Расчетные и экспериментальные доказательства проницаемости гематоэнцефалического барьера методами in silico, in vitro и in vivo

Обоснование. Для оценки эффективности лекарственных препаратов, применяемых для лечения заболеваний, важно знать физико-химические свойства вещества, особенно способность вещества проникать через клеточную мембрану. Существует множество методов для определения способности веществ проникать через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). Модель распределения вещества между мембраной и внеклеточной жидкостью можно выразить численной характеристикой распределения вещества (липофильностью), называемой logP, которую рассчитывают как распределение вещества между органической фазой и водой.

Цель исследования. Определить и сравнить значения параметров, которые могут выступать предикторами для преодоления ГЭБ in silico, in vitro и проверить полученные данные в экспериментах in vivo.

Методы. Для определения предикторов преодоления ГЭБ использовали методы in silico — портал Way2Drug и программу VEGA ZZ, in vitro — с помощью спектрофотометрии в ультрафиолетовой области для определения практического logP, и фармакологический анализ по эффекту после внутрибрюшинного введения веществ с помощью поведенческих тестов «открытое поле», «пол-тест», «крестообразный лабиринт», «половая мотивация», «ротарод».

Результаты. Определены значения предикторов преодоления ГЭБ для 6-гидроксидофамина (6-ГДА), окситоцина, кисспептина-10 и галоперидола (DEEP, MEP, MLP, PSA, HBASS, HBDON, logS, logBB, logP и др). Рассчитаны коэффициенты распределения исследуемых веществ по данным оптической плотности (6-ГДА — –1,01; кисспептин-10 — –0,79; окситоцин — –0,816; галоперидол — –0,2). Проведено фармакологическое исследование проникновений веществ через ГЭБ по эффекту, сравнение теоретических (полученных in silico), экспериментальных (ультрафиолетовая спектроскопия) значений коэффициентов (logP_практ.) с фармакологическим анализом экспериментов in vivo. В результате всех анализов было установлено, что свойствами, благоприятствующими проникновению через ГЭБ, обладает только галоперидол.

Заключение. Показано, что результаты физико-химических свойств, полученные in silico и in vitro для прогнозирования преодоления лекарственных препаратов через ГЭБ, подтверждаются фармакологическим анализом на основе поведенческих эффектов.