Статья размещена в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
In silico-моделирование в оптимизации алгоритмов фармакокинетических исследований [25MG2+] порфирин-фуллереновых наночастиц
1 Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева, Москва, Россия
2 Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова, Москва, Россия
3 Федеральный исследовательский центр химической физики имени Н. Н. Семенова, Москва, Россия
Для корреспонденции: Валентин Владимирович Фурсов
ул. Островитянова, д. 1, г. Москва, 117997, Россия; ur.liam@vosrufv
Финансирование: работа выполнена при поддержке гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации № 075-15-2020-792 (Уникальный идентификатор RF-190220X0031).
Вклад авторов: В. В. Фурсов — руководство in silico исследованием, идея, гипотеза, структура, моделирование, написание статьи; Д. И. Зинченко — моделирование, программный код, написание статьи; Д. Д. Наместникова — эксперимент in vivo; Д. И. Кузнецов — общее руководство проектом, анализ и обсуждение полученных данных, планирование эксперимента.
Соблюдение этических стандартов: исследование одобрено этическим комитетом ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н. И. Пирогова Минздрава России (протокол № 140 от 15 декабря 2014 г.), а также университетской комиссией по контролю за содержанием и использованием лабораторных животных (протокол № 13/2020 от 08 октября 2020 г., протокол № 24/2021 от 10 декабря 2021 г.).
Поиск эффективных фармакофоров для лечения ишемического инсульта актуален в связи с высокой распространенностью и смертностью от этого заболевания. Оптимизация сценариев доклинических исследований перспективных нейопротекторов средствами математического моделирования с использованием информационно-компьютерных технологий представляет собой отдельную актуальную задачу. Целью исследования было разработать препаратоориентированную математическую модель в виде системы ОДУ, реализовать ее in silico в виде программного кода на языке MATLAB и адаптировать к экспериментальным данным, полученным in vivo на крысах. В работе проведено исследование in silico фармакокинетики порфиринфуллереновых нанокатионитов, высвобождающих 25Mg2+ типа РМС16. Разработана пятикомпартментная математическая модель, которую можно использовать для прогнозирования распределения наночастиц в органах и тканях, расчета оптимальных дозировок, периодичности введения и т. д. Представлены расчетные кривые распределения РМС16 в мозге, печени и сердце. Достигнуто хорошее соответствие полученных in silico фармакокинетических кривых c результатами экспериментов in vivo на крысах, у которых моделировали инсульт. Доказано преодоление наночастицами РМС16 гематоэнцефалического барьера.
Ключевые слова: ишемический инсульт, нанокатиониты, фармакокинетика, пенумбра, 25Mg2+, дифференциальные уравнения, математическая модель