Регуляция митофагии и митохондриального биогенеза монокарбонильными аналогами куркумина в коре больших полушарий головного мозга крыс в условиях экспериментальной болезни Альцгеймера

Закрыть метаданные

Рекомендуем статьи по данной теме:

Российский опыт применения комбинации фиксированных доз донепезила и мемантина в терапии болезни Альцгеймера в рамках наблюдательной неинтервенционной многоцентровой программы. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2023;(12):69-75

Черепно-мозговая травма как фактор риска болезни Альцгеймера и возможности патогенетической терапии. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2024;(1):45-54

Глимфатическая дисфункция и нарушения сна: опосредованное влияние на болезнь Альцгеймера. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2024;(4):7-12

Гинкголид B: механизмы нейробиологических эффектов, перспективы применения в терапии болезни Альцгеймера. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2024;(4):22-27

Сравнительная характеристика нейропсихологических и нейрометаболических показателей у пациентов с болезнью Альцгеймера и сосудистыми когнитивными расстройствами. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2024;(4-2):17-24

Нарушение внимания и управляющих функций при сосудистых когнитивных нарушениях и болезни Альцгеймера. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2024;(4-2):25-32

Оценка значения расширенных периваскулярных пространств и ночной артериальной гипертензии в развитии болезни Альцгеймера. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2024;(4-2):33-40

Изменения электроэнцефалограммы у пациентов с болезнью Альцгеймера. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2024;(4-2):72-76

Роль астроцитов, циркадианных ритмов и «светового загрязнения» в патогенезе болезни Альцгеймера. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2024;(6):20-25

Прогностическое значение маркеров митохондриальной дисфункции клеток кумулюса в получении эмбрионов оптимального качества в протоколах вспомогательных репродуктивных технологий. Проблемы репродукции. 2023;(6):57-64

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Оценка влияния монокарбонильных аналогов куркумина на изменение процессов митофагии и митохондриального биогенеза в коре больших полушарий крыс с экспериментальной болезнью Альцгеймера.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследование выполнено на 100 половозрелых крысах Wistar. Болезнь Альцгеймера моделировали у крыс Wistar обоих полов путем введения фрагментов β-амилоида в гиппокамп животного. Соединения (1E, 4E)-1,5-бис (3,4,5-триметоксифенил) пента-1,4-диен-3-он (шифр AZBAX4) и (1E, 4E)-1,5-бис (2,4,6-триметоксифенил) пента-1,4-диен-3-он (шифр AZBAX6) в дозе 20 мг/кг (перорально) и препарат сравнения — донепезил в дозе 50 мг/кг (перорально) вводили на протяжении 30 дней, после чего в митохондриальной фракции коры больших полушарий оценивали изменение активности сукцинатдегидрогеназы, цитохром-с-оксидазы и цитратсинтазы — ферментативных биомаркеров митохондриального биогенеза и митофагии соответственно.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В ходе исследования было показано, что применение соединений AZBAX4 и AZBAX6 приводило к повышению активности сукцинатдегидрогеназы; цитохром-с-оксидазы, а также цитратсинтазы в сравнении с показателями группы нелеченых животных. Было показано, что применение анализируемых соединений одинаково эффективно как у крыс-самок, так и крыс-самцов. При этом следует отметить, что анализируемые соединения достоверно превосходили по уровню активности референт — донепезил.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное исследование показало, что анализируемые вещества AZBAX4 и AZBAX6 способствуют повышению интенсивности реакций митохондриального биогенеза и митофагии в коре больших полушарий крыс с болезнью Альцгеймера, что делает их потенциально эффективными нейропротективными соединениями.

Ключевые слова:

болезнь Альцгеймера

производные куркумина

митохондриальная дисфункция

митофагия

митохондриальный биогенез

Авторы:

Поздняков Д.И.

Пятигорский медико-фармацевтического институт — филиал ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет»

ORCID: 0000-0002-5595-8182

Вихорь А.А.

ORCID: 0009-0006-1092-7901

Дата поступления:

15.05.2024

Дата принятия в печать:

24.05.2024

Список литературы:

Abbott A. Conquering Alzheimer’s: a look at the therapies of the future. Nature. 2023;616(7955):26-28. https://doi.org/10.1038/d41586-023-00954-w
Jia J, Zhang Y, Shi Y, et al. A 19-Year-Old Adolescent with Probable Alzheimer’s Disease. J Alzheimers Dis. 2023;91(3):915-922. https://doi.org/10.3233/JAD-221065
Passeri E, Elkhoury K, Morsink M, et al. Alzheimer’s Disease: Treatment Strategies and Their Limitations. Int J Mol Sci. 2022;23(22):13954. https://doi.org/10.3390/ijms232213954
Villain N. Therapeutic news in Alzheimer’s disease: Soon a disease-modifying therapy? Rev Neurol (Paris). 2022;178(5):437-440. https://doi.org/10.1016/j.neurol.2022.02.456
Ashleigh T, Swerdlow RH, Beal MF. The role of mitochondrial dysfunction in Alzheimer’s disease pathogenesis. Alzheimers Dement. 2023;19(1):333-342. https://doi.org/10.1002/alz.12683
Mangrulkar SV, Wankhede NL, Kale MB, et al. Mitochondrial Dysfunction as a Signaling Target for Therapeutic Intervention in Major Neurodegenerative Disease. Neurotox Res. 2023;41(6):708-729. https://doi.org/10.1007/s12640-023-00647-2
Tammineni P, Ye X, Feng T, et al. Impaired retrograde transport of axonal autophagosomes contributes to autophagic stress in Alzheimer’s disease neurons. Elife. 2017;6:e21776. https://doi.org/10.7554/eLife.21776
Fang EF, Hou Y, Palikaras K, et al. Mitophagy inhibits amyloid-β and tau pathology and reverses cognitive deficits in models of Alzheimer’s disease. Nat Neurosci. 2019;22(3):401-412. https://doi.org/10.1038/s41593-018-0332-9
Lou G, Palikaras K, Lautrup S, et al. Mitophagy and Neuroprotection. Trends Mol Med. 2020;26(1):8-20. https://doi.org/10.1016/j.molmed.2019.07.002
He W, Wang J, Jin Q, et al. Design, green synthesis, antioxidant activity screening, and evaluation of protective effect on cerebral ischemia reperfusion injury of novel monoenone monocarbonyl curcumin analogs. Bioorg Chem. 2021;114:105080. https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2021.105080
Pozdnyakov DI, Vikhor AA, Rukovitsina VM, et al. Correction of mitochondrial dysfunction with trimethoxy-substituted monocarbonyl curcumin analogues in experimental Alzheimer’s disease. Pharmacy & Pharmacology. 2023;11(6):471-481. https://doi.org/10.19163/2307-9266-2023-11-6-471-481
Kim HY, Lee DK, Chung BR, et al. Intracerebroventricular Injection of Amyloid-β Peptides in Normal Mice to Acutely Induce Alzheimer-like Cognitive Deficits. J Vis Exp. 2016;(109):53308. https://doi.org/10.3791/53308
Connolly NMC, Theurey P, Adam-Vizi V, et al. Guidelines on experimental methods to assess mitochondrial dysfunction in cellular models of neurodegenerative diseases. Cell Death Differ. 2018;25(3):542-572. https://doi.org/10.1038/s41418-017-0020-4
Ding WX, Yin XM. Mitophagy: mechanisms, pathophysiological roles, and analysis. Biol Chem. 2012;393(7):547-564. https://doi.org/10.1515/hsz-2012-0119
Wang H, Huwaimel B, Verma K, et al. Synthesis and Antineoplastic Evaluation of Mitochondrial Complex II (Succinate Dehydrogenase) Inhibitors Derived from Atpenin A5. ChemMedChem. 2017;12(13):1033-1044. https://doi.org/10.1002/cmdc.201700196
Li Y, D’Aurelio M, Deng JH, et al. An assembled complex IV maintains the stability and activity of complex I in mammalian mitochondria. J Biol Chem. 2007;282(24):17557-17562. https://doi.org/10.1074/jbc.M701056200
Grassi M, Laubscher B, Pandey AV, et al. Expanding the p.(Arg85Trp) Variant-Specific Phenotype of HNF4A: Features of Glycogen Storage Disease, Liver Cirrhosis, Impaired Mitochondrial Function, and Glomerular Changes. Mol Syndromol. 2023;14(4):347-361. https://doi.org/10.1159/000529306
Fang EF. Mitophagy and NAD+ inhibit Alzheimer disease. Autophagy. 2019;15(6):1112-1114. https://doi.org/10.1080/15548627.2019.1596497
Moustapha A, Pérétout PA, Rainey NE, et al. Curcumin induces crosstalk between autophagy and apoptosis mediated by calcium release from the endoplasmic reticulum, lysosomal destabilization and mitochondrial events. Cell Death Discov. 2015;1:15017. https://doi.org/10.1038/cddiscovery.2015.17
Cao S, Wang C, Yan J, et al. Curcumin ameliorates oxidative stress-induced intestinal barrier injury and mitochondrial damage by promoting Parkin dependent mitophagy through AMPK-TFEB signal pathway. Free Radic Biol Med. 2020;147:8-22. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2019.12.004
Song C, Li M, Xu L, et al. Mitochondrial biogenesis mediated by melatonin in an APPswe/PS1dE9 transgenic mice model. Neuroreport. 2018;29(18):1517-1524. https://doi.org/10.1097/WNR.0000000000001139
Peng K, Tao Y, Zhang J, et al. Resveratrol Regulates Mitochondrial Biogenesis and Fission/Fusion to Attenuate Rotenone-Induced Neurotoxicity. Oxid Med Cell Longev. 2016;2016:6705621. https://doi.org/10.1155/2016/6705621
Yerra VG, Kalvala AK, Sherkhane B, et al. Adenosine monophosphate-activated protein kinase modulation by berberine attenuates mitochondrial deficits and redox imbalance in experimental diabetic neuropathy. Neuropharmacology. 2018;131:256-270. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2017.12.029
Kotha RR, Luthria DL. Curcumin: Biological, Pharmaceutical, Nutraceutical, and Analytical Aspects. Molecules. 2019;24(16):2930. https://doi.org/10.3390/molecules24162930
Wang J, Guo X, Lu W, et al. Donepezil Combined with DL-3-n-Butylphthalide Delays Cognitive Decline in Patients with Mild to Moderate Alzheimer’s Disease: A Multicenter, Prospective Cohort Study. J Alzheimers Dis. 2021;80(2):673-681. https://doi.org/10.3233/JAD-201381

Закрыть метаданные