scbmtБИОМЕДИЦИНАJournal Biomed2074-59822713-0428Scientific center of biomedical technologies of Federal Medical and Biological Agency10.33647/2074-5982-21-3-97-102scbmt-1765Research ArticleДОКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В БИОМЕДИЦИНЕNON-CLINICAL RESEARCH IN BIOMEDICINEРазработка и исследование экстемпоральной формы 20-гидроксиэкдизонаDevelopment and Study of an Extemporaneous Form of 20-HydroxyecdysoneЕримбетовК. Т.ErimbetovK. T.

Еримбетов Кенес Тагаевич - д.б.н.

248023, Калуга, ул. Степана Разина, 26

Kenes T. Erimbetov - Dr. Sci. (Biol.).

248023, Kaluga, Stepana Razina Str., 26

erimbetovkt@mail.ruЗемлянойР. А.ZemlyanoyR. A.

Земляной Руслан Александрович - к.б.н.

248023, Калуга, ул. Степана Разина, 26

Ruslan A. Zemlyanoy - Cand. Sci. (Biol.).

248023, Kaluga, Stepana Razina Str., 26

ruslan47zemljanoi@gmail.comОбвинцеваО. В.ObvintsevaO. V.

Обвинцева Ольга Витальевна - к.б.н.

249013, Калужская обл., Боровск, п. Институт

Olga V. Obvintseva - Cand. Sci. (Biol.).

249013, Kaluga Region, Borovsk, Institut Village

obvintseva.olga@yandex.ruФедороваА. В.FedorovaA. V.

Федорова Алена Владимировна - к.б.н.

249036, Калужская обл., Обнинск, ул. Королёва, 4

Alena V. Fedorova - Cand. Sci. (Biol.)

249036, Kaluga Region, Obninsk, Koroleva Str., 4

ledifav@yandex.ruФГБОУ ВО «Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского» Минобрнауки РоссииРоссияKaluga State University named after K.E. TsiolkovskiRussian FederationВсероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных — филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр животноводства — ВИЖ им. акад. Л.К. Эрнста»РоссияAll-Russian Research Institute of Physiology, Biochemistry and Animal Nutrition — Branch of the Federal Scientific Center of Animal Husbandry — The All-Russian Institute of Animal Husbandry named after Academician L.K. ErnstRussian FederationМедицинский радиологический научный центр имени А.Ф. Цыба — филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Минздрава РоссииРоссияA.F. Tsyba Medical Radiological Research Center — Branch of the National Medical Research Center for Radiology of the Ministry of Health Care of RussiaRussian Federation20251910202521397102Copyright © Еримбетов К.Т., Земляной Р.А., Обвинцева О.В., Федорова А.В., 20252025Еримбетов К.Т., Земляной Р.А., Обвинцева О.В., Федорова А.В.Erimbetov K.T., Zemlyanoy R.A., Obvintseva O.V., Fedorova A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.scbmt.ru/jour/article/view/1765

Цель работы — разработка и исследование экстемпоральной (магистральной) формы 20-гидроксиэкдизона, подготовка форм прописи рецептов. По 20-гидроксиэкдизону и его экстемпоральной форме проведены доклинические исследования, в которых доказана его безвредность (препарат относится к VI классу относительно безвредных веществ по Hodge и к 5-му классу токсичности в соответствии с ГОСТ 32644-2014) и эффективность на модели экспериментальной гипергликемии. На основе 20-гидроксиэкдизона была разработана и исследована его экстемпоральная форма в виде наноструктурного клатратного комплекса с арабиногалактаном с улучшенными фармацевтическими и фармакологическими свойствами. Наноструктурный клатратный комплекс 20-гидроксиэкдизона с арабиноглактаном при массовом соотношении 1:10 был получен в виде мелкодисперсного порошка белого с оттенком светло-жёлтого цвета со средним размером частиц 35,3 нм. Экстемпоральная форма 20-гидроксиэкдизона по уровню биологической доступности превышает в 1,91 раза аналогичное значение исходного соединения. 20-гидроксиэкдизон участвует в фосфатидилинозитол-3-киназном сигнальном пути активации серин-треониновой протеинкиназы В, которая в цитозоле в активированной форме осуществляет фосфорилирование разнообразных белков-субстратов, тем самым модулируя их функции и играя центральную роль в многообразных клеточных процессах. Экстемпоральная форма 20-гидроксиэкдизона позволяет снизить ее дозу, что обеспечивает высокую комплаентность к приему препарата. Низкие дозы принимаемого препарата обеспечивают незначительность вероятности проявления побочных эффектов и быструю их элиминацию в случае проявления таковых. На экстемпоральную форму 20-гидроксиэкдизона была разработана инструкция по медицинскому применению и формы прописи рецептов. Результаты исследований позволяют рекомендовать экстемпоральную форму 20-гидроксиэкдизона для применения в самостоятельной или в комбинированной терапии с другими метаболическими средствами. Обоснованием для практического применения экстемпоральной формы 20-гидроксиэкдизона в качестве метаболического средства является ее физиологическая эффективность и безопасность.

In this research, we develop and study an extemporaneous (main) form of 20-hydroxyecdysone, along with drafting of prescription forms. Preclinical studies were conducted using 20-hydroxyecdysone and its extemporaneous form. The latter proved its harmlessness (the drug belongs to class VI of relatively harmless substances according to Hodge and to class V of toxicity in accordance with GOST 32644-2014) and efficacy in a model of experimental hyperglycemia. The developed extemporaneous form of 20-hydroxyecdysone was studied in the form of a nanostructured clathrate complex with arabinogalactan with improved pharmaceutical and pharmacological properties. The nanostructured clathrate complex of 20-hydroxyecdysone with arabinogalactan at a mass ratio of 1:10 was obtained as a finely-dispersed white powder with a light-yellow tint and the average particle size of 35.3 nm. In terms of bioavailability, the extemporaneous form of 20-hydroxyecdysone exceeds the similar value of the original compound by 1.91 times. 20-hydroxyecdysone is involved in the phosphatidylinositol-3-kinase signaling pathway of activation of serine-threonine protein kinase B. In the activated form, this kinase phosphorylates various protein substrates in the cytosol, thereby modulating their functions and playing a central role in various cellular processes. The extemporaneous form of 20-hydroxyecdysone allows its dose to be reduced, thus ensuring high compliance with the drug. Low doses of the drug minimize the probability of side effects and their rapid elimination in case of their emergence. Instructions for the medical use of the developed extemporaneous form of 20-hydroxyecdysone are provided, and prescription forms are developed. Based on the results obtained, the extemporaneous form of 20-hydroxyecdysone can be recommended for use as independent therapy or in combination with other metabolic agents. The established physiological efficacy and safety render the developed extemporaneous form of 20-hydroxyecdysone a metabolic agent for practical use.

20-гидроксиэкдизонарабиногалактанэкдистенметаболическое средствоэкстемпоральные прописибиологическая доступностьэкспериментальная гипергликемия20-hydroxyecdysonearabinogalactanecdystenmetabolic agentextemporaneous formulationsbioavailabilityexperimental hyperglycemiaReferencesВолодин В.В., Сидорова Ю.С., Мазо В.К. 20-гидроксиэкдизон — растительный адаптоген: анаболическое действие, возможное использование в спортивном питании. Вопросы питания. 2013;82(6):24–30.Volodin V.V., Sidorova Yu.S., Mazo V.K. 20-gidroksiekdizon — rastitel'nyj adaptogen: anabolicheskoe dejstvie, vozmozhnoe ispol'zovanie v sportivnom pitanii [20-hydroxyecdysone — plant adaptogen: anabolic action, possible use in sports nutrition]. Voprosy pitaniya [Nutrition issues]. 2013;82(6):24–30. (In Russian).Еримбетов К.Т., Федорова А.В., Гончарова А.Я., Бондаренко Е.В. Создание наноразмерной формы 20-гидроксиэкдизона и исследование её биологической доступности. Проблемы биологии продуктивных животных. 2020;3:106–113. DOI: 10.25687/19966733.prodanimbiol.2020.3.106-113.Erimbetov K.T., Fedorova A.V., Goncharova A.Ya., Bondarenko E.V. Sozdanie nanorazmernoj formy 20-gidroksiekdizona i issledovanie eyo biologicheskoj dostupnosti [Creation of a nanosized form of 20-hydroxyecdysone and study of its bioavailability]. Problemy biologii produktivnyh zhivotnyh [Problems of biology of productive animals]. 2020;3:106–113. (In Russian)]. DOI: 10.25687/19966733.prodanimbiol.2020.3.106-113.Куркин Д.В., Абросимова Е.Е., Бакулин Д.А., Ковалев Н.С., Дубровина М.А., Борисов А.В., Петров В.И., Тюренков И.Н. Роль NO-ергической системы в регуляции углеводного обмена и развитии сахарного диабета. Успехи физиологических наук. 2022;53(1):88–104. DOI: 10.31857/S0301179822010052.Kurkin D.V., Abrosimova E.E., Bakulin D.A., Kovalev N.S., Dubrovina M.A., Borisov A.V., Petrov V.I., Tyurenkov I.N. Rol' NOergicheskoj sistemy v regulyacii uglevodnogo obmena i razvitii saharnogo diabeta [The role of the NO-ergic system in the regulation of carbohydrate metabolism and the development of diabetes mellitus]. Uspekhi fiziologicheskih nauk [Advances in Physiological Sciences]. 2022;53(1):88–104. (In Russian). DOI: 10.31857/S0301179822010052.Сыров В.Н., Саидходжаева Д.М., Шахмурова Г.А. Влияние фитоэкдистероидов на показатели липидного обмена у крыс и кроликов. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2024;87(1):17–20. DOI: 10.30906/0869-2092-2024-87-1-17-20.Syrov V.N., Saidkhodjaeva D.M., Shakhmurova G.A. Vliyanie fitoekdisteroidov na pokazateli lipidnogo obmena u krys i krolikov [Effect of phytoecdysteroids on lipid metabolism parameters in rats and rabbits]. Eksperimental'naya i klinicheskaya farmakologiya [Experimental and clinical pharmacology]. 2024;87(1):17–20. (In Russian). DOI: 10.30906/0869-2092-2024-87-1-17-20.Шипелин В.А., Бирюлина Н.А., Сидорова Ю.С., Петров Н.А., Зорин С.Н., Мазо В.К., Бессонов В.В. Физиолого-биохимическое исследование in vivo влияния полифенолов и 20-гидроксиэкдизона из зерен киноа на устойчивость к физическим нагрузкам у крыс Вистар. Вопросы питания. 2024;93(1):80–91. DOI: 10.33029/0042-8833-2024-93-1-80-91.Shipelin V.A., Biryulina N.A., Sidorova Yu.S., Petrov N.A., Zorin S.N., Mazo V.K., Bessonov V.V. Fiziologobiohimicheskoe issledovanie in vivo vliyaniya polifenolov i 20-gidroksiekdizona iz zeren kinoa na ustojchivost' k fizicheskim nagruzkam u krys Vistar [Physiological and biochemical study in vivo of the effect of polyphenols and 20-hydroxyecdysone from quinoa grains on resistance to physical activity in Wistar rats]. Voprosy pitaniya [Nutrition Issues]. 2024;93(1):80–91. (In Russian). DOI: 10.33029/0042-8833-2024-93-1-80-91.Akopova O., Korkach Y., Sagach V. The effects of ecdysterone and enalapril on nitric oxide synthesis and the markers of oxidative stress in streptozotocininduced diabetes in rats: a comparative study. Naunyn-Schmiedeberg's Arch. Pharmacol. 2024;9:233–241. DOI: 10.1007/s00210-024-03154-z.Akopova O., Korkach Y., Sagach V. The effects of ecdysterone and enalapril on nitric oxide synthesis and the markers of oxidative stress in streptozotocininduced diabetes in rats: a comparative study. NaunynSchmiedeberg's Arch. Pharmacol. 2024;9:233–241. DOI: 10.1007/s00210-024-03154-z.Khaziev D., Galina C., Gadiev R., Valitov F., Gumarova G., Galyautdinov I. Phytoecdisteroids from Serratula coronata when growing ducklings. Res. Veter. Sci. 2020;128:170–176. DOI: 10.1016/j.rvsc.2019.11.012.Khaziev D., Galina C., Gadiev R., Valitov F., Gumarova G., Galyautdinov I. Phytoecdisteroids from Serratula coronata when growing ducklings. Res. Veter. Sci. 2020;128:170–176. DOI: 10.1016/j.rvsc.2019.11.012.Phungphong S., Kijtawornrat A., Chaiduang S., Saengsirisuwan V., Bupha-Intr T. 20-Hydroxyecdysone attenuates cardiac remodeling in spontaneously hypertensive rats. Steroids. 2017;126:79–84. DOI: 10.1016/j.steroids.2017.08.004.Phungphong S., Kijtawornrat A., Chaiduang S., Saengsirisuwan V., Bupha-Intr T. 20-Hydroxyecdysone attenuates cardiac remodeling in spontaneously hypertensive rats. Steroids. 2017;126:79–84. DOI: 10.1016/j.steroids.2017.08.004.Shuvalov O., Kirdeeva Y., Fefilova E., Netsvetay S., Zorin M., Vlasova Y., Fedorova O., Daks A., Parfenyev S., Barlev N. 20-Hydroxyecdysone Confers Antioxidant and Antineoplastic Properties in Human Non-Small Cell Lung Cancer Cells. Metabolites. 2023;15;13(5):656. DOI: 10.3390/metabo13050656.Shuvalov O., Kirdeeva Y., Fefilova E., Netsvetay S., Zorin M., Vlasova Y., Fedorova O., Daks A., Parfenyev S., Barlev N. 20-Hydroxyecdysone Confers Antioxidant and Antineoplastic Properties in Human Non-Small Cell Lung Cancer Cells. Metabolites. 2023;15;13(5):656. DOI: 10.3390/metabo13050656.

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