Oxitocin oxidatív stressz és gyulladás ellen

A Naval Special Warfare (NSW) kezelői számos extrém környezeti körülménynek és intenzív fizikai igénybevételnek vannak kitéve. A magas nyomáson és a hiperoxigén gázok mélyen történő belélegzése mellett a hosszan tartó hidegvízbe merülés és a tartós fizikai megerőltetés utáni nem megfelelő felépülés is negatívan befolyásolja az egyéni és a csapat teljesítményét. Azok a biotechnológiák, amelyek mérsékelhetik ezen extrém körülmények hatásait, és támogathatják a fizikai helyreállítást, jelentős kielégítetlen igényt jelentenek az NSW operatív közössége számára.

Az oxitocin (OT) számos hatást fejt ki mind lokálisan, mind perifériásan, beleértve a vázizmokat és számos perifériás célpontot. Az OT gyengítheti az akut kardiovaszkuláris stresszválaszokat, míg a krónikus OT-expozíció csökkentheti a CVD és más krónikus betegségek kockázatát gyulladáscsökkentő hatása és a mitokondriális oxidatív stressz mérséklése révén. Ezeket a hatásokat a klasszikus ligand-receptor aktiválás közvetítheti, tekintettel az oxitocin receptor bőséges expressziójára a perifériás szövetekben, valamint az OT lokális expressziójára a perifériás szövetekben, ahol valószínűleg autokrin módon hat. Az intranazális beadással végzett exogén OT az FDA Investigational New Drug (IND) által jóváhagyott, és bebizonyosodott, hogy egyszerű és biztonságos módszer a keringő OT-koncentráció növelésére, amely fokozhatja a perifériás szövetekre gyakorolt ​​​​hatásokat.

Az OT pleiotróp hatásai miatt az egész test anyagcseréjére, a termogenezisre, a stresszreakciókra, a fájdalomra, a hangulatra, a gyulladásra, az étvágyra, a glikémiás szabályozásra, a csontváz homeosztázisára, valamint a vázizomzat helyreállítására és regenerációjára, egyre nagyobb az érdeklődés az exogén OT alkalmazása iránt az előnyök érdekében. az emberi egészségre, teljesítményre és rugalmasságra. Azonban azok a biológiai mechanizmusok, amelyek révén az OT szövetspecifikus hatásokat fejt ki (például a vázizomzatra), továbbra is kevéssé ismert, különösen az emberekben.

Ez a projekt célja, hogy jelentősen elősegítse ezt a megértést, miközben teszteli azt a központi hipotézist, amely szerint az intranazálisan beadott OT enyhíti a szisztémás és a vázizomzat oxidatív stresszét és gyulladását, amelyet a rezisztenciaúszás és hiperoxia együttes stresszor okoz. Ha a hatékonyság bizonyított, a végső eredmény egy könnyen beadható, kiegészítő biológiai terápia lenne, amely várhatóan javítja a tenger alatti harcosok teljesítményét és ellenálló képességét. A tervezett projekt kiterjeszti a jelenlegi IHMC-kutatást, amelynek középpontjában a biotechnológiák fejlesztése áll az emberi teljesítmény és ellenálló képesség javítása érdekében. A központi hipotézist két konkrét céllal teszteljük – egy szigorú, kettős vak, placebo-kontrollos, randomizált, bemosódásos elrendezést alkalmazó, N=40 18-39 éves férfi bevonásával.

1. konkrét cél. Az intranazális OT hatékonyságának vizsgálata a szisztémás és vázizomzati oxidatív stressz és az intenzív, ellenálló úszás és hiperoxia együttes stresszor által kiváltott gyulladások enyhítésében. A résztvevőket véletlenszerűen, 1:1 arányban osztják be a 48 NE intranazális OT placebóval (sóoldattal) szemben. A kutatók megvizsgálják a napi 4x per nap (QID) intranazális kezelés hatását a teljesítményre, valamint az akut gyulladásos és oxidatív stresszre adott válaszreakciókat a hiperoxia alatti rezisztenciára, valamint a felépülés 48 órán keresztüli lefutását. A vér és az izom oxidatív stresszének felmérésére a kutatók az antioxidáns enzimeket, valamint az oxidatív stressz által kiváltott DNS-károsodás, a fehérje-karboniláció és a lipid-peroxidáció markereit mérik. A szisztémás gyulladást egy 7-plex szérum citokin tömb segítségével, az izomgyulladást pedig a TNF-a és IL-6 jelátviteli útvonalakon keresztül értékeljük.

Konkrét cél 2. A bevált molekuláris térképezési stratégiák kiaknázása a kulcsfontosságú molekuláris transzducerek azonosítása érdekében, amelyek valószínűleg befolyásolják az intranazális OT szisztémás és izomoxidatív stresszre és gyulladásra gyakorolt ​​hatását a gyógyulás 48 órájában. Tekintettel arra, hogy az exogén OT hatását kifejtő mechanizmusokról kevés adat áll rendelkezésre, a kutatók felfedező megközelítést alkalmaznak, hogy azonosítsák azokat az új molekuláris hálózatokat és útvonalakat, amelyeket az OT és a placebó eltérően szabályoz a hiperoxia alatt végzett intenzív, ellenálló úszásból való felépülés során. Ennek elérése érdekében a kutatók többszintű modellezést végeznek, amely integrálja a metabolomikából, a transzkriptomikából (mind a hosszú, mind a kisméretű RNS-szekvenálás vérplazmából és izomból) származó adatokat, valamint a keringő extracelluláris vezikulák (EV-k) miRNS-szekvenálását.

Ha az intranazális OT hatásosnak bizonyul, akkor az eredmény egy kiegészítő biológiai terápia lenne, amely mérsékli az oxidatív stresszt, valamint javítja a teljesítményt a hiperoxia alatti rezisztenciaúszás során és a gyógyulásból.