подробно раздел «Услуги»). Полностью завершено методическое переоснащение лаборатории, позволяющее на уровне передовых технологий оценивать состояние сердечно-сосудистой системы у мелких лабораторных животных. В том числе, используются следующие методические приемы (см. подробно раздел «Услуги»):

«Гемодинамическая петля» (рressure–volume loop analysis) – оценка в динамике, в реальном масштабе времени механики сердца (более 30 показателей);

«Эхокардиография» – оценка в динамике, в реальном масштабе времени геометрии, толщины стенок сердца, локальной сократимости стенок сердца, направление потоков крови;

«Поликардиография» – оценка в динамике, в реальном масштабе времени, особенностей ре- и деполяризации тканей миокарда (60-100 эпикардиальных отведений);

«Микроциркуляция крови и лимфы» – оценка в динамике, в реальном масштабе времени, состояния микроциркуляторного русла в любом органе и ткани организма;

«Изолированная полоска миокарда» – фармакологический анализ.

Таким образом, в настоящее время НИИ фармакологии является единственным институтом среди учреждений аналогичного и близкого профиля в РФ, располагающим подобной комплексной методической базой.

Сотрудники лаборатории постоянно уделяют большое внимание и работе с молодыми специалистами. В настоящее время в лаборатории выполняется три дипломных работы, темы которых потенциально могут составить предмет кандидатских диссертаций.

Основные публикации сотрудников лаборатории за 2019-2021 гг.

1. Барчуков В.В., Цорин И.Б., Лихошерстов А.М., Вититнова М.Б., Мокров Г.В., Гудашева Т.А., Крыжановский С.А. Противоишемическая активность триамина АЛМ-802 в условиях эндотелиальной дисфункции // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019. Т.167, №4. С.443-446. [Barchukov V.V., Tsorin I.B., Likhosherstov A.M., Vititnova M.B., Mokrov G.V., Gudasheva T.A., Kryzhanovskii S.A. Anti-ischemic activity of triamine ALM-802 under conditions of endothelial dysfunction // Bull. Exp. Biol Med. 2019. V. 167, №4. P. 460-463. DOI: 10.1007/s10517-019-04549-2.]

2. Антипова Т.А., Николаев С.В., Крыжановский С.А., Пекельдина Е.С. Исследование протекторных свойств агониста TrkA-рецептора ГК-2 на модели окислительного стресса в культуре клеток сосудистого эндотелия человека (HUVEC) // Фармакокинетика и фармакодинамика. 2019. № 1. С. 18-21. DOI:10.24411/2587-7836-2019-10035

3. Мокров Г.В., Лихошерстов А.М., Барчуков В.В., Столярук В.Н., Цорин И.Б., Вититнова М.Б., Крыжановский С.А., Гудашева Т.А. Исследование влияния положения метокси-группы на кардиотропную активность соединения АЛМ-802 // Фармакокинетика и фармакодинамика. 2019. №1. С.6-10. DOI: 10.24411/2587-7836-2019-10033.

4. Крыжановский С.А., Цорин И.Б., Столярук В.Н., Вититнова М.Б., Ионова Е.О., Барчуков В.В., Мирошкина И.А., Сорокина А.В., Кожевникова Л.М., Дурнев А.Д. Хроническая сердечная недостаточность: Трансляционная модель // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019. Т.167, №5. С.655-660. [Kryzhanovskii S.A., Tsorin I.B., Stolyaruk V.N., Vititnova M.B., Ionova E.O., Barchukov V.V., Miroshkina I.A., Sorokina A.V., Kozhevnikova L.M., Durnev A.D. A translational model of chronic heart failure // Bull. Exp. Biol. Med. 2019. V. 167, № 5. P. 706-710. doi: 10.1007/s10517-019-04604-y.]

5. Крыжановский С.А., Цорин И.Б., Столярук В.Н., Вититнова М.Б., Ионова Е.О., Барчуков В.В., Кожевникова Л.М., Середенин С.Б. Изучение кардиопротективных эффектов фабомотизола гидрохлорида на трансляционной модели хронической сердечной недостаточности // Бюллетень эксп. биологии и медицины. 2019.Т.168, №7, С.39-44. [Kryzhanovskii S.A., Tsorin I.B., Stolyaruk V.N., Vititnova M.B., Ionova E.O., Barchukov V.V., Kozhevnikova L.M., Seredenin S.B. Examination of cardioprotective effects of fabomotizole hydrochloride in translational rat model of chronic heart failure // Bull. Exp. Biol. Med. 2019. 2019. V. 168, № 1. P. 33-37. doi: 10.1007/s10517-019-04639-1.]

6. Крыжановский С.А., Никифорова Т.Д., Дурнев А.Д. Роль регуляторных белков Ерас в физиологии и патологии сердечно-сосудистой системы. Часть I. Роль белков Ерас в физиологии и патологии сосудистого русла // Физиология человека. 2020. Т. 46, № 2. С. 94—111. DOI: 10.31857/S0131164620020071. [Kryzhanovsky S.A., Nikiforova T.D., Durnev A.D. Epac proteins and their role in the physiological and pathological processes in the cardiovascular system. Part 1: The role of Epac proteins in the physiological and pathological processes of the vasculature // Human Physiology. 2020. Т. 46, № 2. С. 200-215. DOI: 10.1134/S0362119720020073.]

7. Крыжановский С.А., Никифорова Т.Д., Вититнова М.Б., Дурнев А.Д. Роль регуляторных белков Ерас в физиологии и патологии сердечно-сосудистой системы. Часть II. Роль белков Ерас в физиологии и патологии сердца // Физиология человека. 2020. Т. 46, № 4. С. 113-134. DOI: 10.31857/S0131164620040074. [Kryzhanovskii S.A., Nikiforova T.D., Vititnova M.B., Durnev A.D. Epac Proteins and their role in the physiological and pathological processes in the cardiovascular system. Part II. The role of Epac proteins in the physiology and pathology of the heart // Human Physiology. 2020. V. 46, № 4. P. 443-464. DOI: 10.1134/S0362119720040076.]

8. Смирнова С.Л., Рощевская И.М., Столярук В.Н., Вититнова М.Б., Цорин И.Б., Крыжановский С.А. Деполяризация предсердий крыс при экспериментальном моделировании синдрома “праздничного сердца” // Доклады Российской академии наук. Науки о жизни. 2020. Т. 495, № 1. С. 616—619. DOI: 10.31857/S2686738920060232. [Smirnova S.L., Roshchevskaya I.M., Stolyaruk V.N., Tsorin I.B., Vititnova M.B., Tsorin I.B., Kryzhanovskii S.A. Depolarization of the rat atria in experimental simulation of the Holiday heart syndrome // Doklady Biochemistry and Biophysics. 2020. Vol. 495. P. 304-306. DOI:10.1134/S1607672920060149.]

9. Кожевникова Л.М., Барчуков В.В., Семенова Н.П., Вититнова М.Б., Крыжановский С.А. Изучение молекулярных механизмов, лежащих в основе кардиопротективного действия соединения АЛМ-802 // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2020. Т. 170, № 9. С. 301-305. [Kozhevnikova L.M., Barchukov V.V., Semenova N.P., Vititnova M.B., Kryzhanovskii S.A. Studies of molecular mechanisms underlying cardioprotective action of the ALM-802 Compound // Bull. Exp. Biol. Med. 2021. Vol. 170, № 3. P. 312-315. DOI: 10.1007/s10517-021-05058-x.]

10. Крыжановский С.А., Кожевникова Л.М., Вититнова М.Б., Ефимова А.О., Столярук В.Н., Цорин И.Б. К механизму кардиопротективного действия фабомотизола при алкогольной кардиомопатии // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2021. Т. 171, № 1. С. 54-58. DOI: 10.47056/0365-9615-2021-171-1-54-58 [Kryzhanovskii S.A., Kozhevnikova L.M., Vititnova M.B., Efimova A.O., Stolyaruk V.N., Tsorin I.B. On the mechanism of cardioprotective effect of fabomotizole in alcoholic cardiomyopathy // Bull. Exp. Biol. Med. 2021. Vol. 171, № 1. P. 41-44. DOI: 10.1007/s10517-021-05168-6.]

11. Кожевникова Л.М., Суханова И.Ф., Цорин И.Б., Вититнова М.Б., Крыжановский С.А. Влияние социально-изоляционного стресса на возрастные изменения функциональной активности и экспрессии рецепторов эндогенных вазоконстрикторов в аорте крысы // Бюл. эксп. биол. и мед. 2020. Т. 170, № 10. С. 409-414.Kozhevnikova L.M., Sukhanova I.F., Tsorin I.B., Vititnova M.B., Kryzhanovskii S.A. Influence of social isolation stress on age-related changes in functional activity and expression of receptors of endogenous vasoconstrictors in rat aorta // Bull. Exp. Biol. Med. 2021. Vol. 170, № 4. P. 405-409. DOI: 10.1007/s10517-021-05076-9.]