Актуальность. Наиболее современным подходом к выявлению новых, ранее не известных плейотропных эффектов активных фармацевтических ингредиентов (АФИ) является использование компьютерного прогнозирования биологической активности химических соединений [1,2,3].
Материалы и методы исследования. Используя принципы виртуальной хемогеномики, мы рассчитали возможные плейотропные эффекты фармакотерапии хронической венозной недостаточности (ХВН) и сахарного диабета 2 типа (СД) препаратом моффдиосмин + гесперидин, акцентировав внимание, прежде всего, на возможных противовоспалительных эффектах и подавлении активности провоспалительной системы иммунного воспаления. Исследование проводилось методом insilico с помощью виртуального скрининга в сервисе прогнозирования спектра активности веществ (PredictionofActivitySpectraforSubstances (PASS)), который базируется на алгоритме общей неограниченной взаимосвязи между структурой и активностью (GeneralUnrestrictedStructure-ActivityRelationships (GUSAR) [3,4,6]. «PASS является «инструментом» для виртуальной хемогеномики, позволяющим идентифицировать insilico наиболее вероятные лиганды для известных мишеней и наиболее вероятные мишени для известных лигандов, а также предсказывать эффекты, обусловленные взаимодействием конкретных лигандов с конкретными мишенями» [7]. Средняя точность прогноза составляла около 95 % (Leave-one-outcross-validation).
Результаты исследования. Проведен виртуальный скрининг диосмина и гесперидина. Данные, полученные при виртуальном скрининге, представлены на рис. 1 и 2 как оценки вероятности наличия (Ра) и отсутствия (Pi) активности, имеющие значения от 0 до 1. В качестве потенциально биологически активных агентов выбраны только те вещества, у которых Ра больше 0,5 и значительно превосходит Pi(Pi<0,03).
Полученные в результате компьютерного расчета данные о потенциальной биологической активности диосмина и геспередина, как видно из рис.1 и 2, подтверждают известные и выявленные в предыдущих исследованиях антиоксидантный, антигеморрагический эффекты. Значительный интерес в случае ХВН и присоединенного СД 2 типа представляют противовоспалительный эффект обоих АФИ и антигиперхолестеролимический эффект диосмина и гиполипемический эффект гесперидина, которые предсказываются с высокой вероятностью.
Рис. 1. Избранные виды потенциальной биологической активности диосмина (Pa)
Особое значение, на наш взгляд, следует придать предсказанному плейотропному эффекту гесперидина, как антагониста IL-6 (вероятность наличия активности составила Pa= 0,682).
Рис. 2. Избранные виды потенциальной биологической активности гесперидина (Pa)
Это предсказание активности хорошо согласуется с полученными в нашем эксперименте данными, в соответствии с которыми урівень IL-6 в сыворотке крови при фармакотерапии ХВН в течении 30 суток препаратом моффдиосмин + гесперидин достоверно понижается по сравнению с уровнем до начала терапии (p<0,05).
При исследовании цитокинового профиля сыворотки крови людей пожилого возраста, которые страдают ХВН, установлено, что уровень IL-6 существенно зависит от стадии заболевания. Результаты исследования содержания IL-6 в сыворотке крови представлены в таблице 1.
Таблица 1
Зависимость уровня IL-6 в сыворотке крови больных хронической венозной недостаточностью пожилого и среднего возраста от степени полиморбидности
|
Исследуемый показатель |
Возраст |
Уровень сигнальных молекул в сыворотке крови |
||
|
здоровые |
ХВН |
ХВН + СД |
||
|
IL-6, пг/мл |
Средний |
6,7±1,2 |
7,3±1,3 |
12,5±1,8*,# |
|
Пожилой |
6,8±1,2 |
9,8±1,4* |
17,3±2,0*,# |
|
* p<0,05 по сравнениюсоздоровыми людьми;
#p<0,05 по сравнению с пациентами с ХВН.
Как видно из данных таблицы 1, уровень IL-6 у здоровых людей среднего возраста составил 6,7±1,2 пг/мл. При изолированном течении ХВН не происходило достоверного увеличения содержания данной сигнальной молекулы в сыворотке крови, показатель составил 7,3±1,3 пг/мл (р>0,05 по сравнению со здоровыми людьми среднего возраста). Дальнейшее же нарастание полиморбидности приводило к достоверному (p<0,05) нарастанию степени интерлейкинемии по показателю IL-6. Так, у больных среднего возраста с ХВН и СД 2 типа уровень этой молекулы в сыворотке крови составил 12,5±1,8 пг/мл.
Содержание IL-6 у здоровых людей пожилого возраста составило 6,8±1,2 пг/мл. При изолированном течении ХВН имело место достоверное увеличение содержания данной сигнальной молекулы в сыворотке крови до 9,8±1,4 пг/мл (р<0,05 по сравнению со здоровыми пожилыми людьми). Дальнейшее нарастание полиморбидности приводило к достоверному (p<0,05) нарастанию степени интерлейкинемии по показателю IL-6. У больных пожилого возраста с ХВН и ИБС уровень этой молекулы в сыворотке крови составил 17,3±2,0 пг/мл. При этом достоверные отличия в сравнении со средним возрастом наблюдались только при ХВН и СД 2 типа (p<0,05). В случае монопатологии ХВН отличия были недостоверными (p>0,05).
По своей природе IL-6 может действовать как провоспалительный, так и противовоспалительный цитокин. Эта сигнальная молекула синтезируется активированными макрофагами и T-клетками и стимулирует иммунный ответ. IL-6 является одним из важнейших медиаторов острой фазы воспаления.
Рис. 3. Зависимость уровня IL-6 в сыворотке крови больных хронической венозной недостаточностью от возраста и сопутствующего сахарного диабета 2 типа
Как видно из рисунка 3, наши экспериментальные данные свидетельствуют о том, что уровень IL-6 в сыворотке крови является одной из наиболее показательных характеристик воспалительной иммунной реакции при ХВН. При развитии иммунного воспаления при ХВН концентрация IL-6 в сыворотке крови существенно возрастает.
Характерно, что значимые различия в уровне IL-6 проявляются только при сочетании ХВН+СД 2 типа. Этот факт прямо указывает на взаимосвязь между возрастом (средним или пожилым) и характером влияния полиморбидности на уровень цитокина. Такая динамика изменения концентрации IL-6 в сыворотке, по-видимому, отражает дуализм регулирующего влияния этого медиатора на иммунное воспаление при ХВН: с одной стороны – подавление, с другой – активация. Учитывая существенные значимые (p<0,05) различия в уровне IL-6 в сыворотке крови, цитокинемию по IL-6 возможно использовать как дополнительный маркер иммунного воспаления при ХВН.
Нами установлено также, что уровень IL-6 в сыворотке крови при фармакотерапии ХВН в течение 30 суток моффдиосмин + гесперидин достоверно уменьшается по сравнению с уровнем до начала лечения как у практически здоровых людей, так и у больных ХВН и ХВН + СД 2 типа (p<0,05). Результаты исследования содержания IL-6 в сыворотке крови представлены в таб. 2.
Как видно из данных таблицы 2, уровень IL-6 при ХВН + СД 2 типа через 30 суток фармакотерапии моффдиосмин + гесперидин достоверно отличается (p<0,05) от такового у практически здоровых людей.
Таблица 2
Зависимость уровня IL-6 в сыворотке крови больных хронической венозной недостаточностью от возраста и степени полиморбидности через 30 суток фармакотерапии моффдиосмин + гесперидин
|
Исследуемый показатель |
Возраст |
Уровень сигнальных молекул в сыворотке крови |
||
|
здоровые |
ХВН |
ХВН + СД |
||
|
IL-6, пг/мл |
Средний |
4,4±0,9 |
4,8±1,0 |
8,1±1,3*,# |
|
Пожилой |
4,5±0,9 |
5,9±1,1 |
11,4±1,7*,# |
|
* p<0,05 по сравнению со здоровыми людьми;
#p<0,05 по сравнению с пациентами с ХВН.
Так, уровень IL-6 в сыворотке крови у пожилых людей, страдающих ХВН, составил 5,9±1,1 пг/мл против 4,5±0,9 пг/мл у относительно здоровых людей, при переходе к ХВН + СД 2 типа – 11,4±1,7 пг/мл (p<0,05); у людей среднего возраста – 4,8±1,0 пг/мл, 4,4±0,9 пг/мл и 8,1±1,3 пг/мл (p<0,05) соответственно (рис. 4).
Рис. 4. Зависимость уровня IL-6 в сыворотке крови больных хронической венозной недостаточностью от возраста и сопутствующего сахарного диабета 2 типа через 30 суток фармакотерапии моффдиосмин + гесперидин.
Таким образом, нами установлено, что комплексная фармакотерапия моффдиосмин + гесперидин в течение 30 суток приводит к достовірному уменьшению концентрации IL-6 в сыворотке крови практически здоровых людей и больных ХВН и ХВН + СД 2 типа (p<0,05) по сравнению со значениями до начала терапии.
Заключение. Таким образом, в результате комьютерного прогноза методами виртуальной хемогеномикимы получили теоретическое обоснование некоторых полученных экспериментальных данных. Использование сервиса прогнозирования спектра активности веществ (PASS) открывает новые высокоэкономичные перспективы для выявления плейотропных эффектов АФИ. С практической точки зрения выявленный плейотропный эффект фармакотерапии в течение 30 суток моффдиосмин + гесперидин у больных, страдающих ХВН и СД 2 типа, позволяет снизить фармакологическую нагрузку при ведении пациента, более эффективно контролировать и подавлять негативные процессы в организме больного.
Рецензенты:
Перелыгин К.В., д.м.н., старший научный сотрудник отдела клинической геронтологии Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН, г. Санкт-Петербург.
Ильницкий А.Н., д.м.н., профессор, заместитель директора АНО «НИМЦ «Геронтология», г. Москва.