Модуляція глутатіонової системи як провідний механізм кардіопротекторної дії кріоконсервованих органних екстрактів і кондиціонованого середовища мезенхімальних стовбурових клітин при доксорубіцин-індукованій кардіоміопатії

Міністерство охорони здоров’я України Національний фармацевтичний університет Інститут підвищення кваліфікації спеціалістів фармації Кафедра клінічної фармакології АКТУАЛЬНІ ПИТАННЯ КЛІНІЧНОЇ ФАРМАКОЛОГІЇ ТА КЛІНІЧНОЇ ФАРМАЦІЇ (TOPICAL ISSUES OF CLINICAL PHARMACOLOGY AND CLINICAL PHARMACY) Матеріали науково-практичної Internet-конференції з міжнародною участю 28 жовтня 2025 року м. Харків Харків НФаУ 2025 МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ′Я УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ ФАРМАЦЕВТИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІНСТИТУТ ПІДВИЩЕННЯ КВАЛІФІКАЦІЇ СПЕЦІАЛІСТІВ ФАРМАЦІЇ КАФЕДРА КЛІНІЧНОЇ ФАРМАКОЛОГІЇ АКТУАЛЬНІ ПИТАННЯ КЛІНІЧНОЇ ФАРМАКОЛОГІЇ ТА КЛІНІЧНОЇ ФАРМАЦІЇ (TOPICAL ISSUES OF CLINICAL PHARMACOLOGY AND CLINICAL PHARMACY) Матеріали науково-практичної Internet-конференції з міжнародною участю 28 жовтня 2025 року м. Харків Харків НФаУ 2025 УДК 615.1:615.03 A 43 Редакційна колегія та оргкомітет: проф. Кухтенко О. С. (голова), проф. Кузнєцова В. Ю. (співголова), доц. Суріков О. О. (керівник секції), доц. Артюх Т. О. (керівник секції), проф. Бутко Я. О. (керівник секції), проф. Міщенко О. Я. (керівник секції, відповідальний секретар), проф. Ткачова О. В. (керівник секції), проф. Бондарєв Є. В. (керівник секції), доц. Файзуллін О. В. (керівник секції), доц. Халєєва О. Л. (керівник секції), доц. Березняков А. В. (керівник секції), проф. Риженко І. М., проф. Кіреєв І. В., проф. Подольський І. М., доц. Козар В. В., доц. Шаповалова О. В., асист. Тимченко Ю. В., асист. Андріяненков О. В., асист. Кузенков Р. В. Реєстраційне посвідчення в Укр ІНТЕІ № 327 від 14 березня 2025 р. Актуальні питання клінічної фармакології та клінічної фармації (Topical issues of clinical pharmacology and clinical pharmacy): матеріали наук.-практ. Internetконф. з міжнар. участю (28 жовт. 2025 р., м. Харків) / редкол. : О. Я. Міщенко, Я. О. Бутко, Є. В. Бондарєв та ін. – Харків : НФаУ, 2025. – 385 с. У збірнику опубліковані матеріали науково-практичної internet-конференції з міжнародною участю «Актуальні питання клінічної фармакології та клінічної фармації». У матеріалах конференції висвітлено клініко-фармакологічні доказові аспекти застосування лікарських засобів, зокрема у сфері підтримання ментального здоров’я; актуальні питання діяльності клінічного фармацевта у закладах охорони здоров'я та адміністрування антимікробних препаратів як мультидисциплінарного підходу протидії антибіотикорезистентності; питання безпеки фармакотерапіїі та системи фармаконагляду; роль інформаційних технологій в клінічній фармакології та клінічній фармації; організаційно-управлінські підходи забезпечення раціонального застосування лікарських засобів; оцінка технологій охорони здоров’я, фармакоекономічні дослідження та формулярна система як складові забезпечення раціональної фармакотерапії. Наведено технологічні аспекти розробки, впровадження та використання лікарських засобів; доклінічні та клінічні дослідження лікарських засобів. Розглянуто сучасні методичні аспекти викладання клінічної фармакології та клінічної фармації в Україні та світі. Видання представляє інтерес для наукових, педагогічних та практичних фармацевтичних та медичних працівників. Матеріали подаються мовою оригіналу. За достовірність інформації відповідальність несуть автори. УДК 615.1:615.03 © НФаУ, 2025 320 УДК: 615.015.8:577.112.385:616.12-008.331.1-092.9 МОДУЛЯЦІЯ ГЛУТАТІОНОВОЇ СИСТЕМИ ЯК ПРОВІДНИЙ МЕХАНІЗМ КАРДІОПРОТЕКТОРНОЇ ДІЇ КРІОКОНСЕРВОВАНИХ ОРГАННИХ ЕКСТРАКТІВ І КОНДИЦІОНОВАНОГО СЕРЕДОВИЩА МЕЗЕНХІМАЛЬНИХ СТОВБУРОВИХ КЛІТИН ПРИ ДОКСОРУБІЦИН-ІНДУКОВАНІЙ КАРДІОМІОПАТІЇ Дробнер І. Г.1, Гладких Ф. В.1,2, Лядова Т. І.1, Матвєєнко М. С.1 1Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України Кафедра загальної хірургії, анестезіології та паліативної медицини 2ДУ «Інститут медичної радіології та онкології ім. C. П. Григор’єва Національної академії медичних наук України» м. Харків, Україна [email protected] Актуальність. Кардіотоксичність доксорубіцину обмежує ефективність протипухлинної терапії. Пошук безпечної кардіопротекції є пріоритетом. Мета – експериментально оцінити здатність кріоконсервованого екстракту серця, кріоекстракту селезінки та кондиціонованого середовища мезенхімальних стовбурових клітин модулювати доксорубіцин-індуковану кардіотоксичність. Матеріали та методи. Експеримент проведено на 42 щурах-самцях: модель хронічної кардіоміопатії після внутрішньоочеревинного введення доксорубіцину 5 мг/кг щотижня упродовж 4 тижнів (кумулятивно 20 мг/кг). Оцінювали відновлений глутатіон і активність глутатіонпероксидази в міокарді. Результати. Доксорубіцин знижував відновлений глутатіон на 43,5% (р=0,005) та активність глутатіонпероксидази на 37,9% (р<0,001). Кондиціоноване середовище мезенхімальних стовбурових клітин підвищувало відновлений глутатіон на 87,7% (р=0,003) і активність глутатіонпероксидази на 53,7% (р<0,001) відносно контролю, наближаючи показники до інтактних. Висновки. Кондиціоноване середовище мезенхімальних стовбурових клітин забезпечує найвираженішу корекцію глутатіонзалежної антиоксидантної недостатності при доксорубіцин-індукованій кардіоміопатії. Ключові слова: доксорубіцин, кардіотоксичність, глутатіон, глутатіонпероксидаза, кріоекстракт, мезенхімальні стовбурові клітини. 321 MODULATION OF THE GLUTATHIONE SYSTEM AS A KEY MECHANISM OF THE CARDIOPROTECTIVE ACTION OF CRYOPRESERVED ORGAN EXTRACTS AND MESENCHYMAL STEM CELL–CONDITIONED MEDIUM IN DOXORUBICIN-INDUCED CARDIOMYOPATHY Drobner I.H.1, Hladkykh F.V.1,2, Liadova T.I.1, Matvieienko M.S.1 1V. N. Karazin Kharkiv National University Ministry of Education and Science of Ukraine Department of General Surgery, Anesthesiology and Palliative Medicine 2SI " S.P. Grigoriev Institute of Medical Radiology and Oncology" National Academy of Medical Sciences of Ukraine Kharkiv, Ukraine [email protected] Doxorubicin cardiotoxicity remains a major limitation to the long-term efficacy of anticancer therapy, highlighting the urgent need for safe and effective cardioprotective strategies. Objective – to experimentally evaluate the ability of cryopreserved heart extract, spleen cryoextract, and mesenchymal stem cell–conditioned medium to modulate doxorubicin-induced cardiotoxicity. Materials and methods. The study was performed on 42 male rats using a model of chronic cardiomyopathy induced by intraperitoneal administration of doxorubicin at 5 mg/kg once weekly for 4 weeks (cumulative dose 20 mg/kg). Reduced glutathione levels and glutathione peroxidase activity were measured in myocardial tissue. Results. Doxorubicin administration led to a 43.5% decrease in reduced glutathione (p = 0.005) and a 37.9% reduction in glutathione peroxidase activity (p < 0.001). Treatment with mesenchymal stem cell–conditioned medium increased reduced glutathione by 87.7% (p = 0.003) and glutathione peroxidase activity by 53.7% (p < 0.001) compared with untreated controls, restoring values close to those of intact animals. Conclusions. Mesenchymal stem cell–conditioned medium provides the most pronounced correction of glutathione-dependent antioxidant deficiency in doxorubicin-induced cardiomyopathy. Keywords: doxorubicin, cardiotoxicity, glutathione, glutathione peroxidase, cryoextract, mesenchymal stem cells. Вступ. Онкологічні схеми з доксорубіцином залишаються золотим стандартом у лікуванні широкого спектра неоплазій, однак кардіотоксичність цього антрацикліну суттєво обмежує кумулятивні дози та довгострокову виживаність пацієнтів. Сучасні огляди та метааналітичні узагальнення підкреслюють багатофакторність ушкодження міокарда з участю оксидативного стресу, порушенням топоізомерази IIβ, дисфункцією мітохондрій, кальцієвим дисбалансом, 322 апоптозом, стерильним запаленням і ремоделюванням камер серця; при цьому ризик серцевої недостатності зберігається роками після завершення хіміотерапії, що вимагає активного пошуку кардіопротекторних підходів, прийнятних у реальній клінічній практиці [1, 2]. Ключова роль у ініціації та прогресуванні ураження відводиться дисфункції мітохондрій і дефектам мітолізу (мітофагії), що посилюють генерацію активних форм кисню, спричиняють депонування заліза, порушення біоенергетики та загибель кардіоміоцитів. В останніх оглядах підкреслено, що мішені, пов’язані з видаленням пошкоджених мітохондрій, можуть стати основою для таргетної кардіопротекції при антрацикліновому ушкодженні, особливо у пацієнтів високого ризику [3]. Одночасно з цим накопичуються дані про роль клітинної сенесценції та прискореного «старіння» серця як одного з механізмів пізньої дисфункції лівого шлуночка після хіміотерапії, що додатково обґрунтовує потребу у превентивних стратегіях з раннім втручанням. Серед ендогенних ланок кардіопротекції особливе місце посідає система глутатіону як головний внутрішньоклітинний буфер тіолів і субстратна основа для глутатіонпероксидаз. Порушення відновленого глутатіону та зниження активності глутатіонпероксидази корелюють із тяжкістю оксидативного стресу та фероптозу, а фармакологічне підсилення глутатіонового метаболізму розглядається як перспективний напрям запобігання ушкодженню кардіоміоцитів. Актуальні експериментальні роботи підтверджують, що модуляція глутатіонової ланки зменшує запальну відповідь, окисну модифікацію білків і порушення кальцієвого гомеостазу, тим самим знижуючи вираженість кардіотоксичності доксорубіцину [4]. Паралельно відбувається еволюція підходів до кардіопротекції на основі «перерозподілу ризику», де β-блокатори, зокрема карведилол, застосовуються у пацієнтів із підвищеною вірогідністю серцевого ураження; сучасні клінікоекспериментальні матеріали підтримують доцільність такої стратегії та демонструють вплив карведилолу на окремі ланки окисно-запального каскаду та дисфункцію мітохондрій. Водночас профілактичний ефект є варіабельним і може бути недостатнім без комбінованих заходів або персоналізації дози/тривалості [5, 6]. На тлі обмежень фармакологічної кардіопротекції активно розвивається біологічний напрям, зосереджений на паракринних факторах регенерації. Кондиціоноване середовище, отримане від мезенхімальних стовбурових клітин, містить широкий спектр цитокінів, факторів росту, мікроРНК та позаклітинних везикул, що чинять антиоксидантний, протизапальний, антиапоптотичний і проангіогенний ефекти. Сучасні узагальнення та експериментальні дослідження підтверджують здатність такого середовища покращувати скоротливу функцію, зменшувати фіброз і нормалізувати редокс-гомеостаз, включно з глутатіоновою ланкою; при цьому підходи до підсилення ефекту через пре-кондиціювання або іммобілізацію біоактивних факторів у носіях відкривають шлях до більш стабільної дії in vivo. 323 Мета дослідження – експериментально оцінити здатність кріоконсервованого екстракту серця, кріоекстракту селезінки та кондиціонованого середовища мезенхімальних стовбурових клітин модулювати кардіотоксичність доксорубіцину. Матеріали та методи. Хронічну кардіоміопатію, індуковану доксорубіцином, відтворювали шляхом внутрішньоочеревинного введення доксорубіцину гідрохлориду (EBEWE Pharma, Австрія) у дозі 5 мг/кг один раз на тиждень протягом чотирьох тижнів – на 7, 14, 21 та 28 дні (кумулятивно 20 мг/кг), що відповідає валідаційним підходам до моделювання хронічної кардіотоксичності у щурів і забезпечує формування клінічно релевантного, дозозалежного ураження міокарда з типово зниженою насосною функцією та характерними морфологічними змінами [7]. Додатково коректність режиму «повільної кумуляції» підтверджується протоколами з нижчими щотижневими дозами (2–3 мг/кг упродовж 5–6 тижнів; кумулятивно 12–15 мг/кг), які також відтворюють дисфункцію лівого шлуночка та ремоделювання, хоча формують м’якший фенотип. Досліджувані засоби – кріоконсервований екстракт серця, кріоекстракт селезінки та кондиціоноване середовище мезенхімальних стовбурових клітин – вводили у лікувально-профілактичному режимі: один раз до початку введення доксорубіцину та чотири рази далі, щоразу за 60 хвилин до доксорубіцину (усього 5 введень). У дослідженні використано 42 самців щурів масою 200–220 г, розподілених на 6 груп по 7 тварин: інтактні щури; щури з відтвореною кардіоміопатією без лікування; тварини, яким внутрішньошлунково вводили карведилол у дозі 30 мг/кг; тварини, яким внутрішньом’язово вводили кріоконсервований екстракт серця 2,5 мл/кг; тварини, яким внутрішньом’язово вводили кріоекстракт селезінки 5,0 мл/кг; тварини, яким внутрішньом’язово вводили кондиціоноване середовище мезенхімальних стовбурових клітин 0,6 мл/кг. Карведилол застосовували на 1, 7, 14, 21 та 28 дні у вигляді водно-полісорбатної суспензії на Tween-80, на 7, 14, 21 та 28 дні – за 60 хвилин до доксорубіцину. На 35 день тварин виводили з експерименту методом декапітації і екстерпували серце для подальших досліджень. Активність глутатіонпероксидази визначали спектрофотометричним методом за швидкістю окиснення G-SH у гомогенаті міокарда (мкмоль G-SH/мг білка/хв). Рівень відновленого глутатіону визначали спектрофотометрично з використанням 5,5’- дитіобіс(2-нітробензойної кислоти) у гомогенаті (ммоль/кг) [8, 9]. Статистичну обробку даних проведено у «Microsoft Office Excel 2016» з дотриманням принципів біостатистики. Дані подано як M ± m (95 % ДІ) або Ме [LQ; UQ]. Результати та їх обговорення. Встановлено, що розвиток доксорубіциніндукованої кардіоміопатії супроводжується системним виснаженням глутатіонзалежної антиоксидантної системи серця, що виявляється суттєвим зниженням як рівня відновленого глутатіону, так і активності глутатіонпероксидази. У тварин контрольної групи рівень відновленого глутатіону знижувався до 0,9±0,14 ммоль/кг (95%ДІ: 0,7–1,2), що достовірно на 43,5% менше порівняно з інтактними щурами (1,6±0,15 ммоль/кг; 95%ДІ: 1,3–1,9; р=0,005). Таке знижен- 324 ня відображає порушення редокс-гомеостазу, виснаження тіолового пулу та зростання окисного навантаження на міокард. Зменшення глутатіону нижче 1,0 ммоль/кг свідчить про нездатність клітин підтримувати баланс між генерацією активних форм кисню та їх знешкодженням, що є типовою ознакою антрациклінового стресу, який супроводжується інактивацією антиоксидантних ферментів, окисною модифікацією білків і пошкодженням мітохондріальних мембран. Введення карведилолу сприяло частковому відновленню антиоксидантної рівноваги: рівень глутатіону підвищувався до 1,3±0,14 ммоль/кг (95%ДІ: 1,0– 1,6), що на 36,9% вище порівняно з контрольною групою (р=0,1), однак не досягало рівня статистичної вірогідності. Показник залишався нижчим за інтактні значення на 18,8%, що свідчить про неповну компенсацію оксидативного дисбалансу. Аналогічну тенденцію спостерігали при введенні кріоконсервованого екстракту серця: рівень глутатіону становив 1,3±0,08 ммоль/кг (95%ДІ: 1,1–1,4), перевищуючи контрольні показники на 35,4% (р=0,06), а порівняння з групою карведилолу виявило мінімальну різницю (1,1%; р=0,9). Це підтверджує подібну ефективність двох засобів у частковому відновленні тіолового балансу, хоча екстракт серця виявляв більш стабільні межі довірчого інтервалу, що свідчить про меншу варіабельність його дії. У щурів, яким вводили кріоекстракт селезінки, рівень глутатіону становив 1,2±0,12 ммоль/кг (95%ДІ: 1,0–1,5), перевищуючи контроль на 30,8% (р=0,1), проте залишаючись нижчим за інтактні значення на 25%. Порівняно з групою карведилолу різниця не була вірогідною (р=0,8; 4,5%), що свідчить про менш виражений вплив кріоекстракту селезінки на глутатіоновий обмін серця. Ймовірно, ефект зумовлений меншою концентрацією тканинних антиоксидантів у порівнянні з серцевим екстрактом, що має специфічні для міокарда ферменти та пептиди з редокс-активними групами. Найбільш виражене відновлення глутатіонового статусу відзначено у тварин, яким вводили кондиціоноване середовище мезенхімальних стовбурових клітин. Рівень відновленого глутатіону підвищувався до 1,7±0,17 ммоль/кг (95%ДІ: 1,4–2,1), що перевищувало контрольні показники на 87,7% (р=0,003) та фактично досягало рівня інтактних щурів (р>0,05 при порівнянні з першою групою). Відмінність між групами карведилолу та кондиціонованого середовища становила 37,1% (р=0,055), що вказує на потужний антиоксидантний ефект біологічного середовища, наближений до статистично значущого рівня. Такі результати свідчать про те, що біоактивні фактори середовища забезпечують не лише пасивне поповнення тіолового резерву, а й активацію ендогенних ферментних систем, що підтримують відновлений глутатіон на стабільному рівні. Паралельно досліджено активність глутатіонпероксидази — ключового ферменту ферментативної ланки антиоксидантного захисту. У контрольній групі тварин з доксорубіцин-індукованою кардіоміопатією активність ферменту знижувалася до 54,0 [45,5; 62,5] мкмоль G-SH/мг білка/хв, що було на 37,9% менше від інтактних показників (87,0 [72,5; 89,0]; р<0,001). Це підтверджує 325 пригнічення ферментативного метаболізму глутатіону, яке розвивається внаслідок накопичення перекисних радикалів і пошкодження білкових сульфгідрильних груп. У тварин, які отримували карведилол, активність глутатіонпероксидази зростала до 85,0 [68,0; 88,5] мкмоль G-SH/мг білка/хв (р=0,009), що на 57,4% перевищувало контрольну групу і лише на 2,3% відрізнялося від інтактних значень. Така динаміка свідчить про достатню ефективність карведилолу у частковому відновленні ферментативної ланки антиоксидантного захисту. Після введення кріоконсервованого екстракту серця активність глутатіонпероксидази становила 77,0 [72,5; 78,0] мкмоль G-SH/мг білка/хв, що на 42,6% вище за контроль (р=0,001), однак на 11,5% нижче за інтактні показники. Порівняння з групою карведилолу продемонструвало відсутність статистично значущої різниці (р=0,1; 9,4%), проте тенденцію до менш вираженого ферментактивувального ефекту. Введення кріоекстракту селезінки призводило до підвищення активності глутатіонпероксидази до 72,0 [71,0; 76,0] мкмоль G-SH/мг білка/хв (р=0,002), що на 33,3% перевищувало контроль, але залишалося на 17,2% нижчим за інтактні значення. Порівняно з групою карведилолу активність була нижчою на 15,3% (р=0,1), що вказує на помірний антиоксидантний ефект препарату без досягнення нормофункціонального рівня ферментативної активності. У групі кондиціонованого середовища мезенхімальних стовбурових клітин активність глутатіонпероксидази підвищувалася до 83,0 [73,5; 87,0] мкмоль G-SH/мг білка/хв (р<0,001), перевищуючи контроль на 53,7%. Різниця з карведилолом була невірогідною (р=0,5; 7,8%), але загальний рівень ферменту досягав фізіологічних величин. Таким чином, результати свідчать, що при доксорубіцин-індукованій кардіоміопатії спостерігається одночасне зниження як неферментної (рівень глутатіону), так і ферментної (активність глутатіонпероксидази) ланок антиоксидантного захисту. Введення карведилолу, кріоекстрактів серця та селезінки чинить часткову нормалізуючу дію, але найвищу ефективність продемонструвало кондиціоноване середовище мезенхімальних стовбурових клітин. На тлі його застосування рівень глутатіону збільшувався майже удвічі (р=0,003), а активність глутатіонпероксидази зростала більш ніж на половину (р<0,001) порівняно з контролем, що вказує на відновлення редокс-рівноваги у міокарді. Отримані результати дозволяють стверджувати, що кондиціоноване середовище мезенхімальних стовбурових клітин має найвищий потенціал для корекції глутатіонзалежної антиоксидантної недостатності, оскільки відновлює показники до рівнів, близьких до інтактних. Такий ефект може бути зумовлений присутністю в середовищі низки біоактивних компонентів, здатних підсилювати антиоксидантну систему серцевого м’яза, стимулювати ферментативне відновлення тіолів і пригнічувати перекисне окислення ліпідів. Цей напрям має важливе значення для подальшого розвитку кардіопротекторних стратегій при антрацикліновій токсичності, оскільки саме глутатіонова система відіграє клю-