ВЛИЯНИЕ ОЛИГОНУКЛЕОТИДОВ НА ИШЕМИЧЕСКИЕ И РЕПЕРФУЗИОННЫЕ АРИТМИИ И УРОВЕНЬ БЕЛКОВ ТЕПЛОВОГО ШОКА В СЕРДЦЕ У КРЫС

ВЛИЯНИЕ ОЛИГОНУКЛЕОТИДОВ НА ИШЕМИЧЕСКИЕ И РЕПЕРФУЗИОННЫЕ 
АРИТМИИ И УРОВЕНЬ БЕЛКОВ ТЕПЛОВОГО ШОКА В СЕРДЦЕ У КРЫС

С.В.Круглов, О.Л.Терехина, Е.А.Смирнова, Л.М. Белкина

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно
исследовательский институт общей патологии и патофизиологии» (директор 

– академик РАМН А.А.Кубатиев) Москва

belkinal@yandex.ru

Ключевые слова: олигонуклеотиды, стресс-белки, HSP70, ишемия миокарда, 
аритмии.

В последние годы появились данные,  что олигонуклеотиды, в том 

числе, короткие фрагменты ДНК, обладают защитным действием при 
различной патологии: они ограничивают развитие гипертрофии миокарда и 
сердечной 
недостаточности 
[5], 
тормозят 
онкологические 
процессы.

Препарат деринат, созданный на основе натуральных  олигонуклеотидов, 
широко используется в качестве  иммуномодулятора и репаранта при 
различных заболеваниях  у детей и взрослых [1], а также в кардиологии.
Однако механизмы защитного действия олигонуклеотидов мало изучены. Так, 
неизвестно, связаны ли их протекторные эффекты с активацией синтеза 
белков теплового шока (heat
shock
protein, HSP).  Известно, что HSP

обладают кардиопротекторным действием при ишемических и реперфузионных 
повреждениях миокарда [2]. Защитное действие некоторых HSP, а именно, 
HSP70, обусловлено  тем, что они участвуют  в восстановлении и 
репарации поврежденных белков. Установлено, что в индукции  HSP70 
участвует  ядерный фактор транскрипции NF-kB
[4], активация которого 

может происходить и под действием экзогенных ДНК  [3].  Эти факты дают 
основание предположить, что одним из механизмов  защитного действия 
олигонуклеотидов является активация синтеза HSP70. ЦЕЛЬ 
исследования 

состояла в изучении влияния олигонуклеотидов на аритмии, вызванные 
ишемией и реперфузией миокарда, и уровень HSP70 в сердце. 

МЕТОДЫ В данной работе в качестве источника олигонуклеотидов был 

использован вышеуказанный препарат деринат (ФП «Техномедсервис», РФ). 
Крысам-самцам популяции Вистар деринат (n=13) вводили однократно в 
течение 6 дней (в/м, 7,5 мг/кг), а контрольным крысам - физиологический 
раствор (n=9). Опыты проводили под уретановым наркозом (1,5 г/кг, в/бр) 
при 
вскрытой 
грудной 
клетке 
и 
искусственной 
вентиляции 
легких 

атмосферным воздухом.  Интенсивность аритмий оценивали по ЭКГ в I 
отведении во время 10 мин окклюзии нисходящей ветви левой коронарной 
артерии и последующих 5 мин реперфузии. Белок HSP70 определяли в левом 
желудочке сердца только у интактных животных методом Вестерн-блот 
анализа. 

РЕЗУЛЬТАТЫ 
В 
период 
ишемии 
деринат 
оказывал 
выраженное 

антиаритмическое действие, которое в наибольшей степени  проявлялось в 
отношении экстрасистолии, длительность которой в среднем была меньше, 
чем в контроле в 13 раз. Препарат в 1,5 раза уменьшал частоту 
возникновения желудочковой тахикардии (ЖТ). В период реперфузии 
предварительное введение дерината эффективно ограничивало  развитие 
тяжелых аритмий: препарат уменьшал частоту возникновения желудочковой 
фибрилляции (ЖФ) более, чем в 2 раза, по сравнению с контролем, 

(соответственно 23% vs 56%)  и в 5 раз  длительность ФЖ (8,4±2,3 cек vs
48,1±18,7 cек).  Кроме того, в группе, получавшей деринат, не было ни 
одного случая  остановки сердца от ЖФ, в то время как в контроле  это 
происходило в 22% случаев. Деринат значительно уменьшал также частоту 
тяжелых брадиаритмий: с 44% в контроле до 30%, а их длительность с 1128 сек до 5-14 сек. В то же время препарат во время реперфузии не 
оказывал существенного влияния на выраженность ЖТ и  экстрасистолии. У 
животных, получавших деринат, уровень HSP70 в сердце увеличивался на 
65%  по сравнению с контролем (6,43±1,3 ОДЕ vs
3,9±0,9 ОДЕ). Таким 

образом, впервые показано, что олигонуклеотиды вызывают активацию  
синтеза HSP70 в сердце и ограничивает развитие тяжелых аритмий на 
модели локальной ишемии миокарда. Известно, что клеточной основой  
возникновения аритмий при ишемии и реперфузии миокарда  является 
нарушение ионной проницаемости мембран, обусловленное дисфункцией 
мембраносвязанных ферментов, регулирующих  ионные каналы. Белки HSP70, 
функционируя как шапероны, могут тормозить повреждение мембранных 
ферментов и деградацию кардиомиоцитов и тем самым ограничивать развитие 
аритмий. Защитные эффекты HSP70 могут быть связаны с их антиоксидантной 
активностью и со способностью ограничивать внутриклеточную аккумуляцию 
кальция.
Не исключена также возможность, что олигонуклеотиды способны 

индуцировать и другие HSP с защитными свойствами. Есть основание 
предположить, что один из механизмов индукции HSP70 под действием 
дерината обусловлен 
иммуномодулирующими свойствами этого препарата. 

Показано, что одноцепочная ДНК через toll-подобные рецепторы (TLR)
может запускать каскад иммуных реакций, вызывая активацию NF-kB
[4], 

который в свою очередь,  инициирует в ядре транскрипцию многих генов в 
том числе, и HSP70 [5]. Вполне вероятно, что олигонуклеотиды, 
содержащиеся в препарате деринат, индуцируют активацию синтеза HSP70 по 
такому же механизму. 

Литература

1. Каплина Э.Н., Вайнберг Ю.П. Деринат. Природный иммунномодулятор 

для детей и взрослых. 2004. Москва.

2. Mestril R., Chi S.H., Sayen M.R. et al. 1994. V.93, №2. P.759-67.
3. Wagner H., Bauer S. //J Exp Med. 2006. Feb 20. V.203, №2. P.265
268. 

4. Wilhide M.E., Tranter M., Ren X. et al. //J Mol Cell Cardiol.

2011. V.51, №1. P.82-89. 

5. Yang L., Cai X., Liu J. et al. //PLoS One. 2013. Apr 30. V.8. 

№4:e62373.

EFFECT OF OLIGONUCLEOTIDES ON ISCHEMIC AND REPERFUSION 

ARRHYTHMIAS AND THE HEAT SHOCK PROTEINS LEVEL

IN THE HEART OF RATS

S.V. Kruglov, O. L. Terekhina, E.A. Smirnova, L.M. Belkina

Federal State Budgetary Scientific Department «Institution of General 

Pathology and pathophysiology» (director– the academic of RAN 

A.A.Kubatiev), Moscow

belkinal@yandex.ru

Key 
words:
oligonucleotides, 
stress-proteins, 
HSP70, 
myocardial 

ischemia, arrhytmias
In recent years, there is evidence that oligonucleotides, including 
short fragments of DNA, have a protective effect in various 
pathologies: they prevent the development of cardiac hypertrophy and 
heart failure, [5], they inhibit cancer processes. The drug derinat, 
which was created on the basis of natural oligonucleotides, is widely
used for activation of  the immune system in various diseases in 
children and adults [1], as well as in cardiology. However, the 
mechanisms of the protective action of oligonucleotides are poorly 
understood. Thus, it is unknown whether  these protective effects are 
associated with activation of the heat shock proteins (HSP) synthesis. 
It is known that HSP possess cardioprotective effects in ischemic and 
reperfusion injury of the myocardium [2]. The protective effect of some 
HSP, namely, HSP70, is due to their involvement in the reconstruction 
and repair of damaged proteins.
It was established that the nuclear 

transcription factor NF-kB is involved in the induction of HSP70 [4] On 
the other hand, the exogenous DNA may activate NF-kB [3].These facts 
give reason to assume that one of the mechanisms of the protective 
action of oligonucleotide is the activation of HSP70 synthesis. THE 
GOAL of this work  was to study effect of oligonucleotides
on  

arrhythmias induced by myocardial ischemia and reperfusion, and HSP70 
level in the heart. METHODS: In this work, the above-mentioned drug 
derinat 
("Tekhnomedservis", 
Russia) 
was 
used 
as 
a 
source 
of 

oligonucleotides. In male Wistar rats were injected derinat (n = 13) 
once for 6 days (7.5 mg/kg, i/m) and the control rats received saline 
(n=9). Experiments were performed under urethane anesthesia (1.5 g/kg, 
i/p) with open chest and with artificial respiration. The intensity of 
the arrhythmia was assessed by ECG in I abduction during 10 min 
occlusion of the descending branch of the left coronary artery and 
subsequent 5 min of reperfusion. Protein HSP70 determined in the left 
ventricle only in intact animals by Western-blot analysis. RESULTS:
During ischemia derinat showed marked antiarrhythmic effect, which is 
most pronounced in respect of extrasystholia, the duration of which was 
less than in the control group 13 times. This drug decreased incidence 
of ventricular tachycardia (VT) 1.5 times. During reperfusion the prior 
administration of derinat effectively limits the development of severe 
arrhythmias: the drug decreased incidence of ventricular fibrillation 
(VF) is more than 2 times as compared with the control (respectively 
23% vs 56%) and 5 times their duration (8,4 ± 2,3 sec vs 48 1 ± 18,7 
sec). Furthermore, in the group treated by derinat was not a single 
case of cardiac arrest, while in control group it occurred in 22% of 
cases. This drug also reduced significantly the incidence of serious 
bradyrhythmias: from 44% in the control to 30% and their duration from 
11-28 sec up to 5-14 sec. At the same time during reperfusion the drug 
had no significant effect on the severity of VT and extrasystholia. In 
animals treated with  derinat the  HSP70 heart level  increased by 65% 
compared to control (6,43 ± 1,3 ODE vs 3,9 ± 0,9 ODE). DISCUSSION:
Thus, the first to show that oligonucleotides
causes activation of 

HSP70 synthesis in the heart and prevents the development of severe 
arrhythmias on the model of local myocardial ischemia. It is known that 

the cellular basis of arrhythmias during ischemia and reperfusion is a 
damage of the ionic membrane permeability, that caused by dysfunction 
of ion channels. Proteins HSP70, functioning as chaperone, inhibit 
dysfunction of membrane enzyme, as well as they limit the degradation 
of cardiomyocytes and thus they prevent the development of arrhythmias. 
Protective effects of HSP70 may be associated with antioxidant activity 
and with the ability to limit the accumulation of intracellular 
calcium. It is also possible that oligonucleotides, which is  included 
in this drug is able to induce other HSP with protective properties. 
There is reason to suppose that one of the mechanisms of derinat 
induced 
activation 
of 
HSP70 
synthesis 
is 
associated 
with 

immunomodulatory properties of this drug. It was shown that singlestranded DNA through TLR9-receptors may induce activation of NF-kB [3], 
which initiates the transcription of genes of proinflammatory cytokines 
and antimicrobial peptides in the nucleus. It is known that NF-kB 
triggers also transcription of many other genes, including  HSP70 [4]. 
It is likely that oligonucleotides contained in this drug  induce the 
HSP70 synthesis activation by the same mechanism. CONCLUSION:
These 

data support the fact that the activation of HSP70 synthesis, induced 
by derinat is one of the mechanisms that increase the resistance of the 
heart to the ischemic and reperfusion arrhythmias.
References

1. Kaplina E.N., Weinberg Yu.P. Derinat. Natural immunomodulators are 

for children and   adults. 2004. Moscow. 

2. Mestril R., Chi S.H., Sayen M.R. et al. 1994. V.93, №2. P.759-67.
3. Wagner H., Bauer S. //J Exp Med. 2006. Feb 20. V.203, №2. P.265
268. 

4. Wilhide M.E., Tranter M., Ren X. et al. //J Mol Cell Cardiol.

2011. V.51, №1. P.82-89. 

5. Yang L., Cai X., Liu J. et al. //PLoS One. 2013. Apr 30. V.8. 

№4:e62373. 
DOI:10.12737/12395

ЭМОЦИОНАЛЬНО-МОТИВАЦИОННЫЕ РАССТРОЙСТВА У КРЫС, ПОДВЕРГНУТЫХ 
ВОЗДЕЙСТВИЮ ИНГИБИТОРОВ ДИПЕПТИДИЛПЕПТИДАЗЫ IV ДИПРОТИНА А И 

СИТАГЛИПТИНА В ПЕРВУЮ ПОСТНАТАЛЬНУЮ НЕДЕЛЮ

Н.А.Крупина, Н.Н.Хлебникова, И.Н.Орлова

Лаборатория общей патологии нервной системы (зав. – член-корр. РАН 

В.К.Решетняк) ФГБНУ «Научно-исследовательский институт общей патологии 

и патофизиологии», Москва

krupina-na@yandex.ru Н.А.Крупина

Ингибиторы дипептидилпептидазы IV
дипротин А и ситаглиптин в 

условиях системного введения крысятам в первую неделю после рождения 
вызывают эмоционально-мотивационные нарушения в виде депрессивноподобного 
поведения, 
тревожности 
и 
скрытой 
агрессии 
у 
крыс 

подросткового возраста и взрослых животных.