Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)

Для цитирования:

Шариф А. Е., Абдурашитов А. С., Намыкин А. А., Широков А. А., Лыкова Е. Ю., Саранцева Е. И., Искра Т. Д., Водовозова Е. Л., Хороводов А. П., Терсков А. В., Мамедова А. Т., Агранович И. М., Климова М. М., Семячкина-Глушковская О. В. Изменения проницаемости гематоэнцефалического барьера под воздействием громкого звука // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2019. Т. 19, вып. 3. С. 312-322. DOI: 10.18500/1816-9775-2019-19-3-312-321

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 98)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Биология
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
612.42
DOI: 
10.18500/1816-9775-2019-19-3-312-321

Изменения проницаемости гематоэнцефалического барьера под воздействием громкого звука

Авторы: 
Шариф Али Есмат, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Абдурашитов Аркадий Сергеевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Намыкин Антон Александрович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Широков Александр Александрович, Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН
Лыкова Екатерина Юрьевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Саранцева Елена Ивановна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Искра Татьяна Дмитриевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Водовозова Елена Львовна, Институт биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН
Хороводов Александр Петрович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Терсков Андрей Витальевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Мамедова Айсель Тофик-Кызы, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Агранович Илана Михайловна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Климова Мария Максимовна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Семячкина-Глушковская Оксана Валерьевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

В данной статье впервые рассматривается возможность применения громкого прерывистого звука (100 дБ, 370 Гц, 60 с – звук и 60 с – пауза в течение 2 ч) в качестве неинвазивного метода открытия гематоэнцефалического барьера (ГЭБ). Результаты исследований, выполненных на половозрелых самцах мышей с применением ex vivo (спектрофлуориметрический метод определения экстравазации красителя Evans Blue и конфокальный анализ проницаемости ГЭБ для FITC-декстрана 70 кДа) и in vivo (двухфотонная микроскопия прохождения липосом через ГЭБ) опытов, демонстрируют, что звук значительно увеличивает проницаемость ГЭБ для указанных маркеров. Индуцированное звуком открытие ГЭБ является безопасным (по оценке отсутствия периваскулярного отека и апоптоза) и обратимым (открытие/ закрытие ГЭБ через 1 ч/4 ч после воздействия звука соответственно), сопровождаемым компенсаторными изменениями церебрального кровотока. Таким образом, звук как естественный фактор может явиться новым и прогрессивным методом для успешной доставки лекарств в мозг, который может быть применен в повседневной клинической практике. Его экономическая выгода и простота выполнения делает данный метод двигателем прогресса в области преодоления ГЭБ и лечения болезней центральной нервной системы (ЦНС).

Ключевые слова: 
звук
гематоэнцефалический барьер
FITCдекстран 70 кДа
GM1-липосомы
Evans Blue dye
Список источников: 
  1. Pardridge W.M. Blood-brain barrier delivery // Drug Discov Today. 2007. Vol. 12. P. 54–61.
  2. Pardridge W. M. Brain drug targeting : the future of brain drug development. Cambridge : Cambridge University Press, 2001. 111 p.
  3. Ghose A. K., Viswanadhan V.  N., Wendoloski J.  J.  A knowledge-based approach in designing combinatorial or medicinal chemistry libraries for drug discovery 1.   A qualitative and quantitative characterization of known drug databases // J. Comb Chem. 1999. Vol. 1. P. 55–68.
  4. Hammarlund-Udenaes M., Lange E. de, Thorne R. G. Drug Delivery to the Brain : Physiological Concepts, Method- ologies and Approaches. N.Y. : Springer; L. : Heiderberg Dordrecht, 2014. 658 p.
  5. Mitragotri S. Devices for overcoming biological barriers : The use of physical forces to disrupt the barriers // Adv. Drug. Deliv. Rev. 2013. 65. P. 100–103.
  6. Pandey P. K., Sharma A. K., Gupta U. Blood brain bar- rier : An overview on strategies in drug delivery, realistic in vitro modeling and in vivo live tracking // Published in Tissue Barriers. 2016. DOI: https://doi.org/10.1080/21688370.2015.1129476
  7. Hoffmann A. High and low molecular weight fluorescein isothiocyanate (FITC)-dextran to assess blood-brain bar- rier disruption: technical consideration // Transl Stroke Res. 2011. Vol. 2, iss. 1. P. 106–111.
  8. Wang H.-L., Lai T. W. Optimization of Evans blue quan- titation in limited rat tissue samples // Sci. Rep. Vol. 4. P. 6588. Published online 2014 Oct. 10. DOI: https://doi.org/10.1038/srep06588
  9. Boldyrev I. A., Zhai X., Momsen M. M., Brockman H. L., Brown R. E., Molotkovsky J. G. New BODIPY lipid probes for fluorescence studies of membranes // J. Lipid Res. 2007. Vol. 48. P. 1518–1532.
  10. Olson F., Hunt C. A., Szoka F. C., Vail W. J., Papahadjo- poulos D. Preparation of liposomes of defined size distri- bution by extrusion through polycarbonate membranes // Biochim. Biophys. Acta. 1979. Vol. 557. P. 9–23.
  11. Rawson R. A. The binding of T-1824 and structurally related diazo dyes by the plasma proteins // Am. J. Physiol. 1943. Vol. 138. P. 708–717.
  12. Gregersen M. I., Gibson J. J., Stead E. A. Plasma volume determination with dyes: errors in colorimetry; use of the blue dye T-1824 // Am. J. Physiol. 1935. Vol. 113. P. 54–55.
  13. Belyaev L., Busto R., Zhao W., Ginsberg M. D. Quantitative evaluation of blood-brain barrier permeability following middle cerebral artery occlusion in rats // Brain Res. 1996. Vol. 739. P. 88–96.
  14. Chen K. B. Increase in Evans blue dye extravasation into the brain in the late developmental stage // Neuroreport. 2012. Vol. 23. P. 699–701.
  15. Saria A., Lundberg J. M. Evans blue fluorescence: quantitative and morphological evaluation of vascular permeability in animal tissues // J. Neurosci. Methods. 1983. Vol. 8. P. 41–49.
  16. Mora M. Design and characterization of liposomes containing long-chain N-AcylPEs for brain delivery: penetration of liposomes incorporating GM1 into the rat brain // Pharm. Res. 2002. Vol. 19, iss. 10. P. 1430–1438.