Клеточный состав экспериментальной химической раны роговицы после воздействия пегилированными ферментами гиалуронидазы и субтилизина

Введение. В условиях химического повреждения роговицы существенно нарушается ее клеточная структура, нуждающаяся в экстренной высокодифференцированной регенерации без выраженного пролиферативного компонента воспаления и экспансии иммунокомпетентных клеток для создания антимикробного потенциала. С целью фармакологической инициации этих процессов патогенетически обосновано исследование локального применения ферментных препаратов противовоспалительного действия, таких как субтилизин и гиалуронидаза.

Цель. Изучить влияние гиалуронидазы и субтилизина, пегилированных по технологии электронно-лучевого синтеза на полиэтиленгликоле (ПЭГ), на количество иммунокомпетентных клеток в области химической раны роговицы при их субконъюнктивальном и местном введении.

Материалы и методы. На 28 кроликах выполнено экспериментальное исследование влияния ферментов гиалуронидазы и субтилизина, пегилированных по технологии радиационного синтеза, на клеточный состав химической раны роговицы. Травму роговицы моделировали, используя методику щелочного ожога Обенберга. В правый глаз животного местно или субконъюнктивально вводился ПЭГ-субтилизин или ПЭГ-гиалуронидаза в зависимости от группы распределения, левый глаз животного использовался как контроль – в него вводили 0.9% NaCl. После проведения эксперимента выполнена энуклеация глаз животных. Полученный биоматериал использовали для приготовления гистологических препаратов с последующим их морфологическим изучением.

Результаты. Общее количество клеток в группах местного и субконъюнктивального применения ПЭГ-субтилизина составило 43 (40; 52) и 73 (33; 92), а субконъюнктивального применения ПЭГ-гиалуронидазы – 46 (37; 61), что оказалось выше количества клеток при применении 0.9% NaCl в этих группах (p < 0.01) и выше (p < 0.0001) количества клеток в группе местного применения ПЭГ-гиалуронидазы. Общее количество клеток при местном введении ПЭГ-гиалуронидазы составило 15 (13; 16), при местном применении 0.9% NaCl в данной группе – также 15 (14; 18) (p = 0.38). Количество нейтрофилов при применении ПЭГ-субтилизина составило 1 (1; 2) при местном и 0 (0; 1) при субконъюнктивальном применении, а при применении ПЭГ-гиалуронидазы – 0 (0; 0) как при местном, так и субконъюнктивальном пути введения.

Заключение. Введение ПЭГ-гиалуронидазы субконъюнктивально и ПЭГ-субтилизина как местно, так и субконъюнктивально приводит к усиленной миграции иммунокомпетентных клеток в зону химического повреждения роговицы, при этом миграция нейтрофилов незначительна. Она полностью отсутствует при применении ПЭГ-гиалуронидазы субконъюнктивально. Местное применение ПЭГ-гиалуронидазы не вызывает выраженного клеточного ответа иммунокомпетентных клеток в области химической раны роговицы, и эффект применения сравним с применением 0.9% NaCl.

1. Chen C.C., Manning A.M. TGF-beta 1, IL-10 and IL-4 differentially modulate the cytokine-induced expression of IL-6 and IL-8 in human endothelial cells // Cytokine. 1996;8(1):58–65. DOI: 10.1006/cyto.1995.0008.

2. Nakamura M., Nishida T. Differential effects of epidermal growth factor and interleukin 6 on corneal epithelial cells and vascular endothelial cells // Cornea. 1999;18(4):452-458. DOI: 10.1097/00003226-199907000-00011.

3. Ebihara N., Matsuda A., Nakamura S., Matsuda H., Murakami A. Role of the IL-6 classic- and trans-signaling pathways in corneal sterile Inflammation and wound healing // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2011;52(12):8549-8557. DOI: 10.1167/iovs.11-7956.

4. Hafezi F., Gatzioufas Z., Angunawela R., Ittner LM. Absence of IL-6 prevents corneal wound healing after deep excimer laser ablation in vivo // Eye (Lond). 2018;32(1):156-157. DOI: 10.1038/eye.2017.238.

5. Wilson S.E. Corneal wound healing // Exp. Eye Res. 2020;197:108089. DOI: 10.1016/j.exer.2020.108089.

6. Бубнова Н.А., Стернин Ю.И. Системная энзимотерапия в хирургической практике: учеб. пособие для врачей. СПб.: ИнформМед, 2011. 44 с.

7. Лысикова М., Вальд М., Масиновски З. Механизмы воспалительной реакции и воздействие на них с помощью протеолитических энзимов // Цитокины и воспаление. 2004;3(3):48-53.

8. Мадонов П.Г., Мишенина С.В., Киншт Д.Н., Кихтенко Н.В. Химические и фармакологические свойства субтилизинов // Сиб. науч. мед. журн. 2016;36(3):13-22.

9. Omura K., Hitosugi M., Zhu X. et al. A newly derived protein from Bacillus subtilis natto with both antithrombotic and fibrinolytic effects // J. Pharmacol. Sci. 2005;99(3):247-251. DOI: 10.1254/jphs.fp0050408.

10. Мадонов П.Г., Мишенина С.В., Киншт Д.Н., Кихтенко Н.В. Таргетная фармакодинамика субтилизинов // Сиб. науч. мед. журн. 2016;36(4):15-24.

11. Дыгай А.М., Першина О.В., Крупин В.А. и др. Изучение антифибротической активности модифицированной и нативной гиалуронидазы при пневмофиброзе // Сиб. науч. мед. журн. 2017;37(4):5-10.

12. Ермолаева Л.А., Фомина Т.И., Дубская Т.Ю. и др. Исследование безопасности и оценка местнораздражающего действия фармакологической субстанции на основе полоксамер-гиалуронат-эндо-В-N-ацетилгексозаминидазы при ее многократном эндотрахеальном введении // Современная лекарственная токсикология: фундаментальные и прикладные аспекты: материалы II Всерос. науч. конф (Томск, 13–15 июня 2017 г.) / под ред. акад. РАН А.М. Дыгая. – Томск: Печатная мануфактура, 2017. С. 11.

13. Скурихин Е.Г., Першина О.В., Крупин В.А. и др. Эффекты и механизм действия пегилированной гиалуронидазы у мышей C57BL/6 в условиях блеомицин-индуцированного фиброза легких // Патогенез. 2015;13(3):56-64.

14. Skurikhin E.G., Pershina O.V., Reztsova A.M. et al. Modulation of bleomycin-induced lung fibrosis by pegylated hyaluronidase and dopamine receptor antagonist in mice // PLoS One. 2015;10(4):е0125065. DOI: 10.1371/journal.pone.0125065.

15. Dygai A.M., Zyuz’kov G.N., Zhdanov V.V. et al. Specific activity of electron-beam synthesis immobilized hyaluronidase on G-CSF induced mobilization of bone marrow progenitor cells // Stem Cell Rev. Rep. 2013;9(2):140-147. DOI: 10.1007/s12015-012-9423-2.

16. Mccann M. Intravenous hyaluronidase for visual loss secondary to filler injection: a novel therapeutic approach // J. Clin. Aesthet. Dermatol. 2019;12(12):25-27.

17. Pereira P.A.T., Bitencourt C.S., Reis M.B. et al. Immunomodulatory activity of hyaluronidase is associated with metabolic adaptations during acute inflammation // Inflamm. Res. 2020;69(1):105-113. DOI: 10.1007/s00011-019-01297-x.

18. Kalandar A., Williams J., Lalonde D. Can we restore vision? A cadaveric study using hyaluronidase for retinal artery occlusion // Plast. Reconstr. Surg. Glob. Open. 2019;7(9):e2412. DOI: 10.1097/GOX.0000000000002412.

19. Washington P.M., Lee C., Dwyer M.K.R. et al. Hyaluronidase reduced edema after experimental traumatic brain injury // J. Cereb. Blood Flow Metab. 2019;40(10):271678X19882780. DOI: 10.1177/0271678X19882780.

20. Дыгай А.М., Артамонов А.В., Бекарев А.А. и др. Нанотехнологии в фармакологии. М.: Изд-во РАМН, 2011. 136 с.

21. Мадонов П.Г., Ершов К.И., Дубровин А.В. и др. Электронно-лучевая модификация препаратов белковой природы для улучшения их фармакологических свойств // Медицина и образование в Сибири. 2013;4:83.

22. Obenberger J. Paper strips and rings as simple tools for standartization of experimental eye injuries // Ophthalmol. Res. 1975;7:363-366.