Neuroprotective effects of glutamate antibodies on memory impairment induced by proinflamatory S100A9 protein oligomers in aging animals
Authors: Грудень М.А. , Давыдова Т.В. , Кудрин В.С. , Наркевич В.Б. , Ветрилэ Л.А. , Morozova-Roche L.M.A. , Sewell R.D.E. 
Published: December 2020

Цель исследования - изучение эффектов хронического интраназального введения антител к глутамату совместно с полученными in vitro олигомерами провоспалительного белка S100A9 на процесс воспроизведения пространственной памяти, а также на содержание нейромедиаторных аминокислот и биогенных аминов в релевантных структурах мозга - гиппокампе и префронтальной коре у 12-месячных мышей С57Bl/6. Методика. В поведенческих экспериментах у всех животных проводили выработку условного рефлекса пассивного избегания и тестировали воспроизведение памятного следа, после этого в нейрохимическом исследовании в гиппокампе и префронтальной коре методом ВЖХ проводили определение концентрации нейромедиаторных аминокислот и биогенных аминов. Результаты. Показано, что введение белка S100A9 олигомеров индивидуально приводило к нарушению воспроизведения памятного следа, а в сочетании с антителами к глутамату данного эффекта выявлено не было. Обнаружено значительное повышение концентрации глутамата в обеих церебральных структурах стареющих животных при действии S100A9 олигомеров и снижение содержания аминокислоты при совместном введении с антителами к глутамату до нормы. Показано существенное снижение содержания дофамина в гиппокампе и префронтальной коре в условиях влияния S100A9 олигомеров, а также повышение уровня его метаболитов в гиппокампе с нормализацией обмена дофамина в присутствии антелел к глутамату. Заключение. Выявленные антиамнестические эффекты антител к глутамату и нормализация нейрохимического профиля в условиях вызванной центральной токсичностью S100A9 олигомерами могут быть использованы в разработке подходов нейропротективной коррекции в том числе при болезни Альцгеймера.

The aim of this study was to investigate effects of chronic intranasal administration of glutamate antibodies with in vitro -generated proinflammatory S100A9 protein oligomers, on spatial memory of 12-month old C57Bl/6 mice. In addition, the brain content of neurotransmitter amino acids and biogenic amines was monitored in memory-relevant brain structures (hippocampus and prefrontal cortex) of these animals. Methods. In behavioral experiments, all animals were conditioned in a passive avoidance reflex test and the memory trace was evaluated. In a simultaneous neurochemical study, HPLC-electrochemical detection analysis was performed to measure concentrations of neurotransmitter amino acids and biogenic amines in the hippocampus and prefrontal cortex. Results. Administration of S100A9 oligomers alone resulted in disruption of the memory trace retrieval whereas their combination with glutamate antibodies abolished this memory disorder. Significant increases in glutamate concentration were observed in both of the cerebral structures of ageing animals in response to S100A9 oligomers alone, and there was a reduction of the amino acid levels when coadministered with glutamate antibodies. S100A9 oligomers also evoked a decrease in hippocampal and prefrontal cortical dopamine and synchronously elevated dopamine metabolite concentrations, both of these actions being normalized by glutamate antibody coadministration. Conclusion. Disclosure of the antiamnesic effects of glutamate antibodies, along with their neurochemical stabilizing activity to S100A9 oligomer neurotoxicity might be utilized in the development of neuroprotective approaches in Alzheimer’s disease.