Evaluation of kisspeptin transport across the blood–brain barrier after intranasal administration

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: The kisspeptin family (KISS1), encoded by the kiss1 gene, is among the newly identified yet underexplored peptide families in terms of efficacy and intranasal delivery. Kisspeptins are involved not only in reproductive function but also in behavioral, emotional, and cognitive processes. Efficient delivery of kisspeptins to the central nervous system could open new perspectives for their application.

AIM: The work aimed to evaluate the efficacy of kisspeptin-10 transport across the blood–brain barrier after intranasal administration.

METHODS: The study included 45 outbred mice. Animals received kisspeptin-10 intranasally at doses of 0.1, 1, and 10 μg, and intraperitoneally at doses of 1, 10, and 100 μg. Animal behavior was assessed using the open field test, elevated plus maze, and sexual motivation test.

RESULTS: In the present study, stable and dose-dependent effects of kisspeptin-10 on mouse behavior were observed after intranasal administration. Intranasal kisspeptin-10 induced statistically significant increases in sexual motivation, horizontal and vertical locomotor activity, reduced anxiety, and enhanced exploratory behavior in sexually mature male mice. The most pronounced behavioral changes were produced by the 10 μg dose, exerting central effects after intranasal administration compared with the groups receiving intraperitoneal administration. In contrast, intraperitoneal kisspeptin-10 at doses of 1 μg and 10 μg produced virtually no behavioral changes. Increasing the intraperitoneal dose to 100 μg resulted in statistically significant behavioral changes; however, the effect was less pronounced than that observed after intranasal administration of 10 μg.

CONCLUSION: Statistically significant behavioral changes following intranasal administration required concentrations 10-fold lower than those needed for peripheral administration. Given the evident effects of intranasal kisspeptin-10 in each behavioral test, it can be assumed that kisspeptin-10 penetrated the brain, bypassing the blood–brain barrier, and exerted central effects. These findings support the potential feasibility and importance of this delivery route for targeting the central nervous system.

About the authors

Maria V. Litvinova

Institute of Experimental Medicine

Author for correspondence.
Email: litvinova-masha@bk.ru
SPIN-code: 9548-4683
Russian Federation, Saint Petersburg

Andrei A. Lebedev

Institute of Experimental Medicine

Email: aalebedev-iem@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-0297-0425
SPIN-code: 4998-5204

Dr. Sci. (Biology), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Eugenii R. Bychkov

Institute of Experimental Medicine

Email: bychkov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8911-6805
SPIN-code: 9408-0799

MD, Dr. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Saint Petersburg

Petr D. Shabanov

Institute of Experimental Medicine

Email: pdshabanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1464-1127
SPIN-code: 8974-7477

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Pfeferbaum B, North CS. Mental health and the COVID-19 pandemic. N Engl J Med. 2020;383(6):510–512. doi: 10.1056/NEJMp2008017
  2. Trofimov AN, Litvinova MV, Schwarz AP, et al. Molecular mechanisms of molecular transfer across the blood-brain barrier as a target for pharmacological action. Part 1. Structure, function and pathology of the BBB. Pharmacy Formulas. 2022;4(2):60–69. doi: 10.17816/phf109914 EDN: UQEDBL
  3. Profaci CP, Munji RN, Pulido RS, Daneman R. The blood–brain barrier in health and disease: important unanswered questions. J Exp Med. 2020;217(4):e20190062. doi: 10.1084/JEM.20190062/151582
  4. Litvinova MV, Tissen lY, Lebedev AA, et al. Influence of oxytocin on the central nervous system by different routes of administration. Psychopharmacology and biological narcology. 2023;14(2):139–148. doi: 10.17816/phbn501752 EDN: ANORKE
  5. Litvinova MV, Trofimov AN, Shabanov PD, et al. Molecular mechanisms of transport of substances across the blood-brain barrie as targets for pharmacological action. Part 2. Modern methods of delivery of pharmacological agents to the central nervous system. Pharmacy Formulas. 2022;4(3):82–96. doi: 10.17816/phf120109 EDN: QSCSBH
  6. Veronesi MC, Alhamami M, Miedema SB, et al. Imaging of intranasal drug delivery to the brain. Am J Nucl Med Mol Imaging. 2020;10(1):1–31.
  7. Tissen IYu, Chepik PA, Lebedev AA, et al. Conditioned place preference of kisspeptin-10. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2021;19(1):47–53. doi: 10.17816/RCF19147-53 EDN: SSEPQB
  8. Magarramova L, Tissen I, Blazhenko A, et al. Kisspeptin is testosterone independent regulator of sexual motivation in male rats. J Exp Biol Agric Sci. 2022;10(1):131–134. doi: 10.18006/2022.10(1).131.134
  9. Hellier V, Brock O, Candlish M, et al. Female sexual behavior in mice is controlled by kisspeptin neurons. Nat Commun. 2018;9(1):400. doi: 10.1038/s41467-017-02797-2
  10. Edouard GA, Mills KT, Comninos AN. Kisspeptin as a behavioral hormone. Semin Reprod Med. 2019;37(2):56–63. doi: 10.1055/s-0039-3400239
  11. Zhukov IS, Ptukha MA, Zolotoverkhaja EA, et al. Evaluation of approach to a conspecific and blood biochemical parameters in TAAR1 knockout mice. Brain Sci. 2022;12(5):614. doi: 10.3390/brainsci12050614

Copyright (c) 2025 Eco-Vector



 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».