Модель хронической тромбоэмболической легочной гипертензии у крыс, вызванная повторным внутривенным введением биодеградируемых микросфер из альгината натрия

Введение. Хроническая тромбоэмболическая легочная гипертензия (ХТЭЛГ) – одно из наиболее тяжелых осложнений тромбоэмболии легочной артерии (ТЭЛА), характеризующееся неблагоприятным прогнозом и недостаточной эффективностью стандартных подходов к лечению. Небольшое количество репрезентативных моделей ХТЭЛГ затрудняет проведение доклинических исследований перспективных фармакологических субстанций.

Цель – разработка и валидация экспериментальной модели ХТЭЛГ у крыс путем эмболизации дистальных ветвей легочной артерии биодеградируемыми микросферами.

Материал и методы. Исследование проводилось на самцах крыс стока Wistar. В качестве эмболизирующих частиц использовали биодеградируемые микросферы (МС) на основе альгината натрия и аутологичные тромбы (АТ). Животные были разделены на группы: контроль – в хвостовую вену 4 раза с интервалом в 8 дней вводился физиологический раствор; АТ – по вышеописанному протоколу вводилось 50 мкл АТ; МС вводились внутривенно в объеме 50 мкл МС по двум протоколам: МС4 – 4 раза с интервалом 8 дней; МС8 – 8 раз с интервалом 4 дня. Через 2 и 6 недель после последнего введения проводилось гистологическое исследование легких; через 6 недель – эхокардиографическое исследование (ЭХО­КГ), катетеризация правого желудочка (ПЖ) с измерением систолического давления в ПЖ (СДПЖ), тредмил тест, оценка уровня эндотелина­1 в плазме крови иммуноферментным методом.

Результаты. В ходе моделирования выживаемость в группе МС8 составила 50 %. В остальных группах потерь животных в ходе эксперимента не было. По данным тредмил­теста через 6 недель после моделирования ТЭЛА, толерантность к физической нагрузке была значимо снижена в группах МС4 и МС8 по сравнению с контрольной группой. Данные ЭХО­КГ свидетельствуют о значимом увеличении диаметра легочного ствола и выносящего тракта ПЖ в группе МС8 по сравнению с контролем и АT. Значимое повышение СДПЖ и уровня эндотелина­1 по сравнению с контролем отмечалось только в группе МС8. Через 6 недель индекс гипертрофии стенки ветвей легочной артерии в группах МС4 и МС8 был значимо выше по сравнению с группами контроля и АТ.

Выводы. На основе применения МС, вводимых по протоколу МС8, создана новая репрезентативная модель ХТЭЛГ, которая может быть использована для тестирования перспективных фармакологических субстанций.

1. Бокерия Л. А., Затевахин И. И., Кириенко А. И. и др. Российские клинические рекомендации по диагностике, лечению, профилактике венозных тромбоэмболических осложнений // Флебология. – 2015. – Т. 9. № 4/2. – С. 4–46.

2. Grosse SD, Nelson RE, Nyarko KA, Richardson LC, Raskob GE. The economic burden of incident venous thromboembolism in the United States: A review of estimated attributable healthcare costs. Thromb. Res. 2016;137:3–10. Doi: 10.1016/j.thromres.2015.11.033.

3. Lang IM, Pesavento R, Bonderman D, Yuan JX. Risk factors and basic mechanisms of chronic thromboembolic pulmonary hypertension: a current understanding. Eur. Respir. J. 2013;41(2):462–468. Doi: 10.1183/09031936.00049312.

4. Riedel M, Stanek V, Widimsky J, Prerovsky I. Longterm follow-up of patients with pulmonary thromboembolism. Late prognosis and evolution of hemodynamic and respiratory data. Chest. 1982;81(2):151–158.

5. Klok FA, van der Hulle T, den Exter PL et al. The postPE syndrome: a new concept for chronic complications of pulmonary embolism. Blood Rev. 2014;28(6):221–226. Doi: 10.1016/j.blre.2014.07.003.

6. Konstantinides SV, Torbicki A, Agnelli G et al. 2014 ESC guidelines on the diagnosis and management of acute pulmonary embolism. Eur. Heart. J. 2014;14;35(43):3033–69, 3069a–3069k. Doi: 10.1093/eurheartj/ehu283.

7. Deng C, Wu D, Yang M et al. Expression of tissue factor and forkhead box transcription factor O-1 in a rat model for chronic thromboembolic pulmonary hypertension. J. Thromb. Thrombolysis. 2016;42(4):520–528. Doi: 10.1007/s11239–016–1413–9.

8. Deng C, Zhong Z, Wu D et al. Role of FoxO1 and apoptosis in pulmonary vascular remolding in a rat model of chronic thromboembolic pulmonary hypertension. Sci. Rep. 2017;23;7(1):2270. Doi: 10.1038/s41598–017–02007–5.

9. Runyon MS, Gellar MA, Sanapareddy N et al. Development and comparison of a minimally-invasive model of autologous clot pulmonary embolism in Sprague-Dawley and Copenhagen rats. Thromb. J. 2010;11;8:3. Doi: 10.1186/1477–9560–8–3.

10. Toba M, Nagaoka T, Morio Y et al. Involvement of Rho kinase in the pathogenesis of acute pulmonary embolisminduced polystyrene microspheres in rats. Am J Physiol. Lung. Cell Mol. Physiol. 2010;298(3):297–303. Doi: 10.1152/ajplung.90237.2008.

11. Watts JA, Marchick MR, Gellar MA, Kline JA. Upregulation of arginase II contributes to pulmonary vascular endothelial cell dysfunction during experimental pulmonary embolism. Pulm. Pharmacol. Ther. 2014;24(4):407–413 Doi: 10.1016/j.pupt.2011.01.009.

12. Arias-Loza PA, Jung P, Abeßer M et al. Development and Characterization of an Inducible Rat Model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension. Hypertension. 2016;67(5):1000–1005. Doi: 10.1016/j.pupt.2011.01.009.

13. Карпов А. А., Пузанов М. В., Альмухаметова Ф. Р. и др. Микроинкапсулирование мезенхимных стволовых клеток как инструмент для изучения механизмов клеточной терапии при инфаркте миокарда // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2017. – Т. 16. № 2. – С. 75–82.

14. Каркищенко Н. Н., Каркищенко В. Н., Шустов Е. Б. и др. Биомедицинское (доклиническое) изучение лекарственных средств, влияющих на физическую работоспособность: метод. реком. – М.: ФМБА России, 2017. – С. 70.

15. Способ моделирования хронической тромбоэмболической легочной гипертензии // Патент России № 2675353. 2018. Бюл. № 35. / Карпов А. А., Ломакина А. М., Черепанов Д. Е. и др.