The effect of immunosuppressive agent FTY-720 on coagulation, nitroxidergic lung activity and water balance in experimental antiphospholipid syndrome

M. A. Urakova; Уракова М. А.; I. V. Kapustin; Капустин И. В.; E. S. Plekhanova; Плеханова Е. С.; P. A. Pakhmutova; Пахмутова П. А.; A. A. Shaykhullin; Шайхуллин А. А.; D. V. Sharaev; Шараев Д. В.; I.  G. Bryndina; Брындина И. Г.

doi:10.46235/1028-7221-16771-TEO

The effect of immunosuppressive agent FTY-720 on coagulation, nitroxidergic lung activity and water balance in experimental antiphospholipid syndrome

Authors: Urakova M.A.¹, Kapustin I.V.¹, Plekhanova E.S.¹, Pakhmutova P.A.¹, Shaykhullin A.A.¹, Sharaev D.V.¹, Bryndina I..¹
Affiliations:
1. Izhevsk State Medical Academy
Issue: Vol 27, No 4 (2024)
Pages: 795-800
Section: SHORT COMMUNICATIONS
Submitted: 30.03.2024
Accepted: 01.04.2024
Published: 25.10.2024
URL: https://rusimmun.ru/jour/article/view/16771
DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-16771-TEO
ID: 16771

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Antiphospholipid syndrome (APS) is a systemic acquired autoimmune thrombophilia that leads to impaired non-respiratory lung functions due to the circulation of antiphospholipid antibodies, shifting the balance between the coagulation link of hemostasis and the anti-coagulation system towards hypercoagulation. The research examines the modulating effect of FTY-720 on the water balance, coagulation and NO-activity of the lungs under conditions of experimental APS. The functional activity of FTY-720 is largely due to its ability to bind to S1P1 receptors and block signaling pathways mediated by the interaction of the mediator sphingosine-1-phosphate with them. The main effect of FTY-720 is immunosuppression, which develops as a result of the drug’s receptor interaction predominantly with S1P1 receptors, resulting in the retention of autoreactive lymphocytes in lymph nodes, and prevents further spread of inflammation and damage. The experiments were conducted on 85 male rats, divided into groups as follows: The first group of animals (n = 30) was injected with cardiolipin antigen every other day for three weeks for APS modeling; the rats of the second group (n = 25), which served as a control group, were similarly injected with 0.9% NaCl; APS modeling and FTY-720 injection were combined on the remaining animals (n = 30). Three weeks later, arterial (art) and venous (ven) blood was taken, in which APTT and PT were determined using a hemocoagulometer CGL 2110 “Solar” and the corresponding coefficients of APPT of ven/art, PT of ven/ art were calculated. NO-activity was assessed by the content of plasma NO and NO bronchoalveolar lavage obtained by washing the extraction of the bronchopulmonary complex in anesthetized animals. To study the water balance of the lungs, the mass of moist and dried lungs was measured, were determined the total, extra- and intravascular fluid of the lungs. In APS, an increase in APTT and PT of arterial and venous blood was observed, an increase in the level of NO in bronchoalveolar lavages against the background of worsening nitroxidergic activity of the lungs – the NO index of ven/art decreased. There was a positive effect of FTY- 720 on the restoration of non-respiratory lung functions in APS.

Keywords

antiphospholipid syndrome, lung water balance, immunosuppressive agent FTY-720, coagulation hemostasis, nitric oxide, non-respiratory lung functions

Full Text

Введение

Антифосфолипидный синдром (АФС) – это системное иммунопатологическое состояние, основу которого составляет взаимодействие аутоантител с анионными фосфолипидами и ассоциированными с ними гликопротеинами, обусловливающее возникновение гиперкоагуляции и невоспалительной тромботической васкулопатии.

Особое внимание уделяется нарушениям в легочной системе, возникающим в условиях АФС: несмотря на то, что наиболее частым проявлением данного синдрома является тромбоэмболия легочной артерии [2], спектр морфофункциональных изменений очень вариабелен и может затрагивать не только респираторные, но и нереспираторные функции легких. Изучение последних представляется крайне важным, поскольку через метаболизм биологически активных веществ легкие принимают непосредственное участие в регуляции системы гемостаза – снижают коагуляционный потенциал крови. Так, показано нарушение метаболической активности легких при ряде аутоиммунных патологий, в том числе АФС [3, 4, 5]. Полиэтиологичность, сложность верификации и системный характер заболевания диктуют необходимость дальнейшего более детального изучения патогенетических механизмов возникновения АФС, а также разработки новых методов этиотропной и патогенетической терапии.

Научный интерес со стороны исследователей вызывает иммуносупрессор FTY-720 – вещество лизофосфолипидной природы, являющееся антагонистом сфингозин-1-фосфатных рецепторов. Имеются литературные данные об оказании FTY-720 модулирующего действия на нереспираторные функции легких при моделировании рассеянного склероза [4]. Тем не менее действия FTY-720 на легкие при АФС до конца не изучены.

Целью исследования стало изучение влияние иммуносупрессора FTY-720 на коагуляционную, нитроксидергическую активность и водный обмен легких при моделировании АФС в эксперименте.

Материалы и методы

Для проведения экспериментальной работы были отобраны половозрелые самцы белых крыс массой 180-250 г, в количестве 85 особей. Практические исследования на крысах проводились в соответствии с требованиями Европейской конвенции (Страсбург, 1986) по содержанию, кормлению и уходу за подопытными животными, используемыми в научных целях, а также выводу их из эксперимента с последующей утилизацией.

В рамках эксперимента подопытные крысы были разделены на три группы. Моделирование АФС у первой группы животных (n = 30) осуществлялось путем внутривенного введения кардиолипинового антигена в дозировке 0,2-0,4 мг на крысу через день в течение трех недель [14]. В качестве контроля использовали животных (n = 25), которым вводился изотонический раствор хлорида натрия (0,9% NaCl) по аналогичной схеме. Остальным крысам (n = 30) после трехнедельного формирования АФС однократно инъецировали FTY-720, дозировкой 1 мг/кг массы тела [13].

У наркотизированных животных («Золетил», 0,5 мг/кг) забирали бронхоальвеолярные смывы, в которых исследовали содержание NO БАС с помощью реактива Грисса [7]. Также для определения показателей АЧТВ, ПВ и для расчета соответствующих коэффициентов у крыс забиралась кровь из полостей правого и левого желудочка, из которой впоследствии была получена плазма артериальной и венозной крови. Исследования проводились с помощью гемокоагулометра CGL 2110 Solar. Процедуру забора крови из желудочков также проводили и с целью оценки нитроксидергической активности легких. В крови определяли содержание NO, также впоследствии производили расчет коэффициента NO арт/вен [7, 10]. Водный баланс легких оценивали по массе влажных и высушенных легких, уровню гемоглобина крови и легочной ткани: рассчитывалось кровенаполнение легких, количество общей, экстра- и интраваскулярной жидкости [6].

Обработка статистических данных выполнена на основе пакета прикладных компьютерных программ Microsoft Excel 2010 и SPSS 22.

Результаты и обсуждение

Достоверно известно, что легкие играют немаловажную роль в поддержании жидкого состояния крови посредством метаболизма БАВ (простагландинов, тромбоксана А2 и др.), синтеза факторов противосвертывающей и фибринолитической систем [1]. Кроме того, имеются сведения об участии легких в регуляции активности калликреин-кининовой системы. Именно поэтому легкие стоит рассматривать как своеобразный коагулолитический фильтр, при прохождении через который снижается тромбогенность крови [1].

Данная закономерность в условиях нашего эксперимента подтверждалась превалированием коагуляционных показателей крови (до легких) над соответствующими параметрами (после легких) в контрольной группе животных. Так, у контрольных животных коагуляционный показатель внутреннего механизма гемостаза венозной крови составил 26,81±0,84 с, что было достоверно ниже аналогичного параметра артериальной крови – 34,9±0,9 с (p < 0,001). В это же время наблюдалось удлинение времени коагуляционного показателя внешнего механизма свертывания артериальной крови до 20,98±0,89 с по сравнению с таковым в венозной крови – 14,97±0,85 с (p < 0,001).

При проведении экспериментального исследования было отмечено, что АФС вызывал повышение показателей коагуляционного гемостаза по сравнению с контролем: значительно возрастали значения АЧТВ арт до 158,80±4,53 с (p < 0,001), АЧТВ вен – до 175,34±5,82 с (p < 0,001), ПВ арт – до 83,92±2,17 с (p < 0,001) и ПВ вен – до 77,84±2,19 с (p < 0,001).

Установленное нами увеличение показателей АЧТВ и ПВ при АФС носит парадоксальный характер: несмотря на то, что доминирующим клиническим проявлением синдрома являются множественные тромбозы, время фосфолипид-зависимых коагуляционных тестов значительно удлиняется. Например, при изучении внутренних механизмов коагуляционного гемостаза данное явление объясняется ингибированием антифосфолипидными антителами кефалина, который является активатором процессов свертывания при определении АЧТВ.

Исследование коагуляционной легочной активности обнаруживало, что коэффициент АЧТВ вен/арт при экспериментальном АФС увеличивался до 1,1±0,05 усл. ед. вместо 0,77±0,07 в контроле (p < 0,01). Аналогичные тенденции прослеживались при определении ПВ вен/ арт – наблюдалось возрастание коэффициента с 0,71±0,06 усл. ед. у контрольных животных до 0,93±0,04 усл. ед. при аутоиммунном синдроме (p < 0,01).

Введение FTY-720 оказывало корригирующее влияние на показатели коагуляционного гемостаза, измененные при аутоиммунной патологии. Так, АЧТВ вен укорачивалось до 102±6,31 с, АЧТВ арт – до 109,3±5,1 с, ПВ вен – до 46,5±3,1 с и ПВ арт до 57,7±3,2 с при сочетании АФС с иммунносупрессором (p < 0,001). Наряду с этим, снижение коэффициентов АЧТВ вен/арт до 0,93±0,05 усл. ед. и ПВ вен/арт до 0,8±0,07 усл. ед. (p < 0,05) характеризовало компенсацию нарушения гемостазрегулирующей функции легких.

Изучение содержания NO в бронхоальвеолярных смывах выявило прирост NO до 5,95±0,18 мкмоль/л против 3,04±0,14 в контроле. Содержание NO артериальной и венозной крови при АФС возрастало с 47,00±1,55 до 77,43±1,48 и с 33,21±0,92 до 68,07±0,95 мкмоль/л соответственно (p < 0,001). Коэффициент NO вен/арт аналогичным образом повышался с 1,43±0,04 до 1,14±0,01 усл. ед. (p < 0,001), что свидетельствовало о нарушении нитроксидергической активности легких.

Введение FTY-720 при моделировании АФС восстанавливало показатели нитроксидергической активности легких в сравнении с данными, полученными без его участия: концентрация NO в венозном секторе крови уменьшалась до 37,4, а в артериальном секторе – до 52,3 мкмоль/л. Коэффициент NO вен/арт также снижался и был равен 0,71 усл. ед.

В ходе исследования водного баланса легких при экспериментальном АФС отмечалось увеличение общей, экстра- и интраваскулярной жидкости легких с 111,02±3,14 до 141,46±2,21, с 101,5±2,99 до 126,87±2,24 и с 10,47±0,89 до 14,93±0,86% к m сердца соответственно (p < 0,001). Кровенаполнение органа у животных с патологией в свою очередь возрастало до 17,99±1,04 против 12,77±1,55% к m сердца в контроле (p < 0,05). Введение FTY-720 уменьшало кровенаполнение легких до контрольных величин – 14,27±1,41 и восстанавливало содержание общей жидкости до 117,87±4,79, экстраваскулярной – до 105,49±4,52, а интраваскулярной – до 11,85±0,97 (p > 0,05).

FTY-720 представляет собой иммуносупрессор лизофосфолипидной природы, являющийся лигандом сфингозин-1-фосфатных рецепторов иммунокомпетентных клеток. Иммуносупрессивное действие FTY-720 заключается в том, что он индуцирует интернализацию и деградацию сфингозин-1-фосфатных рецепторов, а следовательно, ограничивает выход лимфоцитов из лимфатических узлов по градиенту концентрации сфингозин-1-фосфата [8, 13]. Более того, имеются данные о стимулирующем влиянии рассматриваемого препарата на синтез B-лимфоцитами противовоспалительного IL-10 [8].

Можно предполагать, что ограничение степени нарушения нереспираторных функций во многом обусловлено именно иммуносупрессивным влиянием FTY-720, поскольку АФС представляет собой системное аутоиммунное заболевание, в основе которого лежат нарушения иммунного гомеостаза.

В научной литературе также описано взаимодействие FTY-720 с сфингозин-1-фосфатными рецепторами 1-го и 3-го типов, ответственное за тонус периферических сосудов и за регуляцию функций эндотелиального барьера путем ремоделирования цитоскелета и оказания модулирующего воздействия на межклеточные контакты [9, 11]. Это предполагает, что препарат может оказывать прямое влияние на сосудистую проницаемость и, снижая ее, приводить к нормализации показателей водного баланса в легких, полученные при моделировании АФС.

Заключение

Таким образом, при АФС значительно снижается нитроксидергическая активность легких, возрастают показатели коагуляционной активности и нарушается водный баланс легких. Введение FTY-720 нормализует данные нереспираторные функции легких в условиях моделирования этой аутоиммунной патологии.

About the authors