vedomostiregmedРегуляторные исследования и экспертиза лекарственных средствRegulatory Research and Medicine Evaluation3034-30623034-3453Federal State Budgetary Institution ‘Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products’ of the Ministry of Health of the Russian Federation (FSBI ‘SCEEMP’)10.30895/1991-2919-2023-13-1-42-50vedomostiregmed-526Research ArticleТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯTOXICITY STUDIESВлияние нового каппа-агониста (фторфенилпроизводное имидазо[1,2-а]бензимидазола) на геном крысEffects of a New Kappa Agonist (Fluorophenyl Derivative of Imidazo[1,2-а]benzimidazole) on the Rat Genomehttps://orcid.org/0000-0003-0853-0148ВерлеО. В.VerleO. V.

Верле Ольга Владимировна.

пл. Павших Борцов, д. 1, Волгоград, 400131

Olga V. Verle.

1 Pavshikh Bortsov Sq., Volgograd 400131

verle_olga@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3794-9079СиреканянА. Г.SirekanyanA. G.

Сиреканян Анна Грагатовна.

пл. Павших Борцов, д. 1, Волгоград, 400131

Anna G. Sirekanyan.

1 Pavshikh Bortsov Sq., Volgograd 400131

annart888@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2243-5326ЕлисееваН. В.EliseevaN. V.

Елисеева Наталья Владимировна - кандидат медицинских наук.

пл. Павших Борцов, д. 1, Волгоград, 400131

Natalya V. Eliseeva - Cand. Sci. (Med.).

1 Pavshikh Bortsov Sq., Volgograd 400131

nvkirillova@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9663-5067ЛифановаЮ. В.LifanovaYu. V.

Лифанова Юлия Викторовна.

пл. Павших Борцов, д. 1, Волгоград, 400131

Yuliya V. Lifanova.

1 Pavshikh Bortsov Sq., Volgograd 400131

j_semenova_pharm@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7185-4826СпасовА. А.SpasovA. A.

Спасов Александр Алексеевич - академик РАН, доктор медицинских наук, профессор.

пл. Павших Борцов, д. 1, Волгоград, 400131

Alexander A. Spasov - Academician of RAS, Dr. Sci. (Med.), Professor.

1 Pavshikh Bortsov Sq., Volgograd 400131

aspasov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9827-9545ОстровскийО. В.OstrovskyO. V.

Островский Олег Владимирович - доктор медицинских наук, профессор.

пл. Павших Борцов, д. 1, Волгоград, 400131

Oleg V. Ostrovskij - Dr. Sci. (Med.), Professor.

1 Pavshikh Bortsov Sq., Volgograd 400131

ol.ostr@gmail.comВолгоградский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияVolgograd State Medical UniversityRussian Federation2023180120231314250Copyright © Верле О.В., Сиреканян А.Г., Елисеева Н.В., Лифанова Ю.В., Спасов А.А., Островский О.В., 20232023Верле О.В., Сиреканян А.Г., Елисеева Н.В., Лифанова Ю.В., Спасов А.А., Островский О.В.Verle O.V., Sirekanyan A.G., Eliseeva N.V., Lifanova Y.V., Spasov A.A., Ostrovsky O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vedomostincesmp.ru/jour/article/view/526

В качестве перспективной группы веществ для создания опиоидных анальгетиков с оригинальным механизмом действия без риска развития респираторной депрессии и наркотической зависимости рассматриваются каппа-селективные агонисты. В предыдущих исследованиях было выявлено соединение РУ-1205 (фторфенилпроизводное имидазо[1,2-а]бензимидазола) с установленным в экспериментах in vitro и in vivo каппа-рецепторным механизмом анальгетической активности.

Цель работы

Цель работы: оценка влияния дигидрохлорида 9-(2-морфолиноэтил)-2-(4-фторфенил)имидазо[1,2-а]бензимидазола  на  уровень  повреждений  ДНК   у   крыс при однократном подкожном введении.

Материалы и методы

Материалы и методы: исследование выполнено на половозрелых белых беспородных лабораторных крысах обоего пола. Повреждения ДНК учитывали методом ДНК-комет. Использовалась схема c однократным подкожным введением водного раствора субстанции РУ-1205 в трех дозах: 1, 10 и 100 мг/кг. В качестве положительного контроля использовали метилметансульфонат в дозе 40 мг/кг внутрибрюшинно, в качестве отрицательного  контроля  —  0,9%  раствор  NaCl (100 мкл на 100 г массы животного).

Результаты

Результаты: при однократном подкожном введении крысам РУ-1205 дозозависимо не увеличивает показатель %ДНК в хвостах комет. Изменения не носят достоверного характера по сравнению с состоянием генома клеток соответствующих органов/тканей животных, получавших в эти же сроки физиологический раствор. %ДНК в хвостах комет в клетках различных органов/тканей в группах животных отрицательного контроля составляет 1,83–3,82% (медианное значение [25–75%]). Введение генотоксиканта метилметансульфоната в дозе 40 мг/кг приводит к увеличению количества поврежденной ДНК по сравнению с группой отрицательного контроля во всех исследуемых органах и тканях.

Выводы

Выводы: в результате исследования генотоксических свойств дигидрохлорида 9-(2-морфолиноэтил)-2-(4-фторфенил)имидазо[1,2-а]бензимидазола установлено, что при однократном подкожном введении крысам в дозах 1, 10, 100 мг/кг РУ-1205 не оказывает повреждающего действия на геном клеток исследуемых органов.

Selective kappa-opioid receptor (KOR) agonists are considered a promising group of substances for developing opioid analgesics characterised with an original mechanism of action without the risk of respiratory depression and drug addiction. Previous studies identified a fluorophenyl derivative of imidazo[1,2-a]benzimidazole (RU-1205) with a KOR-based mechanism of analgesic action established in in vitro and in vivo experiments.

The aim of the study was to assess the effect of 9-(2-morpholinoethyl)-2-(4-fluorophenyl)imidazo[1,2-a]benzimidazole dihydrochloride on the level of DNA damage in rats after a single subcutaneous injection.

Materials and methods

Materials and methods. The study was conducted in adult white outbred laboratory rats of both sexes. DNA damage was estimated using the comet assay. The study involved a single subcutaneous injection of an aqueous solution of RU-1205 in three doses: 1, 10, and 100 mg/kg. The authors used intraperitoneal methyl methanesulfonate (40 mg per kg of animal body weight) as a positive control and 0.9% NaCl  (100 μL per 100 g of animal body weight) as a negative control.

Results

Results. A single subcutaneous injection of RU-1205 to rats did not produce a significant dose-dependent increase in % tail DNA when compared with the state of   the corresponding organ/tissue cell genome in negative control animals after normal saline administration at the same time points. In the negative control groups, % tail DNA in cells of various organs/tissues ranged from 1.83% to 3.82% (median values [25–75%]). On the contrary, the administration of 40 mg/kg of genotoxic methyl methanesulfonate led to an increase in damaged DNA in all studied organs and tissues when compared with negative control animals.

Conclusions

Conclusions. The study of 9-(2-morpholinoethyl)-2-(4-fluorophenyl)imidazo[1,2-a] benzimidazole dihydrochloride genotoxicity demonstrated that a single subcutaneous injection of 1, 10, or 100 mg/kg of RU-1205 to rats did not damage the cell genome of the studied organs.

повреждение ДНКметод ДНК-кометкаппа-опиоидные агонистыпроизводные бензимидазолаанальгетикидоклинические исследованияDNA damagecomet assaykappa-opioid receptor agonistsbenzimidazole derivativesanalgesicspreclinical studiesReferencesЖанатаев АК, Дурнев АД. Генотоксикология лекарственных средств: современное состояние и перспективы. Медицинская генетика. 2020;19(9):60–2. https://doi.org/10.25557/2073-7998.2020.09.60-62Zhanataev AK, Durnev AD. Genetic toxicology of pharmaceuticals: current state and perspectives. Medical Genetics. 2020;19(9):60–2 (In Russ.). https://doi.org/10.25557/2073-7998.2020.09.60-62Paton KF, Atigari DV, Kaska S, Prisinzano T, Kivell BM. Strategies for developing κ opioid receptor agonists for the treatment of pain with fewer side effects. J Pharmacol Exp Ther. 2020;375(2):332–48. https://doi.org/10.1124/jpet.120.000134Paton KF, Atigari DV, Kaska S, Prisinzano T, Kivell BM. Strategies for developing κ opioid receptor agonists for the treatment of pain with fewer side effects. J Pharmacol Exp Ther. 2020;375(2):332–48. https://doi.org/10.1124/jpet.120.000134Спасов АА, Гречко ОЮ, Елисеева НВ, Анисимова ВА. Фторфенилпроизводные конденсированных бензимидазолов, селективные каппа-агонисты. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2010;73(S):83.Spasov AA, Grechko OYu, Eliseeva NV, Anisimova VA. Fluorophenyl derivatives of fused benzimidazoles, selective kappa agonists. Experimental and Clinical Pharmacology. 2010;73(S):83 (In Russ.).Spasov AA, Smirnova LA, Grechko OYu, Eliseeva NV, Rashchenko AI, Zhukowskaia ON, et al. Distribution, excretion and metabolic pathways of a single parenteral administration of kappa opioid receptor agonist RU-1205. Res Results Pharmacol. 2021;7(2):59–65. https://doi.org/10.3897/rrpharmacology.7.67261Spasov AA, Smirnova LA, Grechko OYu, Eliseeva NV, Rashchenko AI, Zhukowskaia ON, et al. Distribution, excretion and metabolic pathways of a single parenteral administration of kappa opioid receptor agonist RU-1205. Res Results Pharmacol. 2021;7(2):59–65. https://doi.org/10.3897/rrpharmacology.7.67261Спасов АА, Смирнова ЛА, Гречко ОЮ, Елисеева НВ, Лифанова ЮВ, Ращенко АИ и др. Фармакокинетические свойства нового каппа-опиоидного анальгетика-соединения RU-1205 при однократном пероральном введении. Фармация и фармакология. 2021;9(2):149–60. https://doi.org/10.19163/2307-9266-2021-9-2-149-160Spasov AA, Smirnova LA, Grechko OYu, Eliseeva NV, Lifanova YuV, Rashchenko AI, et al. Pharmacokinetic properties of a new kappa-opioid analgesic RU-1205 compound at a single peroral administration. Pharmacy and Pharmacology. 2021;9(2):149–60 (In Russ.). https://doi.org/10.19163/2307-9266-2021-9-2-149-160Kim JS, Sun Q, Gatto B, Yu C, Liu A, Liu LF, et al. Structure-activity relationships of benzimidazoles and related heterocycles as topoisomerase I poisons. Bioorg Med Chem. 1996;4(4):621–30. https://doi.org/10.1016/0968-0896(96)00047-8Kim JS, Sun Q, Gatto B, Yu C, Liu A, Liu LF, et al. Structure-activity relationships of benzimidazoles and related heterocycles as topoisomerase I poisons. Bioorg Med Chem. 1996;4(4):621–30. https://doi.org/10.1016/0968-0896(96)00047-8Гайдай ЕА, Дорофеева АА, Крышень КЛ, Гайдай ДС. Методические аспекты проведения ДНК-комет-теста в условиях in vivo в доклинических исследованиях. Лабораторные животные для научных исследований. 2020;(3):16–24. https://doi.org/10.29296/2618723X-2020-03-03Gajdaj EA, Dorofeeva AA, Kryshen KL, Gajdaj DS. Methodological aspects of DNA-comet assay in vivo in pre-clinical research. Laboratory Animals for Science. 2020;(3):16–24 (In Russ.). https://doi.org/10.29296/2618723X-2020-03-03Re-evaluation of some organic chemicals, hydrazine and hydrogen peroxide. IARC Monogr Eval Carcinog Risks Hum. 1999;71:1–1554. PMID: 10507919Re-evaluation of some organic chemicals, hydrazine and hydrogen peroxide. IARC Monogr Eval Carcinog Risks Hum. 1999;71:1–1554. PMID: 10507919Uno Y, Kojima H, Omori T, Corvi R, Honma M, Schechtman LM, et al. JaCVAM-organized international validation study of the in vivo rodent alkaline comet assay for the detection of genotoxic carcinogens: I. Summary of pre-validation study results. Mutat Res Genet Toxicol Environ Mutagen. 2015;786–788:3–13. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2015.04.011Uno Y, Kojima H, Omori T, Corvi R, Honma M, Schechtman LM, et al. JaCVAM-organized international validation study of the in vivo rodent alkaline comet assay for the detection of genotoxic carcinogens: I. Summary of pre-validation study results. Mutat Res Genet Toxicol Environ Mutagen. 2015;786–788:3–13. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2015.04.011Uno Y, Kojima H, Omori T, Corvi R, Honma M, Schechtman LM, et al. JaCVAM-organized international validation study of the in vivo rodent alkaline comet assay for detection of genotoxic carcinogens: II. Summary of definitive validation study results. Mutat Res Genet Toxicol Environ Mutagen. 2015;786:45–76. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2015.04.010Uno Y, Kojima H, Omori T, Corvi R, Honma M, Schechtman LM, et al. JaCVAM-organized international validation study of the in vivo rodent alkaline comet assay for detection of genotoxic carcinogens: II. Summary of definitive validation study results. Mutat Res Genet Toxicol Environ Mutagen. 2015;786:45–76. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2015.04.010Burlinson B, Tice RR, Speit G, Agurell E, Brendler-Schwaab SY, Collins AR, et al. Fourth International Workgroup on Genotoxicity testing: results of the in vivo Comet assay workgroup. Mutat Res. 2007;627(1):31–5. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2006.08.011Burlinson B, Tice RR, Speit G, Agurell E, Brendler-Schwaab SY, Collins AR, et al. Fourth International Workgroup on Genotoxicity testing: results of the in vivo Comet assay workgroup. Mutat Res. 2007;627(1):31–5. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2006.08.011Tice RR, Agurell E, Anderson D, Burlinson B, Hartmann A, Kobayashi H, et al. Single cell gel/comet assay: guidelines for in vitro and in vivo genetic toxicology testing. Environ Mol Mutagen. 2000;35(3):206–21. https://doi.org/10.1002/(sici)1098-2280(2000)35:3%3C206::aid-em8%3E3.0.co;2-jTice RR, Agurell E, Anderson D, Burlinson B, Hartmann A, Kobayashi H, et al. Single cell gel/comet assay: guidelines for in vitro and in vivo genetic toxicology testing. Environ Mol Mutagen. 2000;35(3):206–21. https://doi.org/10.1002/(sici)1098-2280(2000)35:3%3C206::aid-em8%3E3.0.co;2-jHartmann A, Agurell E, Beevers C, Brendler-Schwaab S, Burlinson B, Clay P, et al. Recommendations for conducting the in vivo alkaline Comet assay. Mutagenesis. 2003;18(1):45–51. https://doi.org/10.1093/mutage/18.1.45Hartmann A, Agurell E, Beevers C, Brendler-Schwaab S, Burlinson B, Clay P, et al. Recommendations for conducting the in vivo alkaline Comet assay. Mutagenesis. 2003;18(1):45–51. https://doi.org/10.1093/mutage/18.1.45Koppen G, De Prins S, Jacobs A, Nelen V, Schoeters G, Langie SA. The comet assay in human biomonitoring: cryopreservation of whole blood and comparison with isolated mononuclear cells. Mutagenesis. 2018;33(1):41–7. https://doi.org/10.1093/mutage/gex034Koppen G, De Prins S, Jacobs A, Nelen V, Schoeters G, Langie SA. The comet assay in human biomonitoring: cryopreservation of whole blood and comparison with isolated mononuclear cells. Mutagenesis. 2018;33(1):41–7. https://doi.org/10.1093/mutage/gex034Bright J, Aylott M, Bate S, Geys H, Jarvis P, Saul J, et al. Recommendations on the statistical analysis of the Comet assay. Pharm Stat. 2011;10(6):485–93. https://doi.org/10.1002/pst.530Bright J, Aylott M, Bate S, Geys H, Jarvis P, Saul J, et al. Recommendations on the statistical analysis of the Comet assay. Pharm Stat. 2011;10(6):485–93. https://doi.org/10.1002/pst.530Wiklund SJ, Agurell E. Aspects of design and statistical analysis in the Comet assay. Mutagenesis. 2003;18(2):167–75. https://doi.org/10.1093/mutage/18.2.167Wiklund SJ, Agurell E. Aspects of design and statistical analysis in the Comet assay. Mutagenesis. 2003;18(2):167–75. https://doi.org/10.1093/mutage/18.2.167Hegde M, Sharath Kumar KS, Thomas E, Ananda H, Raghavan SC, Rangappa KS. A novel benzimidazole derivative binds to the DNA minor groove and induces apoptosis in leukemic cells. RSC Adv. 2015;5(113):93194–208. https://doi.org/10.1039/c5ra16605eHegde M, Sharath Kumar KS, Thomas E, Ananda H, Raghavan SC, Rangappa KS. A novel benzimidazole derivative binds to the DNA minor groove and induces apoptosis in leukemic cells. RSC Adv. 2015;5(113):93194–208. https://doi.org/10.1039/c5ra16605eKamal A, Subba Rao AV, Lakshma Nayak VL, Subba Reddy NV, Swapna K, Ramakrishna G, et al. Synthesis and biological evaluation of imidazo[1,5-a]pyridine-benzimidazole hybrids as inhibitors of both tubulin polymerization and PI3K/Akt pathway. Org Biomol Chem. 2014;12(48):9864–80. https://doi.org/10.1039/c4ob01930jKamal A, Subba Rao AV, Lakshma Nayak VL, Subba Reddy NV, Swapna K, Ramakrishna G, et al. Synthesis and biological evaluation of imidazo[1,5-a]pyridine-benzimidazole hybrids as inhibitors of both tubulin polymerization and PI3K/Akt pathway. Org Biomol Chem. 2014;12(48):9864–80. https://doi.org/10.1039/c4ob01930j

The authors declare that there are no conflicts of interest present.