3 курс / Фармакология / Диссертация_Куркин_Д_В_Противодиабетические_свойства_и_некоторые

51

глюконеогенеза при голодании, при котором наблюдается повышение SIRT1-

опосредованного деацилирования и активации PGC-1α (транскрипционнный коактиватор рецептора PPARγ), важнейшего кофактора множества факторов транскрипции, что приводит к повышению окисления жирных кислот и улучшению гомеостаза глюкозы [Vetterli L., 2011; Purushotham A., 2009;

Chalkiadaki A., 2012]. Ресвератрол (аллостерический активатор SIRT1) при введении мышам, содержащимся на высококалорийной диете, снижал их массу тела и практически полностью устранял метаболические нарушения,

повышал секреторную активность β-клеток [Vetterli L., 2011].

При повышении экспрессии SIRT1 посредством подавления транскрипции фермента UCP2 (разобщающий белок 2, препятствующий выработке инсулина клетками поджелудочной железы) в β-клетках снижается толерантность к глюкозе и повышается секреция инсулина

[Moynihan K. A., 2005]. Механизм устранения инсулинорезистентности,

очевидно, реализуется посредством активации генов, отвечающих за окисление жирных кислот в митохондриях через PGC-1a, в скелетных мышцах, в том числе и за счет взаимодействия с АМФ-активируемой протеинкиназой (AMP activated protein kinase, AMPK, АМФК), другим существенным метаболическим сенсором.

1.6.9 Ингибиторы ацил-CoA: диацилглицерол-ацилтрансферазы 1

(DGAT-1)

Биосинтез и накопление триглицеридов в тканях контролируется преимущественно в двух биохимических путях. Оба пути приводят к синтезу диацилглицеридов, которые превращаются в триглицериды, через реакцию ацилирования третьей молекулой ацил-КоА. Данная реакция катализируется в большей части ферментом диацилглицерол-ацилтрансферазой. Таким образом, ферменты, вовлеченные в пути синтеза ТГ, привлекают к себе

52

внимание в качестве терапевтической мишени [Chen H.C., 2006; Smith S.J., 2000].

Различают диацилглицерол-ацилтрансферазы 1 (DGAT-1) и

диацилглицерол-ацилтрансферазы 2 (DGAT-2). В большей мере экспрессия данных ферментов происходит в тканях органов, ответственных за производство большого количества ТГ, таких как тонкий кишечник, жировая ткань, печень и молочная железа [Smith S. J., 2000; Villanueva C. J., 2009].

При экспериментальных исследованиях ингибиторы фермента DGAT-1

проявляли способность статистически значимо снижать массу тела животных

(на 8,5–50% на разных моделях), уровень триглицеридов в печени животных

(на 25%) [Zhang X. D., 2010] и количество потребляемой пищи на 17–27% [Smith S. J., 2000].

В настоящее время клинические испытания проходят 3 ингибитора фермента DGAT-1, один из которых находится на 2 фазе испытаний. Пока результаты клинических испытаний не отражены в открытой печати. При этом только они могут пролить свет на реальную пользу ингибирования фермента DGAT-1 при ожирении и СД2.

Открывающиеся перспективы поиска и создания новых лекарственных средств могут способствовать разработке дополнительных стратегий терапии СД2, ожирения и метаболического синдрома. Помимо отмеченных относительно новых мишеней для создания лекарственных средств,

нормализующих углеводный и липидный обмен, в настоящее время продолжается поиск среди активаторов глюкокиназы («сенсора» глюкозы),

активаторов аденозинмонофосфат-активируемой протеинкиназы (AMPK-

клеточная протеинкиназа), антагонистов к глюкагоновому рецептору

[Pfefferkorn J. A., 2013; Coughlan K. A., 2014; Christensen M., 2011] и др.

53

1.7 Новые направления в разработке гипогликемических

препаратов, влияющих на систему инкретинов

Инкретины – группа гормонов, секретируемых преимущественно клетками кишечника, контролирующие метаболизм углеводов, путем повышения глюкозозависимой секреции инсулина β-клетками, угнетения выработки α-клетками поджелудочной железы глюкагона, снижения моторной активности желудка, регуляции пищевого поведения и других эффектов.

Первые работы, посвященные изучению инкретинов, были начаты в

1902 году, когда британские ученые У. Бейлисс и Э. Старлинг обнаружили,

что кишечная слизь содержит гормон, стимулирующий экзокринную секрецию поджелудочной железы, и назвали его «секретин». В1906 г. Moore

с соавторами предположили наличие в экстракте двенадцатиперстной кишки гормона с гипогликемическим эффектом, а La Barre в 1932 г. дал ему название «инкретин». В 1964 г. Elrick с соавторами открыли «инкретиновый эффект», показав большую секрецию инсулина при пероральном введении глюкозы, по сравнению с количеством инсулина при ее внутривенном введении. Позже было подсчитано, что около 50–70% постпрандиальной секреции инсулина стимулировано инкретинами, которые вырабатываются в ответ на поступление пищи в кишечник [Спасов А.А., 2015].

Из ряда кишечных гормонов с инкретиноподобным действием выделяют 2 основных: глюкагон-подобный пептид-1 (ГПП-1) и

глюкозозависимый инсулинотропный пептид (ГИП). ГПП-1 секретируется в двух эквивалентных по активности формах: ГПП-1(7-37) и ГПП-1(7-36)амид,

который больше секретируется после еды [Власов Т. Д., 2016] (табл.3).

Основная часть ГПП-1 производится L-клетками тощей и подвздошной кишки, а ГИП – К-клетками двенадцатиперстной и тощей кишки.

Плазменный уровень ГПП-1 натощак находится в диапазоне 5–10 пмоль/л и увеличивается после приема пищи до 15–50 пмоль/л (Т1/2 для ГПП-1

54

составляет 2 мин). Уровень ГИП при этом изменяется от 20–30 пмоль/л до

300 пмоль/л после приема пищи, возвращаясь, как и у ГПП-1, к исходному уровню в течение 3-х часов (Т1/2 для ГИП составляет 5–7 мин) [Власов Т. Д.,

2016].

Примечания. «↑» – повышение; «↓» – снижение; И/Р – ишемически-

реперфузионное повреждение; HCl – соляная кислота; ЖКТ – желудочно-

кишечный тракт.

Инкретины регулируют метаболизм углеводов путем повышения глюкозозависимой секреции инсулина β-клетками, снижения секреции глюкагона, моторной активности желудка, аппетита и других эффектов

[Athauda D., 2016]. Показано, что эти гормоны секретируются в течение нескольких минут после приема пищи, достигая концентрации в плазме приблизительно до 50 пмоль/л, которая возвращается к исходному уровню в течение 3 часов (период активного действия в организме для ГПП-1

составляет 1–2 мин, для ГИП 5–7 мин).

55

Инкретины, обладая глюкозозависимым механизмом действия,

способны устранять постпрандиальную гипергликемию. И ранее считалось,

что позитивное действие инкретиномиметиков в отношении профилактики микро- и макрососудистых осложнений может быть связано именно с более строгим контролем гликемии, в том числе и с устранением постпрандиального скачка уровня гликемии, который является независимым фактором риска в развитии сердечно-сосудистых заболеваний у больных сахарным диабетом 2 типа [Какорин С.В., 2016; Мкртумян А.М., 2008б].

Однако накопленные за последние 10 лет экспериментальные и клинические данные свидетельствуют о ряде плейотропных эффектов, присущих инкретиномиметикам, которые расширяют их терапевтический потенциал.

Основой для этого является широкое распространение рецепторов ГПП-1

(ГПП-1Р) в органах и тканях. В норме ГПП-1Р идентифицируется в поджелудочной железе, кишечнике, легких, жировой ткани, мышцах, почках,

сердце, эндотелиальных, гладкомышечных клетках сосудов (ГМК),

макрофагах и моноцитах, а также в нейронах и глиальных клетках [Судаков Н.П., 2006; Guardia-Laguarta C., 2014; Chen Y., 2015]. При этом не исключается и ГПП-1Р-независимые эффекты ГПП-1, в частности,

способность к активации калиевых АТФ-каналов и β2-адренорецепторов

[Zhan Y., 2012].

1.7.1 Новые ингибиторы ДПП-4

В2006 году FDA был одобрен к применению первый ингибитор ДПП-4

–ситаглиптин. После этого разработки ЛС данной группы были продолжены,

и в настоящее время существует 17 препаратов данной группы.

Одним из направлений повышения эффективности лечения пациентов с СД2 является попытка разработки иДПП-4 пролонгированного действия. В

настоящее время два препарата – омариглиптин (Merck-ML-3102) и

трелагриптин (Takeda-SYR-472) находятся на ІІІ стадии клинических

56

исследований и принимаются перорально 1 раз в неделю. Краткая характеристика иДПП-4 и их химические структуры представлены в

приложении 1.

1.7.2 Глюкагоноподобные пептидные агонисты

Агонисты глюкагоноподобного пептида-1 являются одними из наиболее эффективных препаратов для лечения СД2. Однако все доступные в настоящее время аГПП-1 имеют инъекционные формы, что является барьером для их использования многими пациентами. Поэтому ведутся разработки по созданию альтернативных лекарственных форм данной группы препаратов.

В настоящее время созданы несколько агонистов ГПП-1 для перорального применения: ORMD-0901 (пероральный эксенатид Орамеда);

NN9924, NN9926, NN9927 и NN9928 (NovoNordisk); Nodexen (пероральный эксенатид NOD Pharmaceuticals); TTP054 (Transtech) и ZYOG1 (Zydus).

NN9924, ORMD-0901 и TTP054 уже достигли этапа ІІ фазы клинических исследований. Если эти соединения будут хорошо переноситься и иметь сравнимую с инъекционными аГПП-1 эффективность, они могут занять важное место в лечении СД2.

Фармацевтической компанией MannKind Corp разрабатывается ингаляционная форма аГПП-1 соединение MKC253. Предполагается, что при вдыхании оно через легкие попадает в артериальное русло, циркулируя в котором достигает клеток-мишеней до деградации. Исследование у пациентов с СД2 показало, что применение соединения MKC253 значительно снижало показатели глюкозы после приема пищи, увеличивая секрецию инсулина [Marino M.T., 2010].

Другим новаторским подходом является разработка способов непрерывного введения эксенатида с помощью подкожного устройства

DUROS® [Rohloff C.M., 2008]. Применение этого метода будет способствовать соблюдению пациентом режима приема гипогликемического

57

средства. В настоящее время эффективность метода оценивается в ІІІ фазе

КИ.

1.8Плейотропные эффекты инкретиномиметиков

Агонисты ГПП-1 рецептора и иДПП-4 привлекают внимание ученых и производителей лекарственных средств, поскольку обладают выраженной гипогликемической активностью, безопасны в отношении риска развития гипогликемии и благодаря наличию широкого круга плейотропных эффектов

(Рисунок 2).

1.8.1 Кардиопротективное действие

В исследованиях in vitro установлено, что кардиопротективный эффект опосредован способностью ГПП-1 подавлять PDGF-индуцированную пролиферацию клеток гладких мышц сосудов, влиять на экстрацеллюлярные сигнал-регулируемые киназы (ERK1/2) и фосфоинозитоло-3-киназы (PI3K)

[Ban K., 2010]. Применение ГПП-1 сохраняет жизнеспособность кардио- и

эндотелиоцитов, снижает площадь инфаркта, а также улучшает функцию левого желудочка [Liu L., 2015]. Кардиопротективное действие аГПП-1

может реализовываться за счет увеличения поглощения глюкозы миокардом

[Amber C.F., 2014; Xiao-Yun X., 2011; Aravindhan K., 2015; Zhao T., 2006],

снижения генерации активных форм кислорода (ROS). Данные экспериментальных исследований были подтверждены в клинических условиях [Fadini G. P., 2011; Ravassa S., 2012] Рандомизированное контролируемое исследование, выполненное с участием 172 пациентов, с

инфарктом миокарда с подъемом ST-сегмента также показало, что у пациентов, которые получали терапию эксенатидом, размер инфаркта был достоверно меньше [Lønborg J., 2012].

58

1.8.2 Влияние на артериальное давление

Мета-анализ 6 клинических исследований эксенатида при СД2 (общее количество участников 2171, длительность наблюдения от 6 месяцев),

показал снижение АД на фоне его применения [Lorber D., 2013; Tate M.,

2015]. Близкие результаты получены в исследовании LEAD, в котором лираглутид снижал САД у испытуемых на 2,1–6,7 мм рт. ст. Для ингибиторов ДПП-4 в клинических исследованиях отмечено незначительное влияние на артериальное давление (снижение АД на 2–4 мм рт. ст.) [Amber C. F., 2014].

В исследованиях на животных введение лираглутида стимулирует секрецию предсердного натрийуретического пептида (ANP) in vivo и in vitro

на изолированном сердце. Это позволяет предполагать, что снижение АД хотя бы частично опосредовано через ANP. Длительное введение ГПП-1

предупреждает развитие артериальной гипертензии как в эксперименте, так и в клинике [Tate M., 2015; Kim M., 2013].

1.8.3 Функциональное состояние эндотелия

Ряд экспериментальных и предварительных клинических исследований свидетельствуют о том, что метаболит ГПП-1 оказывает влияние на эндотелиальную систему [Anagnostis P., 2011]. Например, in vitro показано,

что агонист ГПП-1 (эксендин-4) стимулирует пролиферацию эндотелиальных клеток коронарной артерии через активацию еNOS, протеинкиназы A (PKA)

ифосфоинозитоло-3-киназы (PI3K/Akt) [Aronis K.N., 2013].

Эндотелиотропные эффекты ГПП-1 опосредуются в том числе и за счет увеличения биодоступности оксида азота, через ГПП-1 рецептор-зависимые и независимые пути [Ban K., 2010], а также за счет увеличения пролиферации васкулопротекторных эндотелиальных клеток-предшественников (EPCs)

[Xiao-Yun X., 2011]. Вазодилатирующий эффект ГПП-1 снижается при блокаде NOS или удалении эндотелия [Eriksson L., 2015]. Клинические

59

исследования подтверждают способность ГПП-1 защищать от индуцированной высоким уровнем глюкозы эндотелиальной дисфункции,

улучшать сосудистый ответ на введение ацетилхолина и нитропруссида натрия [Tate M., 2015; Oyama J., 2014]. Эндотелиопротективный механизм действия ГПП-1 опосредован, в том числе, открытием АТФ-зависимых K+-

каналов митохондрий [Ha S.J., 2012; O’Rourke B., 2004]. Активация ГПП-1

рецептора способна индуцировать механизмы прекондиционирования [Ha S.J., 2012; Basu A., 2007].

ДПП-4 экспрессируется на эндотелиальных клетках, особенно в микрососудистом русле. Важно отметить, что in vitro в микрососудах активность и экспрессия ДПП-4 повышается при высокой концентрации глюкозы. Фармакологическое или генетическое ингибирование ДПП-4

увеличивает рост эндотелиальных клеток. В культивируемых эндотелиальных клетках алоглиптин увеличивал активацию пути Akt-eNOS и

индуцировал выделение NO [Fadini G.P., 2011; Amber C.F., 2014].

инкретиномиметиков

В ряде экспериментальных исследований была показана способность агонистов ГПП-1Р замедлять рост тромба и снижать агрегацию тромбоцитов.

При добавлении эксенатида в культуру мегакариоцитов человека, в клетках наблюдалось увеличение цАМФ, а также замедление агрегации тромбоцитов при добавлении к ним индукторов агрегации. В условиях in vivo

внутривенная инъекция эксенатида приводила к замедлению тромбообразования на модели артериального тромбоза, что не подтвердилось в исследованиях на нокаутных по (eNOS-/-) животных. Реализация антиагрегантного эффекта агониста ГПП-1Р по всей видимости осуществляется по пути ГПП-1Р/PKA/eNOS/NO/ГЦ/цГМФ [Cameron-Vendrig A., 2016; Jia G., 2016].

60

1.8.5 Воспаление в сосудистой стенке

Агонисты ГПП-1Р и ингибиторы ДПП-4, посредством активации ГПП-

1Р, дозозависимо активируют стресс-чувствительный фермент AMPK в

эндотелиоцитах, который помимо стимуляции синтетической функции eNOS, также ингибирует активацию транскрипционного фактора NF-kB и

соответственно VCAM-1, ICAM-1 и E-селектина [Amber C.F., 2014; Xiao-Yun X., 2011; Krasner Н.М., 2014]. Под действием ГПП-1 происходит снижение стимулированной ФНО-α продукции активных форм кислорода, а экспрессия антиоксидантных ферментов супероксиддисмутазы-1 и -2, наоборот,

возрастала [Oyama J., 2014].

ГПП-1 и эксендин-4 ингибировали хемокин-индуцированную миграцию CD4+, а также способствовали приобретению тканевыми макрофагами противовоспалительного (М2) фенотипа, что снижает воспаление и замедляет формирование атеросклеротической бляшки в стенке сосуда. Применение инкретиномиметиков вызывает супрессию NF-κB

сигнального пути, снижение экспрессии провоспалительных цитокинов

(ФНО-α, ИЛ-6), некоторых рецепторов (toll-like рецептор-2 и 4), активности матриксной металлопротеиназы-9 (MMP-9), а также экспрессии эндотелиоцитами белка MCP-1 [Arakawa M., 2010; He L., 2013; Hogan A. E., 2014].

В клинических исследованиях показано, что у пациентов, получавших лираглутид, наблюдалось снижение СРБ (на 12–20%), ингибитора активатора плазминогена PAI-1 (на 25–29%) [Lorber D., 2013; Anagnostis P., 2011] и

натрийуретического пептида B (на 30–38%). В другом исследовании применение лираглутида снижало содержание PAI-1, E-селектина и асимметричного диметиларгинина (ADMA) [Tate M., 2015; Oyama J., 2014].