Спосіб посилення протипухлинної активності цитостатиків за допомогою постійного магнітного поля в системі in vivo

Реферат: Спосіб посилення протипухлинної активності цитостатиків за допомогою постійного магнітного поля в системі in vivo полягає у тому, що терапевтичну дозу цитостатика розділяють на чотири внутрішньовенні введення препарату з наступним після кожної ін'єкції локальним впливом на зону пухлини тривалістю 30 хвилин постійного магнітного поля з індукцією 100-600 мТл, створеним за допомогою системи постійних магнітів. UA 84045 U (12) UA 84045 U UA 84045 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель, що заявляється, належить до медико-біологічних наук, а саме до онкології, та може бути використана для посилення протипухлинної активності цитостатиків за допомогою постійного магнітного поля в системі in vivo. Серед сучасних засобів медикаментозної терапії хворих на злоякісні новоутворення важливе місце посідають похідні платини, зокрема цисплатин (цис-дихлордиаміноплатина). Платиновмісні схеми хіміотерапії довели суттєву ефективність при лікуванні багатьох злоякісних новоутворень, таких як пухлини голови, шиї, легенів, яєчка, яєчника, молочної залози тощо. Проблема посилення протипухлинного ефекту хіміопрепаратів лишається актуальною і потребує пошуку нових підходів для її вирішення. Одним з таких підходів є використання магнітного поля, зокрема постійного, як модифікатора протипухлинної терапії, оскільки існують припущення про те, що магнітні поля можуть впливати на функціонування ферментів цитоплазми шляхом змін проникності мембрани, транспорту іонів і/або взаємодії з лігандами [1]. Відомі, вибрані як показник рівня техніки, методичні підходи для посилення протипухлинного ефекту цитостатиків в умовах in vivo. Зокрема, є дані про посилення протипухлинного ефекту різних хіміопрепаратів in vivo під впливом пульсуючого [2, 3] магнітного поля. Спільним їх недоліком є необхідність використання соленоїдів і потужних джерел електричного струму для створення постійного магнітного поля. В той же час відомо, що потужні джерела електричного струму є шкідливими для живих істот, особливо при впливі на весь організм, а при тривалій дії можуть спричиняти генотоксичний ефект. На противагу цьому, застосування постійного магнітного поля з індукцією до 1 Тл є безпечним, тим більше при локальному його впливі. За прототип вибрано спосіб посилення протипухлинного ефекту адріаміцину за допомогою постійного магнітного поля [4], який передбачає одноразове введення терапевтичної дози протипухлинного препарату з наступним одноразовим впливом постійного магнітного поля на тварину. Позитивним у прототипі є використання постійного магнітного поля, що значно полегшує оцінку наслідків його дії. Недоліками прототипу є одноразовий вплив хіміопрепарату, а також загальний вплив постійного магнітного поля на тварину, що призводить до виражених побічних ефектів хіміопрепарату і неможливості оцінити сумарну дію на зону пухлини цитостатика та магнітного поля. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлено задачу розробити спосіб посилення протипухлинної активності терапевтичної дози цисплатину за допомогою магнітного поля в системі in vivo, що досягається шляхом кумулятивної дії багаторазового внутрішньовенного введення препарату (сумарна доза 6 мг/кг маси тіла) у поєднанні з локальною дією постійного магнітного поля на зону пухлини після кожної ін'єкції цитостатика. Поставлена задача вирішується таким чином: тваринам зі злоякісними пухлинами внутрішньовенно чотириразово вводять терапевтичну дозу цисплатину (сумарна доза 6 мг/кг маси тіла) і після кожного введення локально на зону пухлини протягом 30 хвилин впливають зовнішнім постійним магнітним полем з індукцією 100-600 мТл, створеним за допомогою системи постійних магнітів. Схема застосування способу, що заявляється. Тваринам зі злоякісними пухлинами декілька разів (чотири рази з інтервалом один раз у дві доби) внутрішньовенно вводять цитостатик таким чином, щоб сумарна його доза дорівнювала загальноприйнятій терапевтичній. Після кожного введення локально на зону пухлини протягом 30 хв. впливають постійним магнітним полем з індукцією 100-600 мТл, створеним за допомогою магнітної системи. Через 24 години після останнього введення цитостатика розраховують відсоток гальмування росту пухлини за змінами її маси відносно пухлин тварин контрольної групи. Ефективність дії способу, що заявляється, на клітинному рівні підтверджують результатами цитоморфологічних досліджень за показниками змін цитоархітектоніки пухлини (ступінь прояву дистрофії, некробіозу, некрозу). Приклади практичного застосування способу. Приклад 1. Дослідження протипухлинної активності цисплатину та постійного магнітного поля проводили на моделі карциноми Герена. Щурам-самцям лінії Wistar масою 130-150 г 6 перещеплювали карциному Герена (2×10 клітин підшкірно). Через 9 діб після перещеплення пухлини одній групі тварин починали проводити терапію цисплатином (4 внутрішньовенні ін'єкції з інтервалом один раз у дві доби з розрахунку 1,5 мг/кг маси тіла), другій групі внутрішньовенне введення цисплатину в аналогічному режимі у поєднанні з локальною дією на зону пухлини постійного магнітного поля (100-600 мТл протягом 30 хв. після кожного введення цисплатину). Через одну добу після останньої ін'єкції піддослідним щурам під наркозом ("Каліпсовет-Плюс", 1 мкл/кг маси, в/м) робили евтаназію. Оцінка протипухлинної активності досліджених агентів показала, що терапія одним цисплатином у режимі чотириразового введення в сумарній дозі 6 мг/кг маси тіла призводила до гальмування росту карциноми Герена 1 UA 84045 U на 26,4 %. Проте, застосування цисплатину з наступним локальним впливом на зону пухлини постійного магнітного поля було більш ефективним, і гальмування росту пухлини становило 38,4 % (табл. 1.) Таблиця 1 Протипухлинна активність цисплатину та цисплатину у комбінації з постійним магнітним полем у тварин з карциномою Герена Група тварин Контроль Цисплатин Цисплатин + постійне магнітне поле Середня маса пухлин, г Відсоток гальмування росту пухлини 31,8±4,9 23,4±2,5 26,4 % 19,6±2,9 38,4 % 5 10 15 20 25 30 Згідно з оцінкою особливостей цитоморфології карциноми Герена щурів, яким чотириразово вводили лише цисплатин, показано, що у пухлинній тканині під впливом цитостатика, на відміну від контролю, з'являються гігантські клітини, так звані "терапевтичні гіганти" (фіг. 1), невеликі осередки клітин з ознаками вакуольно-гідропічної дистрофії та загибелі клітин шляхом некрозу. При поєднанні чотириразової дії цисплатину з наступним безпосереднім впливом на зону пухлини постійного магнітного поля спостерігається значне збільшення кількості та розмірів осередків пухлинних клітин з ознаками дистрофії, осередків некробіотичних змін та загибелі клітин шляхом некрозу (фіг. 2) порівняно зі ступенем прояву змін, що виникають при дії самого цисплатину. Таким чином, дані цитоморфологічних досліджень є об'єктивним підтвердженням того, що дія постійного магнітного поля сприяє підвищенню цитотоксичного ефекту цисплатину на пухлинну тканину тварин з карциномою Герена при багаторазовому режимі застосування. Отже, чотириразове введення цисплатину у сумарній дозі, що відповідає дозі, яка використовується у стандартних схемах хіміотерапії, у комбінації з локальною дією постійного магнітного поля на зону пухлини протягом 30 хвилин після кожної ін'єкції цитостатика, спричиняє кумулятивний посилюючий протипухлинний ефект на карциному Герена. Приклад 2. Дослідження протипухлинної активності цисплатину та постійного магнітного поля проводили на моделі карциносаркоми Walker-256. Щурам-самицям лінії Wistar масою 1306 150 г перещеплювали карциносаркому Walker-256 (210 клітин пухлини підшкірно у зону стегна). Через 9 діб після перещеплення пухлини одній групі тварин починали проводити терапію цисплатином (4 внутрішньовенні ін'єкції з інтервалом один раз у дві доби з розрахунку 1,5 мг/кг маси тіла), другій групі - внутрішньовенне введення цисплатину в аналогічному режимі у поєднанні з локальною дією на зону пухлини постійного магнітного поля (100-600 мТл протягом 30 хв. після введення цисплатину). Через одну добу після останньої ін'єкції піддослідним щурам під наркозом ("Каліпсовет-Плюс", 1 мкл/кг маси, в/м) робили евтаназію. Результати дослідження протипухлинної активності засвідчили, що застосування самого цисплатину у чотириразовому режимі введення у сумарній дозі 6 мг/кг маси тіла викликало гальмування росту пухлини на 30,5 %, тоді як комбіноване його застосування з постійним магнітним полем - на 48,8 % (табл. 2). Таблиця 2 Протипухлинна активність цисплатину та цисплатину у комбінації з постійним магнітним полем щодо карциносаркоми Walker-256 Група тварин Контроль Цисплатин Цисплатин + постійне магнітне поле Середня маса пухлин, г Відсоток гальмування росту пухлини 32,6±6,2 22,7±3,2 30,5 % 16,7±3,8 48,8 % 35 Морфологічне дослідження змін у пухлинній тканині щурів з карциносаркомою Walker-256 після дії самого цисплатину у чотириразовому режимі введення засвідчило збільшення кількості ділянок пухлинних клітин з ознаками некрозу порівняно з поодинокими осередками спонтанних 2 UA 84045 U 5 10 15 20 25 30 3540 45 некрозів у тварин контрольної групи, розвиток дистрофічних змін у пухлинних клітинах, зокрема вакуолізацію цитоплазми (фіг. 3). Проте, після комбінованої дії цисплатину із локальним впливом на зону пухлини постійного магнітного поля у чотириразовому режимі спостерігається посилення дистрофічних змін у пухлинних клітинах, некробіозу та некрозу із утворенням обширних полів клітинного детриту (фіг. 4). Зрештою, порівняння картин цитоморфологічних змін під впливом самого цисплатину та поєднаної дії цього цитостатика з постійним магнітним полем у зазначеному режимі застосування підтверджує дані дослідження гальмуючого протипухлинного ефекту поєднаної дії зазначених чинників. Отже, локальне застосування постійного магнітного поля на карциносаркому Walker-256 після кожного з чотирьох внутрішньовенних введень цисплатину у сумарній дозі, що відповідає дозі препарату, яка застосовується у стандартних схемах хіміотерапії, сприяє посиленню протипухлинного ефекту цього цитостатика. Таким чином, спосіб посилення протипухлинної активності цитостатиків за допомогою постійного магнітного поля в системі in vivo полягає у 30-хвилинному локальному впливі постійним магнітним полем на зону пухлини після кожного з чотирьох внутрішньовенних введень сумарної терапевтичної дози цитостатика, що дозволяє суттєво посилити протипухлинний ефект цього препарату в системі in vivo. Спосіб, що заявляється, може бути використаний при лікуванні онкологічних хворих, що забезпечить можливість зростання ефективності хіміотерапії та зниження її побічних ефектів. Перелік фігур до корисної моделі "Спосіб посилення протипухлинної активності цитостатиків за допомогою постійного магнітного поля в системі in vivo": Фіг. 1 - Карцинома Герена після дії цисплатину. У пухлинній тканині значна кількість гігантських клітин "терапевтичних гігантів". Гематоксилін та еозин, зб. × 400. 1 - клітина "терапевтичний гігант". Фіг. 2 - Карцинома Герена після поєднаної дії цисплатину та постійного магнітного поля на зону пухлини. Осередок пухлини з різним ступенем дистрофії у клітинах, переважно вакуольногідропічної. Гематоксилін та еозин, зб. × 400. 1 - вакуольно-гідропічна дистрофія. Фіг. 3 - Карциносаркома Walker-256 після дії цисплатину. У центрі пухлинного осередку явища вакуолізації клітин, по периферії - некробіозу. Гематоксилін та еозин, зб. × 400. 1 - вакуолізація клітин. Фіг. 4 - Карциносаркома Walker-256. Значний ступінь прояву деструкції пухлини під впливом поєднаної дії цисплатину з локальним впливом на зону пухлини постійного магнітного поля: вакуолізація клітин, некробіоз, некроз. Гематоксилін та еозин, зб. × 400. 1 - явище некробіозу клітин; 2 - некроз. Використані джерела: 1. Shalaby Т.Е., Ghanem A.M., Ramadan H.S. Cytotoxicity changes of cisplatin drug in the presence of magnetic fields // Rom. J. Biophys. - 2006. - Vol. 16, № 4. - P. 229-241. 2. Omote Y., Hosokawa M, Komatsumoto M. et al. Treatment of experimental tumors with a combination of a pulsing magnetic field and an antitumor drug // Jpn. J. Cancer Res. - 1990. - Vol. 81, № 9. - P. 956-961. 3. Hannan C.J., Liang Y., Allison J.D. et al. Chemotherapy of human carcinoma xenografts during pulsed magnetic field exposure // Anticancer Res. - 1994. - Vol. 14, № 4A. - P. 1521-1524. 4. Gray J.R., Frith C.H., Parker J.D. In vivo enhancement of chemotherapy with static electric or magnetic field // Bioelectromagnetics.-2000. - Vol. 21, № 8. - P. 575-583. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 Спосіб посилення протипухлинної активності цитостатиків за допомогою постійного магнітного поля в системі in vivo, який відрізняється тим, що терапевтичну дозу цитостатика розділяють на чотири внутрішньовенні введення препарату з наступним після кожної ін'єкції локальним впливом на зону пухлини тривалістю 30 хвилин постійного магнітного поля з індукцією 100-600 мТл, створеним за допомогою системи постійних магнітів. 3 UA 84045 U 4 UA 84045 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5