Biopolym. Cell. 2026; 42(3):194-209.
https://doi.org/10.7124/bc.000BBA
Молекулярна Біомедицина
Вплив препаратів «Нуклекс» та «Метабол-норм» на кислотно-лужний баланс та експресію вибраних генів у крові мишей
1Ткачук З. Ю., 1Мельнічук Н. С., 2Мельничук Д. М., 1Яковенко Т. Г.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03143
  2. Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 154, Київ, Україна, 03143

Abstract

Метаболічний ацидоз є критичним компонентом інфекційних станів, зокрема вірусних захворювань із тяжким перебігом, і асоціюється з підвищеною захворюваністю та смертністю. Сучасні терапевтичні підходи до корекції ацидозу обмежені залежністю від респіраторної компенсації та ризиком перевантаження організму CO2. Тому розробка нових засобів, здатних відновлювати буферну ємність без збільшення дихального навантаження, має важливе значення. Метою дослідження було оцінити вплив препаратів «Нуклекс» (комплекс протонованих олігорибонуклеотидів із D-манітолом) та «Метабол-норм» на показники кислотно-основного стану та експресію генів у крові мишей за умов метаболічного ацидозу. Методи. Дослідження проводили in vivo на мишах лінії BALB/c. Аналізували показники газового складу крові (pH, pCO2, HCO3-, надлишок основ (BE)), а також рівні експресії транскрипційних факторів (c-Myc, Klf, Sox2, Rela, Nfkbia) і генів цитокінів (Ifnα, Ifnβ, Ifnγ, Il6, Tnfα) методом RT-qPCR. Результати. Застосування препарату «Нуклекс» призвело до значного підвищення pH, відновлення рівня бікарбонатів (HCO3-) та зменшення дефіциту основ (BE), що свідчить про ефективну метаболічну корекцію ацидозу без зниження pCO2. Натомість застосування лише «Метабол-норм» не забезпечило повної нормалізації цих показників. Найвираженіший ефект спостерігався при комбінованій терапії. На молекулярному рівні «Нуклекс» знижував експресію c-Myc і Rela, стабілізував рівень Nfkbia та зменшував варіабельність Sox2, що вказує на нормалізацію метаболічного та запального стану клітин. Крім того, «Нуклекс» вибірково підвищував експресію Ifnγ, не впливаючи на Ifnα чи Ifnβ, що свідчить про зміщення імунної відповіді в бік контрольованого типу Th1. Висновки. Отримані результати підтверджують концепцію, згідно з якою протоновані олігорибонуклеотиди діють як небікарбонатні буферні агенти, здатні зв’язувати іони водню (H+), відновлювати резерви бікарбонатів і стабілізувати кислотно-основний гомеостаз. Отже, «Нуклекс» є перспективним засобом метаболічної та імуномодулювальної терапії ацидозу при тяжких стресових та інфекційних станах.
Keywords: Нуклекс, Метабол-норм, показники газового складу крові, транскрипційні фактори, гени цитокінів
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Lamontagne F, Fowler RA, Adhikari NK, Murthy S, Brett-Major DM, Jacobs M, Uyeki TM, Vallenas C, Norris SL, Fischer WA 2nd, Fletcher TE, Levine AC, Reed P, Bausch DG, Gove S, Hall A, Shepherd S, Siemieniuk RA, Lamah MC, Kamara R, Nakyeyune P, Soka MJ, Edwin A, Hazzan AA, Jacob ST, Elkarsany MM, Adachi T, Benhadj L, Clément C, Crozier I, Garcia A, Hoffman SJ, Guyatt GH. Evidence-based guidelines for supportive care of patients with Ebola virus disease. Lancet. 2018; 391(10121):700-8.
[2] Fowler RA, Fletcher T, Fischer WA 2nd, Lamontagne F, Jacob S, Brett-Major D, Lawler JV, Jacquerioz FA, Houlihan C, O'Dempsey T, Ferri M, Adachi T, Lamah MC, Bah EI, Mayet T, Schieffelin J, McLellan SL, Senga M, Kato Y, Clement C, Mardel S, Vallenas Bejar De Villar RC, Shindo N, Bausch D. Caring for critically ill patients with ebola virus disease. Perspectives from West Africa. Am J Respir Crit Care Med. 2014; 190(7):733-7.
[3] WHO. Clinical management of viral haemorrhagic fevers: A pocket guide for front-line health workers. World Health Organization; 2016.
[4] CDC. Clinical care of patients with Ebola virus disease. Centers for Disease Control and Prevention; 2024.
[5] WHO. Lassa fever clinical guidelines. World Health Organization; 2017.
[6] Kortepeter MG, Dierberg K, Shenoy ES, Cieslak TJ. Marburg virus disease: A summary for clinicians. Int J Infect Dis. 2020; 99:233-42.
[7] Ergönül O. Crimean-Congo haemorrhagic fever. Lancet Infect Dis. 2006; 6(4):203-14.
[8] Leblebicioglu H, Ozaras R, Irmak H, Sencan I. Crimean-Congo hemorrhagic fever in Turkey: Current status and future challenges. Antiviral Res. 2016; 126:21-34.
[9] Ang BSP, Lim TCC, Wang L. Nipah Virus Infection. J Clin Microbiol. 2018; 56(6):e01875-17.
[10] Luby SP, Gurley ES, Hossain MJ. Transmission of human infection with Nipah virus. Clin Infect Dis. 2009; 49(11):1743-8.
[11] Clayton BA. Nipah virus: transmission of a zoonotic paramyxovirus. Curr Opin Virol. 2017; 22:97-104.
[12] Chand R, Swenson ER, Goldfarb DS. Sodium bicarbonate therapy for acute respiratory acidosis. Curr Opin Nephrol Hypertens. 2021; 30(2):223-30.
[13] Kraut JA, Madias NE. Lactic acidosis. N Engl J Med. 2014; 371(24):2309-19.
[14] Curley G, Laffey JG, Kavanagh BP. Bench-to-bedside review: carbon dioxide. Crit Care. 2010; 14(2):220.
[15] Chu XQ, Fratini E, Baglioni P, Faraone A, Chen SH. Observation of a dynamic crossover in RNA hydration water which triggers a dynamic transition in the biopolymer. Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 2008; 77(1 Pt 1):011908.
[16] Roh JH, Briber RM, Damjanovic A, Thirumalai D, Woodson SA, Sokolov AP. Dynamics of tRNA at different levels of hydration. Biophys J. 2009; 96(7):2755-62.
[17] Yoon J, Lin JC, Hyeon C, Thirumalai D. Dynamical transition and heterogeneous hydration dynamics in RNA. J Phys Chem B. 2014; 118(28):7910-9.
[18] Chimankar OP, Shriwas R, Tabhane VA. Intermolecular hydrogen bonding formation in aqueous D-mannitol. Arch Appl Sci Res. 2010; 2(6):285-9.
[19] Melnichuk N, Semernikova L, Tkachuk Z. Complexes of Oligoribonucleotides with D-mannitol inhibit hemagglutinin-glycan interaction and suppress influenza A virus H1N1 (A/FM/1/47) infectivity in vitro. Pharmaceuticals (Basel). 2017; 10(3):1-9.
[20] Tkachuk Z, Melnichuk N, Nikolaiev RO, Szutkowski K, Zhukov I. The Natural Oligoribonucleotides Functionalized by D-Mannitol Affected Interactions of Hemagglutinin with Glycan Receptor Indicating Anti-Influenza Activity. Membranes (Basel). 2021; 11(10):757.
[21] Tkachuk Z. Compound, composition and method for the treatment of inflammatory and inflammatory-related disorders. US Patent 6,737,271 B1, 2004.
[22] Tkachuk Z. Method of protecting erythricytes, in particular for improvement of blood cytopenia. US Patent 7,153,839-B2, 12.26. 2006.
[23] Tkachuk Z. Multiantivirus compound, composition and method for treatment of virus diseases. US Patent 8420617-B2, 04.16.2013.
[24] Melnychuk DO, Melnychuk SD. (2020). Composition of the agent "Metabol-norm" (Ukrainian Utility Model Patent No. 142778). State Register of Patents of Ukraine for Utility Models.
[25] Zagalna nozologiya. Typovi patologichni protcesy. Rozdil 1. : praktykum z patofiziologii dlya studentiv III medychnogo fakultetu spetcialnist: 221 «Stomatologiya» / Yu. M. Kolesnyk [ta in.] ; za red. prof. Yu. M. Kolesnyka. - Zaporizjya : [ZDMU], 2019. - 80 s.
[26] Arterial Blood Gas (ABG) Test: What It Measures, Normal Values and How to Read the Result. https://acibademinternational.com/blog/arterial-blood-gas-abg-test-what-it-measures-normal-values-and-how-to-read-the-result/
[27] Hlazunova OD, Melnichuk NS, Tkachuk ZYu. Development of an effective extraction method of high-quality and quantity RNA from small volumes of mouse whole blood. Book of abstracts of XVIII All-Ukrainian Conference of Young Scientists. 2024; 21.
[28] Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods. 2001; 25(4):402-8.
[29] Melnichuk N, Kashuba V, Rybalko S, Tkachuk Z. Complexes of Oligoribonucleotides with d-Mannitol Modulate the Innate Immune Response to Influenza A Virus H1N1 (A/FM/1/47) In Vivo. Pharmaceuticals (Basel). 2018; 11(3):73.
[30] Cavallucci V, Pani G. The Leucine Catabolite and Dietary Supplement β-Hydroxy-β-Methyl Butyrate (HMB) as an Epigenetic Regulator in Muscle Progenitor Cells. Metabolites. 2021; 11(8):512.
[31] Gnanaprakasam JN, Wang R. MYC in Regulating Immunity: Metabolism and Beyond. Genes (Basel). 2017; 8(3):88.
[32] El Kebir D, de Oliveira Lima Dos Santos E, Mansouri S, Sekheri M, Filep JG. Mild acidosis delays neutrophil apoptosis via multiple signaling pathways and acts in concert with inflammatory mediators. J Leukoc Biol. 2017; 102(6):1389-400.
[33] Chen B, Liu J, Ho TT, Ding X, Mo YY. ERK-mediated NF-κB activation through ASIC1 in response to acidosis. Oncogenesis. 2016; 5(12):e279.
[34] Kellum JA, Song M, Li J. Science review: extracellular acidosis and the immune response: clinical and physiologic implications. Crit Care. 2004; 8(5):331-6.
[35] Fang Y, Li Z, Yang L, Li W, Wang Y, Kong Z, Miao J, Chen Y, Bian Y, Zeng L. Emerging roles of lactate in acute and chronic inflammation. Cell Commun Signal. 2024; 22(1):276.
[36] Preston GC, Feijoo-Carnero C, Schurch N, Cowling VH, Cantrell DA. The impact of KLF2 modulation on the transcriptional program and function of CD8 T cells. PLoS One. 2013; 8(10):e77537.
[37] Fagerberg E, Attanasio J, Dien C, Singh J, Kessler EA, Abdullah L, Shen J, Hunt BG, Connolly KA, De Brouwer E, He J, Iyer NR, Buck J, Borr ER, Damo M, Foster GG, Giles JR, Huang YH, Tsang JS, Krishnaswamy S, Cui W, Joshi NS. KLF2 maintains lineage fidelity and suppresses CD8 T cell exhaustion during acute LCMV infection. Science. 2025; 387(6735):eadn2337.