safetyriskБезопасность и риск фармакотерапииSafety and Risk of Pharmacotherapy2312-78212619-1164Federal State Budgetary Institution ‘Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products’ of the Ministry of Health of the Russian Federation (FSBI ‘SCEEMP’)10.30895/2312-7821-2025-13-2-198-212safetyrisk-482Research ArticleТРАНСЛЯЦИОННАЯ МЕДИЦИНА: ДОКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, РЕГЕНЕРАТИВНАЯ ТЕРАПИЯ И ПРИНЦИПЫ 3RTRANSLATIONAL MEDICINE: PRECLINICAL STUDIES, REGENERATIVE THERAPY, AND THE 3R PRINCIPLESЛокальное введение плазмиды pCMV-VEGF165, кодирующей VEGF, стимулирует регенерацию тканей после холодовой травмы у крысLocal Administration of pCMV-VEGF165 Plasmid Encoding VEGF Stimulates Tissue Regeneration after Cold Injury in Ratshttps://orcid.org/0000-0003-0346-9835ЩеблыкинаО. В.ShcheblykinaO. V.

Щеблыкина Олеся Викторовна, канд. мед. наук

ул. Победы, д. 85, г. Белгород, 308015

Olesya V. Shcheblykina, Cand. Sci. (Med.)

85 Pobedy St., Belgorod 308015, Russian Federation

sheolvi31@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-4505-3988КостинаД. А.KostinaD. A.

Костина Дарья Александровна, канд. мед. наук

ул. Победы, д. 85, г. Белгород, 308015

Daria A. Kostina, Cand. Sci. (Med.)

85 Pobedy St., Belgorod 308015, Russian Federation

daria-f13@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1441-3418АрхиповВ. В.ArkhipovV. V.

Архипов Владимир Владимирович, д-р мед. наук, доцент

ул. Победы, д. 85, г. Белгород, 308015

Vladimir V. Arkhipov, Dr. Sci. (Med.), Associate Professor

85 Pobedy St., Belgorod 308015, Russian Federation

arkhipov2005@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8415-4562ПатрахановЕ. А.PatrakhanovE. A.

Патраханов Евгений Александрович

ул. Победы, д. 85, г. Белгород, 308015

Evgeny A. Patrakhanov

85 Pobedy St., Belgorod 308015, Russian Federation

patrakhanov@bsuedu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7425-8416ДолжиковА. А.DolzhikovA. A.

Должиков Александр Анатольевич, д-р мед. наук, профессор

ул. Победы, д. 85, г. Белгород, 308015

Aleksandr A. Dolzhikov, Dr. Sci. (Med.), Professor

85 Pobedy St., Belgorod 308015, Russian Federation

dolzhikov@bsuedu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1433-1225ГуреевВ. В.GureevV. V.

Гуреев Владимир Владимирович, д-р мед. наук, профессор

ул. Победы, д. 85, г. Белгород, 308015

Vladimir V. Gureev, Dr. Sci. (Med.), Professor

85 Pobedy St., Belgorod 308015, Russian Federation

gureev@bsuedu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7648-0774ЖернаковаН. И.ZhernakovaN. I.

Жернакова Нина Ивановна, д-р мед. наук, профессор

ул. Победы, д. 85, г. Белгород, 308015

Nina I. Zhernakova, Dr. Sci. (Med.), Professor

85 Pobedy St., Belgorod 308015, Russian Federation

zhernakova@bsuedu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7321-6529ОсиповаО. А.OsipovaO. A.

Осипова Ольга Александровна, д-р мед. наук, профессор

ул. Победы, д. 85, г. Белгород, 308015

Olga A. Osipova, Dr. Sci. (Med.), Professor 

85 Pobedy St., Belgorod 308015, Russian Federation

osipova@bsuedu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1493-3376ПокровскийМ. В.PokrovskiiM. V.

Покровский Михаил Владимирович, д-р мед. наук, профессор

ул. Победы, д. 85, г. Белгород, 308015

Mikhail V. Pokrovskii, Dr. Sci. (Med.), Professor

85 Pobedy St., Belgorod 308015, Russian Federation

mpokrovsky@yandex.ruФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»РоссияBelgorod State National Research UniversityRussian Federation202524062025132198212Copyright © Щеблыкина О.В., Костина Д.А., Архипов В.В., Патраханов Е.А., Должиков А.А., Гуреев В.В., Жернакова Н.И., Осипова О.А., Покровский М.В., 20252025Щеблыкина О.В., Костина Д.А., Архипов В.В., Патраханов Е.А., Должиков А.А., Гуреев В.В., Жернакова Н.И., Осипова О.А., Покровский М.В.Shcheblykina O.V., Kostina D.A., Arkhipov V.V., Patrakhanov E.A., Dolzhikov A.A., Gureev V.V., Zhernakova N.I., Osipova O.A., Pokrovskii M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.risksafety.ru/jour/article/view/482

ВВЕДЕНИЕ. Отморожения представляют собой относительно распространенные травмы, сопровождающиеся высоким уровнем инвалидизации, лечение которых является трудоемким и длительным. Генотерапевтический препарат плазмиды pCMV-VEGF165, кодирующей фактор роста эндотелия сосудов (VEFG), разработанный для терапевтического ангиогенеза, может быть перспективным средством для стимуляции восстановления микроциркуляции и ускорения заживления повреждений при местной холодовой травме. Для проверки этой гипотезы необходимо проведение экспериментального исследования на животных.ЦЕЛЬ. Оценка эффективности применения препарата на основе генетической конструкции — плазмиды pCMV-VEGF165 для коррекции нарушений при холодовой травме конечности у крыс.МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. В исследование были включены 42 белые нелинейные лабораторные половозрелые крысы-самки. Местную холодовую травму III–IV степени моделировали в области тыльной поверхности левой задней стопы крыс наложением неодимового магнита, охлажденного в жидком азоте. Исследуемый препарат (дезоксирибонуклеиновая кислота плазмидная сверхскрученная кольцевая двуцепочечная в дозе 60 мкг) и плацебо (вода для инъекций) вводили животным паравульнарно на 2 и 7 сутки после моделирования отморожения. Оценивали общее состояние животных, состояние поврежденного участка стопы, размер раневой поверхности, скорость заживления, массу животных, после плановой эвтаназии — массу дистальных отделов задних конечностей.РЕЗУЛЬТАТЫ. Начиная с 7 суток отмечалась статистически достоверная более быстрая регенерация тканей в области холодовой травмы у крыс в группе исследуемого препарата: уменьшение площади раневой поверхности составило в среднем 47,36% [25,55; 55,45], тогда как в группе контроля — в среднем на 28,95±18,55% (р<0,05). Достоверность различий в темпах регенерации поврежденных тканей между экспериментальными группами сохранялась на 10 сутки (58,70±15,35% против 42,01±17,41% соответственно, p<0,05). В более поздние сроки статистически достоверные различия между группами в скорости заживления раневой поверхности отсутствовали, что, вероятно, связанно с особенностями заживления ран в экспериментальной модели. Заживление раневого дефекта у грызунов происходило преимущественно посредством контракции.ВЫВОДЫ. Локальное паравульнарное введение препарата плазмиды pCMV-VEGF165 в дозе 60 мкг на 2 и 7 сутки после моделирования холодовой травмы у крыс способствует минимизации повреждений, ускоряет регенерацию тканей под струпом и рубцевание.

INTRODUCTION. Frostbite is a common cold injury that is associated with high rates of disability and requires long and difficult treatment. A vascular endothelial growth factor (VEGF)-encoding pCMV-VEGF165 plasmid-based gene therapy product designed for therapeutic angiogenesis may be a promising tool to promote microcirculation recovery and accelerate lesion healing in local cold injury. This hypothesis needs to be tested in an experimental animal study.AIM. This study aimed to evaluate the efficacy of the pCMV-VEGF165 plasmid gene therapy product for the management of cold injury of a limb in rats.MATERIALS AND METHODS. The study included 42 mature female outbred white laboratory rats. A third to fourth-degree local cold injury was experimentally induced on the dorsal surface of the left hind paw by applying a neodymium magnet frozen in liquid nitrogen. The animals received periwound injections of the test product (super-coiled circular double-stranded plasmid deoxyribonucleic acid at a dose of 60 μg) and placebo (water for injections) on days 2 and 7 after frostbite modelling. The authors evaluated the general condition of the animals, the condition of the damaged paw, the wound area, the healing rate, the body mass, and, after planned euthanasia, the mass of the hind paws.RESULTS. Starting from day 7, the rats treated with the test product showed significantly faster tissue regeneration at the site of cold injury than the control animals. The mean wound surface area reduction in the test animals amounted to 47.36% [25.55; 55.45], whereas that in the control animals was 28.95±18.55% (p<0.05). On day 10, the test group still had a significantly higher tissue regeneration rate than the control group (58.70±15.35% vs 42.01±17.41%, respectively, p<0.05). Later, there was no statistically significant difference in the wound surface healing rates between the groups, which could probably be attributed to the nature of wound healing in the experimental model since rodent wounds heal predominantly by contraction.CONCLUSIONS. The pCMV-VEGF165 plasmid gene therapy product injected in the periwound area at a dose of 60 μg on days 2 and 7 after cold injury simulation in rats reduces damage, accelerates tissue regeneration under the scab, and expedites scarring. 

плазмида pCMV-VEGF165эндотелиальный фактор роста сосудовотморожениехолодовая травмарегенерациятерапевтический ангиогенездоклиническое исследованиекрысыpCMV-VEGF165 plasmidvascular endothelial growth factorfrostbitecold injuryregenerationtherapeutic angiogenesispreclinical studyratsИсследование проведено при финансовой поддержке АО «НекстГен». Финансирующая организация не принимала участия в разработке дизайна исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.The study was conducted with the financial support of NextGen JSC, the holder of the marketing authorisation for Neovasculgen®.ReferencesRodway GW, Cochran A, Giesbrecht GG, McDevitt M, Imray CH, Johnson EL et al. Wilderness Medical Society Clinical practice guidelines for the prevention and treatment of frostbite: 2019 update. Wilderness Environ Med. 2019;30(4S):S19–S32. https://doi.org/10.1016/j.wem.2019.05.002Rodway GW, Cochran A, Giesbrecht GG, McDevitt M, Imray CH, Johnson EL et al. Wilderness Medical Society Clinical practice guidelines for the prevention and treatment of frostbite: 2019 update. Wilderness Environ Med. 2019;30(4S):S19–S32. https://doi.org/10.1016/j.wem.2019.05.002Murphy JV, Banwell PE, Roberts AH, McGrouther DA. Frostbite: Pathogenesis and treatment. J Trauma. 2000;48(1):171–8. https://doi.org/10.1097/00005373-200001000-00036Murphy JV, Banwell PE, Roberts AH, McGrouther DA. Frostbite: Pathogenesis and treatment. J Trauma. 2000;48(1):171–8. https://doi.org/10.1097/00005373-200001000-00036Михайличенко МИ, Фигурский СА, Мудров ВА, Доржеев ВВ, Михай­личенко ЮВ, Шаповалов КГ. Рабдомиолиз в патогенезе местной холодовой травмы. Тромбоз, гемостаз и реология. 2023;4:68–74. https://doi.org/10.25555/THR.2023.4.1079Mikhailichenko MI, Figurskiy SA, Mudrov VA, Dorzheev VV, Mikhaili­chenko YuV, Shapovalov KG. Rhabdomyolysis in the pathogenesis of local cold injury. Thrombosis, Hemostasis and Rheology. 2023;4:68–74 (In Russ.). https://doi.org/10.25555/THR.2023.4.1079Shcheblykin DV, Bolgov AA, Pokrovskii MV, Stepenko JV, Tsuverkalova JM, Shcheblykina OV, et al. Endothelial dysfunction: Developmental mechanisms and therapeutic strategies. Research Results in Pharmacology. 2022;8(4):115–39. https://doi.org/10.3897/rrpharmacology.8.80376Shcheblykin DV, Bolgov AA, Pokrovskii MV, Stepenko JV, Tsuverkalova JM, Shcheblykina OV, et al. Endothelial dysfunction: Developmental mechanisms and therapeutic strategies. Research Results in Pharmacology. 2022;8(4):115–39. https://doi.org/10.3897/rrpharmacology.8.80376Wang W, Liu P, Zhu W, Li T, Wang Y, Wang Y, et al. Skin organoid transplantation promotes tissue repair with scarless in frostbite. Protein Cell. 2024;4:pwae055. https://doi.org/10.1093/procel/pwae055Wang W, Liu P, Zhu W, Li T, Wang Y, Wang Y, et al. Skin organoid transplantation promotes tissue repair with scarless in frostbite. Protein Cell. 2024;4:pwae055. https://doi.org/10.1093/procel/pwae055Ищенко РВ, Фисталь ЭЯ, Филимонов ДА, Покровский МВ, Архипов ВВ, Налетов СВ и др. Применение препарата Неоваскулген off-label при лечении отморожения стопы II–III степени: клинический случай. Безопасность и риск фармакотерапии. 2024;12(4):409–19. https://doi.org/10.30895/2312-7821-2024-429Ishchenko RV, Fistal EYa, Filimonov DA, Pokrovskii MV, Arkhipov VV, Nalyotov SV, Arefiev VV, Makienko VV, Nalyotova EN. Off-label use of Neovasculgen for II–III degree foot frostbite: A case report. Safety and Risk of Pharmacotherapy. 2024;12(4):409–19 (In Russ.). https://doi.org/10.30895/2312-7821-2024-429Aizawa T, Kuwabara M, Kubo S, Aoki S, Azuma R, Kiyosawa T. Protective effect of extract of Ginkgo biloba 761 against frostbite injury in rats. Plast Reconstr Surg. 2019;143(6):1657–64. https://doi.org/10.1097/PRS.0000000000005648Aizawa T, Kuwabara M, Kubo S, Aoki S, Azuma R, Kiyosawa T. Protective effect of extract of Ginkgo biloba 761 against frostbite injury in rats. Plast Reconstr Surg. 2019;143(6):1657–64. https://doi.org/10.1097/PRS.0000000000005648Handford C, Buxton P, Russell K, Imray CE, McIntosh SE, Freer L, et al. Frostbite: A practical approach to hospital management. Extrem Physiol Med. 2014;3(1):7. https://doi.org/10.1186/2046-7648-3-7Handford C, Buxton P, Russell K, Imray CE, McIntosh SE, Freer L, et al. Frostbite: A practical approach to hospital management. Extrem Physiol Med. 2014;3(1):7. https://doi.org/10.1186/2046-7648-3-7DeGroot DW, Castellani JW, Williams JO, Amoroso PJ. Epidemiology of U.S. Army cold weather injuries, 1980-1999. Aviat Space Environ Med. 2003;74(5):564–70. PMID: 12751587DeGroot DW, Castellani JW, Williams JO, Amoroso PJ. Epidemiology of U.S. Army cold weather injuries, 1980-1999. Aviat Space Environ Med. 2003;74(5):564–70. PMID: 12751587Есина ДД, Филиппова ЕБ, Мургаева НВ. О различиях терморегуляции у лиц разного пола. Известия Российской Военно-медицинской академии. 2022;41(S2):154–6. EDN: NVIBZPEsina DD, Filippova EB, Murgaeva NV. On the differences in thermoregulation in individuals of different sexes. Bulletin of the Russian Military Medical Academy. 2022;41(S2):154–6 (In Russ.). EDN: NVIBZPBankhead P, Loughrey MB. Fernández JA, Dombrowski Y, McArt DG, Dunne PD, et al. QuPath: Open source software for digital pathology image analysis. Scientific Reports. 2017;7:16878. https://doi.org/10.1038/s41598-017-17204-5Bankhead P, Loughrey MB. Fernández JA, Dombrowski Y, McArt DG, Dunne PD, et al. QuPath: Open source software for digital pathology image analysis. Scientific Reports. 2017;7:16878. https://doi.org/10.1038/s41598-017-17204-5Ferrara N, Davis-Smyth T. The biology of vascular endothelial growth factor. Endocrine Reviews. 1997;18(1):4–25. https://doi.org/10.1210/edrv.18.1.0287Ferrara N, Davis-Smyth T. The biology of vascular endothelial growth factor. Endocrine Reviews. 1997;18(1):4–25. https://doi.org/10.1210/edrv.18.1.0287Holmes K, Roberts OL, Thomas AM, Cross MJ. Vascular endothelial growth factor receptor-2: Structure, function, intracellular signalling and therapeutic inhibition. Cellular Signalling. 2007;19(10):2003–12. https://doi.org/10.1016/j.cellsig.2007.05.013Holmes K, Roberts OL, Thomas AM, Cross MJ. Vascular endothelial growth factor receptor-2: Structure, function, intracellular signalling and therapeutic inhibition. Cellular Signalling. 2007;19(10):2003–12. https://doi.org/10.1016/j.cellsig.2007.05.013Klabukov I, Balyasin M, Krasilnikova O, Tenchurin T, Titov A, Krasheninnikov M, et al. Angiogenic modification of microfibrous polycaprolactone by pCMV-VEGF165 plasmid promotes local vascular growth after implantation in rats. Int J Mol Sci. 2023;24(2):1399. https://doi.org/10.3390/ijms24021399.Klabukov I, Balyasin M, Krasilnikova O, Tenchurin T, Titov A, Krasheninnikov M, et al. Angiogenic modification of microfibrous polycaprolactone by pCMV-VEGF165 plasmid promotes local vascular growth after implantation in rats. Int J Mol Sci. 2023;24(2):1399. https://doi.org/10.3390/ijms24021399.Еремин ПС, Деев РВ, Бозо ИЯ, Дешевой ЮБ, Лебедев ВГ, Еремин ИИ и др. Заживление тканей в области тяжелого местного лучевого поражения кожи при генноопосредованной индукции ангиогенеза препаратом «Неоваскулген». Журнал анатомии и гистопатологии. 2020;9(2):26–34. https://doi.org/10.18499/2225-7357-2020-9-2-26-34Eremin PS, Deev RV, Bozo IYa, Deshevoi YuB, Lebedev VG, Eremin II, et al. Tissue healing after severe cutaneous local radiation injuries under gene-mediated induction of angiogenesis using “Neovasculgen”. Journal of Anatomy and Histopathology. 2020;9(2):26–34 (In Russ.). https://doi.org/10.18499/2225-7357-2020-9-2-26-34Червяков ЮВ, Староверов ИН, Московский ИА, Лончакова ОМ, Истомин АВ. Десятилетние результаты консервативного лечения пациентов с атеросклерозом артерий инфраингвинальной зоны с применением плазмидной генно-инженерной конструкции VEGF165. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2023;16(1):110–7. https://doi.org/10.17116/kardio202316011110Chervyakov YuV, Staroverov IN, Moskovskiy IA, Lonchakova OM, Istomin AV. Ten-year results of conservative treatment of patients with infrainguinal occlusive disease using VEGF165 plasmid construct. Russian Journal of Cardiology and Cardiovascular Surgery. 2023;16(1):110–7 (In Russ.). https://doi.org/10.17116/kardio202316011110Davidson JM. Animal models for wound repair. Arch Dermatol Res. 1998;290(Suppl):S1–11. https://doi.org/10.1007/pl00007448Davidson JM. Animal models for wound repair. Arch Dermatol Res. 1998;290(Suppl):S1–11. https://doi.org/10.1007/pl00007448Greenhalgh DG. Models of wound healing. J Burn Care Rehabil. 2005;26:293–305. https://doi.org/10.1097/01.bcr.0000169885.66639.b5Greenhalgh DG. Models of wound healing. J Burn Care Rehabil. 2005;26:293–305. https://doi.org/10.1097/01.bcr.0000169885.66639.b5Liskutin T, Batey J, Li R, Schweigert C, Mestril R. Increased heat shock protein expression decreases inflammation in skeletal muscle during and after frostbite injury. Curr Mol Med. 2020;20(9):733–40. https://doi.org/10.2174/1566524020666200407083131Liskutin T, Batey J, Li R, Schweigert C, Mestril R. Increased heat shock protein expression decreases inflammation in skeletal muscle during and after frostbite injury. Curr Mol Med. 2020;20(9):733–40. https://doi.org/10.2174/1566524020666200407083131Михайличенко ММ, Шаповалов КГ, Мудров ВА, Михайличенко СИ, Михайличенко АВ, Ханина ЮС, Михайличенко ЮВ. Преренальное поражение почек у больных с местной холодовой травмой. Acta Biomedica Scientifica. 2022;7(4):62–70. https://doi.org/10.29413/ABS.2022-7.4.7Mikhailichenko MM, Shapovalov KG, Mudrov VA, Mikhaylichenko SI, Mikhaylichenko AV, Hanina YuS, Mikhailichenko YuV. Prerenal kidney damage in patients with local cold injury. Acta Biomedica Scientifica. 2022;7(4):62–70 (In Russ.). https://doi.org/10.29413/ABS.2022-7.4.7Myles WS, Brown TE. Serum creatine phosphokinase levels in rats following cold injury. International Journal of Biometeorology. 1973;17(2):177–84. https://doi.org/10.1007/bf01809805Myles WS, Brown TE. Serum creatine phosphokinase levels in rats following cold injury. International Journal of Biometeorology. 1973;17(2):177–84. https://doi.org/10.1007/bf01809805

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