ИСТИНА

Изучение влияния инертных газов на функционирование нервной системы является проблемой, актуальной как в фундаментальном, так и в практическом отношении. Взаимодействуя, прежде всего, с различными белковыми молекулами, инертные газы способны изменять функционирование отдельных синапсов, нейросетей, поведение целого организма. Наиболее активно с этой точки зрения исследуются гелий, аргон, ксенон, причем последний является признанным анестетиком и, кроме того, получил известность как допинг-фактор (ингаляции запрещены WADA в 2014 году). Анестезирующее и нейропротекторное действие ксенона связывают в значительной степени с ингибирующим влиянием на NMDA-рецепторы глутамата, существенно смещающим общий баланс возбуждения и торможения в ЦНС. Недавно в клинике продемонстрировано, что кратковременное вдыхание ксенона эффективно в случае панических расстройств (Dobrovolsky et al., 2017). В рамках предлагаемого проекта планируется изучить действие данного инертного газа на поведение экспериментальных животных в моделях РАС - расстройств аутистического спектра (Malyshev et al., 2013). Ранее нами в вальпроатных моделях РАС показано позитивное влияние на симптоматику аутизма ряда нейропептидных факторов (Malyshev et al., 2015). Использование в этих целях ксенона является совершенно новым подходом, который, по нашему мнению, позволит эффективно купировать такие проявления РАС, как тревожность, агрессия, нарушения социального взаимодействия. Все это, в случае переноса в клиническую практику, способно не только улучшить общее состояние пациентов, но и нормализовать их взаимодействие с педагогами, психотерапевтами, медицинским персоналом. Особую значимость предлагаемый нами проект имеет в связи с отсутствием общепринятых нейрофармакологических способов коррекции проявлений аутизма.

The study of the effect of noble gases on the functioning of the nervous system is a problem that is relevant both in fundamental and in practical terms. Interacting, first of all, with different protein molecules, noble gases are able to change the functioning of individual synapses, neural networks, the behavior of the whole organism. Helium, argon, and xenon are most actively studied from this point of view, the latter being a recognized anesthetic and, moreover, became known as a doping factor (inhalations are prohibited by WADA in 2014). The anesthetic and neuroprotective effects of xenon is largely attributed to the inhibitory effect on glutamate NMDA receptors, which substantially shifts the overall balance of excitation and inhibition in the central nervous system. Recently, the clinic demonstrated that short-term inhalation of xenon is effective in the case of panic disorders (Dobrovolsky et al., 2017). Within the framework of the proposed project, it is planned to study the effect of this noble gas on the behavior of experimental animals in models of ASD - autism spectrum disorders (Malyshev et al., 2013). We have previously shown a positive effect on the symptomatology of ASD in valproate autism models of a number of neuropeptide factors (Malyshev et al., 2015). The use of xenon for this purpose is an entirely new approach, which, in our opinion, will effectively stop such manifestations of ASD as anxiety, aggression, disturbances of social interaction. All this, if transferred to clinical practice, will not only improve the overall condition of patients, but also normalize their interaction with teachers, psychotherapists, and medical personnel. The project proposed by us has a special significance in connection with the absence of generally accepted neuropharmacological methods for correcting manifestations of autism.

Нейротропное действие ксенона, давно используемое в клинике и в высоких дозах вызывающее анестезию, очень мало изучено с точки зрения влияния на поведение экспериментальных животных. В базе PubMed обнаруживаются несколько десятков статей, где исследуется действие ксенона на отдельные нервные клетки и мозговые структуры (например, срезы гиппокампа). Немногими примерами работ, выполненных на системном (поведенческом) уровне, могут служить публикации Meloni et al. (2014) и Baufreton et al. (2018). В первой из них продемонстрировано влияние ингаляции ксенона (25%, 1 час) на формирование памяти в модели травматического стресса; во второй - влияние ксенона (50%, 1 час) на реакции мышей с дискинезией. Между тем, данные клиники (Dobrovolsky et al., 2017) свидетельствуют, что столь длительная экспозиция инертного газа , вероятно, не обязательна - состояние пациентов с паническими атаками улучшалось уже после нескольких минут ингаляции. С учетом этого факта (а также высокой стоимости ксенона) в 2019 году мы планируем отработку оптимального и экономного метода экспозиции ксенона, начиная с длительности 5-10 минут. Кроме того, мы планируем использовать более широкий, чем Meloni и Baufreton набор поведенческих методов, который охарактеризован в тексте заявки выше. Интерес к работе с инертными газами возник у нашей исследовательской группы после взаимодействия с к.м.н. А.П. Добровольским на одной из конференций по биологическим основам психиатрии (Москва, МГУ, осень 2016). В результате к лету 2018 года нам удалось собственными силами и по собственной инициативе спроектировать и собрать оригинальную установку, предназначенную для ингаляции инертных газов. Данная установка предназначена для экспериментальных животных разного возраста и размера, снабжена всеми необходимыми газовыми датчиками, поглотителем углекислого газа и т.п. Вне зависимости от получения гранта мы планируем работу на этой установке с использованием сначала здоровых животных, а затем моделей аутизма. Однако, конечно, финансирование со стороны РФФИ значительно ускорит планируемые исследования, позволит более активно привлекать студентов и аспирантов факультета, проявляющих высокую заинтересованность в отношении данной тематики. При этом в предлагаемую ниже смету не включены затраты на ксенон, поскольку существует договоренность с клиникой А.П. Добровольского (в случае получения гранта) о предоставлении необходимого количества газа. Таким образом, в случае благоприятного исхода (выделения финансирования РФФИ) к концу 2019 года нами будет получена новая оригинальная информация о влиянии ксенона на поведение здоровых экспериментальных животных разного возраста в таких сферах как болевая чувствительность, созревание двигательной сферы и исследовательской активности, тревожность и депрессивность, социальное (зоосоциальное) взаимодействие. Будет собрана необходимая статистика для выявления как достоверных эффектов, так и явных тенденций (которые могут исследоваться в дальнейших сериях экспериментов). Специфика выявленных изменений позволит выделить тот круг поведенческих нарушений (и соответствующих моделей на экспериментальных животных), в отношении которых ксенон может оказаться потенциально способен проявить корректирующее (протекторное) действие. В любом случае, в их число войдут модели РАС, характеризующиеся явным нарушением баланса возбуждения и торможения и исследуемые нами в настоящее время (как вальпроатные, так и иного генеза). Следовательно, данные, полученные нами в 2019 году, станут основой дальнейших экспериментов, запланированных на 2020-2021 годы; позволят в итоге обосновать применение ксенона в клинической практике для коррекции состояния детей с симптомами аутизма.

В нашем распоряжении имеются: батарея доказавших свою информативность тестов для оценки зоосоциального поведения на последовательных стадиях онтогенеза, а также набор фармакологических приемов, позволяющих создать различные модели расстройств аутистического спектра. В последнее время мы получили возможность проводить MRI-измерения, а также нейроцитологический анализ. Все это создает надежную базу для успешной реализации предлагаемого проекта и получения новой, интересной и важной (в т.ч. в практическом отношении) научной информации.