Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 55019 10.29039/rusjbpc.2022.0519 МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ LIPOSOMAL FORM WITH LIPOIC ACID AND CARNOSINE: PRODUCTION, ANTIPLATELET AND ANTIOXIDANT EFFECT Липосомальная форма с липоевой кислотой и карнозином: получение, антиагрегантное и антиоксидантное действие Щелконогов В. А. Shchelkonogov V. A. vasiliy9999@yandex.ru Баранова О. А. Baranova O. A. Чеканов А. В. Chekanov A. V. Казаринов К. Д. Kazarinov K. D. kazarinov@ms.ire.rssi.ru Шастина Н. С. Shastina N. S. Стволинский С. Л. Stvolinsky S. L. Федорова Т. Н. Fedorova T. N. Соловьева Э. Ю. Solovieva E. Y. Федин А. И. Fedin A. I. Сорокоумова Г. М. Sorokoumova G. M. МИРЭА - Российский технологический университет Москва Россия MIREA - Russian Technological University Moscow Russian Federation Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава России Москва Россия Pirogov Russian National Research Medical University Moscow Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Фрязино Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Fryazino Russian Federation Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава России Москва Россия Pirogov Russian National Research Medical University Moscow Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Фрязино Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Fryazino Russian Federation Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава России Москва Россия Pirogov Russian National Research Medical University Moscow Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Фрязино Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Fryazino Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН Фрязино Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics, RAS Fryazino Russian Federation МИРЭА - Российский технологический университет Москва Россия MIREA - Russian technological University Moscow Russian Federation Научный центр неврологии Москва Россия Research Center of Neurology, Laboratory of Clinical and Experimental Neurochemistry Moscow Russian Federation Научный центр неврологии Москва Россия Research Center of Neurology, Laboratory of Clinical and Experimental Neurochemistry Moscow Russian Federation Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава России Москва Россия Pirogov Russian National Research Medical University Moscow Russian Federation Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава России Москва Россия Pirogov Russian National Research Medical University Moscow Russian Federation МИРЭА - Российский технологический университет Москва Россия MIREA - Russian technological University Moscow Russian Federation 25 06 2022 25 06 2022 7 2 303 309 20 06 2022 20 06 2022 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/55019/view

Были подобраны оптимальные условия для получения липосомальной формы, с липоевой кислотой (ЛК) и карнозином. Методом активной и пассивной загрузки удалось добиться высокой эффективности включения карнозина (60±5%) и липоевой кислоты (ЭВ=75±5%) в наночастицы (НЧ). Было показано, что добавление сахарозы или холестерина (ХС) к нанодисперсиями (НД) приводило к незначительному уменьшению степени включения карнозина в наночастицы (45±5%). Получение ФХ-липосом (ФХ-Лс) с ЛК и карнозином методом пассивной загрузки привело к значительному уменьшению степени включения карнозина (16%) в липосомы. При этом эффективность включения ЛК в ФХ-липосомы при использовании методов, как и пассивной так и активной загрузки практически не изменилась (ЭВ=58-69%). Было установлено, что полученные нанодисперсии представляют гомогенную систему наночастиц с размером 175-250 нм. Методом просвечивающей электронной микроскопии было обнаружено, что Лс ЛК+Карн представляют однородную систему, состоящую в основном из сферических наночастиц размером 120-200 нм. Важно отметить, что полученные липосомы с ЛК и карнозином стабильны в течение длительного хранения (15 мес.) при + 4 °С и комнатной температуре. Установлено, что ЛК с Карн проявляют антиоксидантное действие, приводя к 15-кратному снижению концентрации продуктов пероксидации липидов. Показано влияние полученных липосомальных препаратов на агрегацию тромбоцитов (Тц), обусловленной арахидоновой кислотой (АК). Установлено, что липосомы с ЛК и карнозином снижают степень агрегации Тц на 60-70%, относительно контролей.

Optimal conditions were selected for obtaining the liposomal form with lipoic acid (LA) and carnosine. Using methods of active and passive loading, it was possible to achieve high efficiency inclusion of carnosine (60±5%) and lipoic acid (75±5%) in nanoparticles (NPs). It has been shown that the addition of sucrose or cholesterol (Chol) to nanodispersions (NDs) led to a slight decrease in the efficiency incorporation of carnosine in nanoparticles (45±5%). The production of PC-liposomes (PC-Ls) with LA and carnosine by passive loading led to a significant decrease in the efficiency inclusion of carnosine in liposomes (16%). At the same time, the efficiency of inclusion of LA in PC liposomes using methods of both passive and active loading practically did not change (58-69%). It has been found that the obtained nanodispersions are homogeneous system of nanoparticles with size of 175-250 nm. By transmission electron microscopy, it has been shown that LA+Carn. Liposomes represent a homogeneous system consisting mainly of spherical nanoparticles with a size of 120-200 nm. It is important to note that the obtained liposomes with LA and carnosine are stable during long-term storage (15 months) at + 4 ° and at room temperature. It was established that liposomes LA with Carn exhibit an antioxidant effect, leading to a 15-fold decrease in the concentration of lipid peroxidation products. The effect of the obtained liposomal forms on platelet aggregation caused by arachidonic acid has been revealed. It has been found, that liposomes with LA and carnosine reduce the degree of aggregation of platelets by 60-70%, relative to controls.

 липоевая кислота карнозин наночастицы липосомы тромбоциты арахидоновая кислота lipoic acid carnosine nanoparticles liposomes platelets arachidonic acid Данная работа выполнена в рамках гос. задания (№ гос. регистрации НИОКТР АААА-А19-119100390063-9) и при поддержке Фонда развития теоретической физики и математики "Базис" (№ гранта 22-1-1-28-1).

Бурчинский С.Г. Ишемия головного мозга: возможности комплексной фармакологической коррекции. Статьи института геронтологии АМН Украины, 2006, т. 14, c. 15-18. Burchinsky S.G. Brain ischemia: the possibilities of complex pharmacological correction. Articles of the Gerontology Institute of the Academy of Medical Sciences of Ukraine, 2006, vol. 14, pp. 15-18. (In Russ.) Гусев Е.И., Скворцова В.И. Ишемия головного мозга. М.: Медицина, 2001, 328 с. Gusev E.I., Skvortsova V.I. Cerebral ischemia. M.: Medicine, 2001, 328 p. (In Russ.) Соловьева Э.Ю., Миронова О.П., Баранова О.А. и др. Свободнорадикальные процессы и антиоксидантная терапия при ишемии головного мозга. Журн. неврол. и психиат., 2008, т. 108, № 6, c. 88-94. Solovieva E.Yu., Mironova O.P., Baranova O.A. et al. Free-radical processes and antioxidant therapy for cerebral ischemia. Zhurn. nevrol. and psychiatrist., 2008, vol. 108, no. 6, pp. 88-94. (In Russ.) Mitsui Y., Sahmelzer J.D., Zollman P.J. et al. Alpha-lipoic acid provides neuroprotection from ischemic-reperfusion injury of peripheral nerve. Journal of the Neurological Sciences, 1999, vol. 163, pp. 11-16. Mitsui Y., Sahmelzer J.D., Zollman P.J. et al. Alpha-lipoic acid provides neuroprotection from ischemic-reperfusion injury of peripheral nerve. Journal of the Neurological Sciences, 1999, vol. 163, pp. 11-16. Clark W.M., Rinker L.G., Lessov N.S., Lowery S.L., Cipolla M.J. Efficacy of antioxidant therapies in transient focal ischemia in mice. Stroke, 2001, vol. 32, pp.‎ 1000-1004. Clark W.M., Rinker L.G., Lessov N.S., Lowery S.L., Cipolla M.J. Efficacy of antioxidant therapies in transient focal ischemia in mice. Stroke, 2001, vol. 32, pp.‎ 1000-1004. Deng H., Zuo X., Zhang J., Liu X., Liu L.I., Xu Q., Wu Z. α- Lipoic acid protects against cerebral ischemia/reperfusion induced injury in rats. Molecular medicine REPORTS, 2015, vol. 11, pp. 3659-3665. Deng H., Zuo X., Zhang J., Liu X., Liu L.I., Xu Q., Wu Z. α- Lipoic acid protects against cerebral ischemia/reperfusion induced injury in rats. Molecular medicine REPORTS, 2015, vol. 11, pp. 3659-3665. Packer L., Tritschler H.J., Wessel K. Neuroprotection by the metabolic antioxidant alpha-lipoic acid. Free RadicBiol Med., 1997, vol. 22, pp. 359-378. Packer L., Tritschler H.J., Wessel K. Neuroprotection by the metabolic antioxidant alpha-lipoic acid. Free RadicBiol Med., 1997, vol. 22, pp. 359-378. Lai Y.S., Shih C.Y., Huang Y.F., Chou T.C. Antiplatelet activity of alpha-lipoic acid. J Agric Food Chem., 2010, vol. 58, pp. 8596-8603. Lai Y.S., Shih C.Y., Huang Y.F., Chou T.C. Antiplatelet activity of alpha-lipoic acid. J Agric Food Chem., 2010, vol. 58, pp. 8596-8603. Щелконогов В.А., Сорокумова Г.М., Баранова О.А., Чеканов А.В., Казаринов К.Д. и др. Липосомальная форма липоевой кислоты: получение и определение антиагрегационной и антиоксидантной активности. Биомедицинская химия, 2016, т. 5, c. 577-583. Shchelkonogov V.A., Sorokumova G.M., Baranova O.A., Chekanov A.V., Kazarinov K.D. et al. Liposomal form of lipoic acid: preparation and determination of antiplatelet and antioxidant activity. Biomedical chemistry, 2016, vol. 5, pp. 577-583. (In Russ.) Castelletto V., Cheng G., Stain C., Connon C.J., Hamley I.W. Self-Assembly of a Peptide Amphiphile Containing L Carnosine and Its Mixtures with a Multilamellar Vesicle Forming Lipid. Langmuir, 2012, vol. 28, pp. 11599-11608. Castelletto V., Cheng G., Stain C., Connon C.J., Hamley I.W. Self-Assembly of a Peptide Amphiphile Containing L Carnosine and Its Mixtures with a Multilamellar Vesicle Forming Lipid. Langmuir, 2012, vol. 28, pp. 11599-11608. Фадеева Д.А., Халикова М.А., Жилякова Е.Т., Новиков О.О., Новикова М.Ю., Попов Н.Н., Сорокопудов В.Н. Аналитическая характеристика карнозина. Серия Медицина. Фармация, 2010, т. 93, c. 179-184. Fadeeva D.A., Khalikova M.A., Zhilyakova E.T., Novikov O.O., Novikova M. Yu., Popov N.N., Sorokopudov V.N. Analytical characteristic of carnosine. Series Medicine. Pharmacy, 2010, vol. 93, pp. 179-184. (In Russ.) Bae O.N. Serfozo K., Baek S.-H et al Safety and efficacy evaluation of carnosine, an endogenous neuroprotective agent for ischemic stroke. Stroke, 2013, vol. 44, pp. 205-212. Bae O.N. Serfozo K., Baek S.-H et al Safety and efficacy evaluation of carnosine, an endogenous neuroprotective agent for ischemic stroke. Stroke, 2013, vol. 44, pp. 205-212. Shen Y.P., Shen Y.P., He Y.-Y. et al. Carnosine protects against permanent Cerebral ischemia in histidine decarboxylase knockout mice by reducing glutamate excitotoxicity. Free Radical Biology & Medicine, 2010, vol. 48, pp. 727-735. Shen Y.P., Shen Y.P., He Y.-Y. et al. Carnosine protects against permanent Cerebral ischemia in histidine decarboxylase knockout mice by reducing glutamate excitotoxicity. Free Radical Biology & Medicine, 2010, vol. 48, pp. 727-735. Rajanikant G., Rajanikant G., Zemke D., Senut M.C. et al. Carnosine is neuroprotective against permanent focal cerebral ischemia in mice. Stroke, 2007, vol. 38, pp. 3023-3031. Rajanikant G., Rajanikant G., Zemke D., Senut M.C. et al. Carnosine is neuroprotective against permanent focal cerebral ischemia in mice. Stroke, 2007, vol. 38, pp. 3023-3031. Akiba S., Matsugo S., Packer L., Konishi T. Assay of Protein-Bound Lipoic Acid in Tissues by a New Enzymatic Method. Analytical biochemistry, 1998, vol. 2, pp. 299-304. Akiba S., Matsugo S., Packer L., Konishi T. Assay of Protein-Bound Lipoic Acid in Tissues by a New Enzymatic Method. Analytical biochemistry, 1998, vol. 2, pp. 299-304.