Антиоксидантная активность триметоксизамещенных монокарбонильных аналогов куркумина в условиях экспериментальной болезни Альцгеймера у крыс Wistar

Введение. Болезнь Альцгеймера (БА) – терминальная форма деменции, лечение которой представляет собой значимую медицинскую проблему, что требует разработки новых лекарственных средств для коррекции данного состояния. Одной из таких перспективных групп могут являться антиоксиданты.

Цель исследования: в условиях экспериментальной БА оценить антиоксидантные свойства монокарбонильных аналогов куркумина.

Материал и методы. БА моделировали у крыс Wistar обоего пола путем введения агрегатов Аβ_1-42 в СА1 часть гиппокампа животных. Анализируемые соединения (1E, 4E)-1,5-бис (3,4,5-триметоксифенил) пента-1,4-диен-3-он и (1E, 4E)-1,5-бис (2,4,6-триметоксифенил) пента-1,4-диен-3-он в дозе 20 мг/кг перорально и донепезил в дозе 50 мг/кг перорально вводили на протяжении 30 дней с момента операции. По истечении указанного времени у крыс в ткани гиппокампа оценивали изменение активности ферментов эндогенной антиоксидантной защиты: супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и каталазы, определяли изменение концентрации митохондриального пероксида водорода и активных продуктов, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой.

Результаты. В ходе исследования было показано, что применение анализируемых соединений и препарата сравнения способствовало повышению активности антиоксидантных ферментов в ткани гиппокампа у крыс, как у самок, так и самцов. При этом у животных, которым вводили (1E, 4E)-1,5-бис (3,4,5-триметоксифенил) пента-1,4-диен-3-он и (1E, 4E)-1,5-бис (2,4,6-триметоксифенил) пента-1,4-диен-3-он, активность супероксиддисмутазы достоверно (p < 0,05) увеличилась по отношению к группе животных получавших донепезил. На фоне введения анализируемых веществ было установлено снижение концентрации митохондриального пероксида водорода и активных продуктов, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой, которая была достоверно (p < 0,05) меньше, чем в случае применения донепезила.

Заключение. Изучаемые монокарбонильные аналоги куркумина оказывают антиоксидантное действие в условиях экспериментальной БА, превосходя при этом препарат сравнения донепезил. На основании полученных данных можно предполагать актуальность дальнейших исследований, анализирующих монокарбонильные куркуминоиды в качестве средств патогенетической терапии БА.

1. Dewanjee S., Chakraborty P., Bhattacharya H., Chacko L., Singh B., Chaudhary A. et al. Altered glucose metabolism in Alzheimer’s disease: Role of mitochondrial dysfunction and oxidative stress. Free Radic. Biol. Med. 2022;193(Pt_1):134–157. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2022.09.032.

2. Dhapola R., Beura S.K., Sharma P., Singh S.K., Hari Krishna Reddy D. Oxidative stress in Alzheimer’s disease: current knowledge of signaling pathways and therapeutics. Mol. Biol. Rep. 2024;51(1):48. DOI: 10.1007/s11033-023-09021-z.

3. Tang B.L. Glucose, glycolysis, and neurodegenerative diseases. J. Cell. Physiol. 2020;235(11):7653–7662. DOI: 10.1002/jcp.29682.

4. Onaolapo O.J., Olofinnade A.T., Ojo F.O., Onaolapo A.Y. Neuroinflammation and oxidative stress in Alzheimer’s disease; can nutraceuticals and functional foods come to the rescue? Antiinflamm. Antiallergy Agents Med. Chem. 2022;21(2):75–89. DOI: 10.2174/1871523021666220815151559.

5. Aborode A.T., Pustake M., Awuah W.A., Alwerdani M., Shah P., Yarlagadda R. et al. Targeting oxidative stress mechanisms to treat Alzheimer’s and Parkinson’s disease: A critical review. Oxid. Med. Cell. Longev. 2022;2022:7934442. DOI: 10.1155/2022/7934442.

6. Поздняков Д.И., Вихорь А.А., Руковицина В.М., Оганесян Э.Т. Коррекция митохондриальной дисфункции триметокси-замещенными монокарбонильными аналогами куркумина в условиях экспериментальной болезни Альцгеймера. Фармация и фармакология. 2023;11(6):471–481. DOI: 10.19163/2307-9266-2023-11-6-471-481.

7. Kim H.Y., Lee D.K., Chung B.R., Kim H.V., Kim Y. Intracerebroventricular injection of amyloid-β peptides in normal mice to acutely induce Alzheimer-like cognitive deficits. J. Vis. Exp. 2016;(109):53308. DOI: 10.3791/53308.

8. Mohideen K., Chandrasekaran K., Kareema M., Jeyanthi Kumari T., Dhungel S., Ghosh S. Assessment of antioxidant enzyme Superoxide Dismutase (SOD) in oral cancer: Systematic review and meta-analysis. Dis. Markers. 2024;2024:2264251. DOI: 10.1155/2024/2264251.

9. Rocha D.F.A., Machado-Junior P.A., Souza A.B.F., Castro T.F., Costa G.P., Talvani A. et al. Lycopene ameliorates liver inflammation and redox status in mice exposed to long-term cigarette smoke. Biomed. Res. Int. 2021;2021:7101313. DOI: 10.1155/2021/7101313.

10. Hadwan M.H., Hussein M.J., Mohammed R.M., Hadwan A.M., Saad Al-Kawaz H., Al-Obaidy S.S.M. et al. An improved method for measuring catalase activity in biological samples. Biol. Methods Protoc. 2024;9(1):bpae015. DOI: 10.1093/biomethods/bpae015.

11. Aguilar Diaz De Leon J., Borges C.R. Evaluation of oxidative stress in biological samples using the thiobarbituric acid reactive substances assay. J. Vis. Exp. 2020;(159):10.3791/61122. DOI: 10.3791/61122.

12. Beata B.K., Wojciech J., Johannes K., Piotr L., Barbara M. Alzheimer’s disease-biochemical and psychological background for diagnosis and treatment. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(2):1059. DOI: 10.3390/ijms24021059.

13. Hussain H., Ahmad S., Shah S.W.A. Ghias M., Ullah A., Rahman S.U. et al. Neuroprotective potential of synthetic mono-carbonyl curcumin analogs assessed by molecular docking studies. Molecules. 2021;26(23):7168. DOI: 10.3390/molecules26237168.

14. Поздняков Д.И., Вихорь А.А., Руковицина В.М., Оганесян Э.Т., Плетень А.П., Прокопов А.А. и др. Аналоги халкона как потенциальные средства патогенетической терапии болезни Альцгеймера: in vitro-скрининг. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2024;(2):43. DOI: 10.29296/25877313-2024-02-05.

15. Obafemi T.O., Owolabi O.V., Omiyale B.O., Afolabi B.A., Ojo O.A., Onasanya A. et al. Combination of donepezil and gallic acid improves antioxidant status and cholinesterases activity in aluminum chloride-induced neurotoxicity in Wistar rats. Metab. Brain Dis. 2021;36(8):2511–2519. DOI: 10.1007/s11011-021-00749-w.

16. Oboh G., Ogunsuyi O.B., Olonisola O.E. Does caffeine influence the anticholinesterase and antioxidant properties of donepezil? Evidence from in vitro and in vivo studies. Metab. Brain Dis. 2017;32(2):629–639. DOI: 10.1007/s11011-017-9951-1.

17. Zhao Y., Zheng Z., Zhang M., Wang Y., Hu R., Lin W. et al. Design, synthesis, and evaluation of mono-carbonyl analogues of curcumin (MCACs) as potential antioxidants against periodontitis. J. Periodontal. Res. 2021;56(4):656–666. DOI: 10.1111/jre.12862.

18. Hussain H., Ahmad S., Shah S.W.A., Ullah A., Rahman S.U., Ahmad M. et al. Synthetic mono-carbonyl curcumin analogues attenuate oxidative stress in mouse models. Biomedicines. 2022;10(10):2597. DOI: 10.3390/biomedicines10102597.

19. Hadzi-Petrushev N., Bogdanov J., Krajoska J., Ilievska J., Bogdanova-Popov B., Gjorgievska E. et al. Comparative study of the antioxidant properties of monocarbonyl curcumin analogues C66 and B2BrBC in isoproteranol induced cardiac damage. Life Sci. 2018;197:10–18. DOI: 10.1016/j.lfs.2018.01.028.

20. Shetty D., Kim Y.J., Shim H., Snyder J.P. Eliminating the heart from the curcumin molecule: monocarbonyl curcumin mimics (MACs). Molecules. 2014;20(1):249–292. DOI: 10.3390/molecules20010249.