Wpływ donora siarkowodoru (związku AP-39) na ekspresję mRNA czynnika wzrostu pochodzenia mózgowego (BDNF) w modelu udaru niedokrwiennego mózgu u szczura

Ischemic stroke is a condition that affects a large percentage of the population. High mortality and the lack of effective method of treatment are the reasons of ongoing research studies aimed at introducing a drug that could stop the progress of the disease or prevent it. Hydrogen sulfide as the molecule with neuroprotective, antioxidant and apoptotic inhibitory activity as well as the tested representative compound AP-39, which causes the release of H2S may have promising effects in therapy. The aim of the study was to check whether the intraperitoneal administration of the hydrogen sulfide donor – compound AP-39 at the dose of 100 nmol/(kg.m.c) within 10 minutes after the start of the reperfusion process in the rat ischemic stroke model (MCAO) would increase the mRNA expression of the brain-derived neurotrophic factor BDNF which has neuroprotective effect. In rats, ischemic stroke was induced by transient occlusion of the middle cerebral artery. Neurological deficits were assessed 24 hours after MCAO according to the 10-point Phillips classification. BDNF mRNA level was determined in three selected brain structures - hippocampus, frontal cortex and striatum by RT-qPCR method. It was shown that administration of the compound AP-39 to control animals increased the level of BDNF mRNA in the hippocampus but did not affect the expression of this factor in the other examined brain structures. In animals subjected to a 90-minute ischemic stroke, the compound AP-39 increased the expression of BDNF mRNA in the frontal cortex and striatum and significantly reduced neurological deficits. In summary the compound AP-39 may turn out to be an important tool enabling the creation of a new group of drugs, the action of which could be based on the regulation of endogenous H2S homeostasis, enhancement of neuroplasticity processes, and thus reduction of the infarct volume.

Udar niedokrwienny mózgu to schorzenie, które dotyczy dużego odsetka populacji. Duża śmiertelność oraz brak wystarczająco skutecznej metody leczenia jest przyczyną wciąż trwających badań naukowych mających na celu wprowadzenie leku, który mógłby zatrzymać postępy choroby lub jej zapobiec. Siarkowodór jako cząsteczka o działaniu neuroprotekcyjnym, antyoksydacyjnym oraz hamującym procesy apoptozy, a także badany przedstawiciel - związek AP-39, który powoduje uwalnianie H2S może mieć obiecujące efekty w terapii. Celem pracy było sprawdzenie czy podanie dootrzewnowe donora siarkowodoru- związku AP–39 w dawce 100 nmol/(kg.m.c) w czasie 10 minut po rozpoczęciu procesu reperfuzji w modelu udaru niedokrwiennego u szczura (MCAO) zwiększy ekspresję mRNA dla czynnika wzrostu pochodzenia mózgowego (BDNF), który wykazuje działanie neuroprotekcyjne. Udar niedokrwienny wywoływano u szczurów przez przejściowe zamknięcie tętnicy środkowej mózgu. Deficyty neurologiczne oceniano 24 godz. po MCAO według 10-stopniowej klasyfikacji Phillipsa. Poziom mRNA dla BDNF oznaczano w trzech wybranych strukturach mózgu – hipokampie, korze czołowej i prążkowiu metodą RT-qPCR.Wykazano, że podanie związku AP-39 zwierzętom kontrolnym zwiększało poziom mRNA BDNF w hipokampie, natomiast nie wpływało na ekspresję tego czynnika w pozostałych badanych strukturach mózgu. U zwierząt poddanych 90- minutowemu udarowi niedokrwiennemu mózgu związek AP-39 nasilał ekspresję mRNA BDNF w korze czołowej i prążkowiu a także istotnie zmniejszał deficyty neurologiczne.Podsumowując związek AP–39 może w przyszłości okazać się ważnym narzędziem umożliwiającym powstanie nowej grupy leków, których działanie mogłoby być oparte na regulacji homeostazy endogennego H2S, wzmożeniu procesów neuroplastyczności, a co za tym idzie, redukcji objętości zawału.