Способ квч-терапии онкологических заболеваний в эксперименте на животных

 

Использование: медицина, онкология для КВЧ-терапии онкологических заболеваний в эксперименте на животных. Сущность изобретения: на животное с привитой опухолью воздействуют когерентным КВЧ-излучением в диапазоне 30 - 300 ГГц нетепловой мощности поочередно или одновременно КВЧ-излучением с правой и левой круговой поляризацией, при этом иммунную систему стимулируют воздействием левой круговой поляризации, а подавление опухолевого роста воздействием правой круговой поляризации. 2 табл.

Изобретение относится к медицинской технике и более конкретно к КВЧ (крайне высокочастотной) медицинской терапии.

Преимущества КВЧ-терапии определяются тем, что волны КВЧ-диапазона являются основным инструментом, используемым необычайно совершенной саморегулирующейся системой организма для восстановления нарушенных функций и поддержания гомеостаза. Аппаратура для КВЧ-терапии эффективна в том случае, если с ее помощью удается смоделировать сигналы управления собственной системы поддержания и восстановления гомеостаза организма.

Известны устройства для КВЧ-терапии, представляющие собой источники когерентных электромагнитных КВЧ-излучений нетепловой интенсивности, работающие на фиксированной частоте с модуляцией 0,1-1% от средней частоты.

Эффективность работы аналога объясняется тем, что в клетках организма происходит автоматическое преобразование внешнего электромагнитного КВЧ-излучения в собственные электроакустические колебания клеток, которые им необходимы для восстановления нарушенных функций организма.

Однако такое преобразование имеет место лишь в ограниченном диапазоне частот, зависящем от резервных возможностей клеток организма. Чем меньше резервные возможности, тем уже диапазон частот вокруг частоты внешнего сигнала, в котором может реализоваться соответствующее преобразование.

Поэтому в случае тяжелых заболеваний используют многочастотные КВЧ-терапевтические установки в сочетании с КВЧ-диагностической аппаратурой.

Однако при лечении онкологических заболеваний использование прототипа связано в основном со снятием токсического действия химиотерапии, закреплению результатов комбинированного лечения и неэффективно в плане повышения противоопухолевого действия.

Принципиальная трудность лечения известным способом таких заболеваний связана с тем, что в клетках организма происходят сильные структурные изменения. Это приводит к тому, что при КВЧ-терапии этих заболеваний приходится учитывать не только частоту, но и поляризующую действующего КВЧ-излучения. Этот факт до настоящего времени не рассматривался и при разработке прототипа не учитывался.

Целью изобретения является создание способа КВЧ-терапии, позволяющего повысить эффективность лечения онкологических заболеваний.

Сущность изобретения является способ КВЧ-терапии с использованием круговой поляризации КВЧ-воздействия, который основан на явлении зеркальной асимметрии живых клеток и связан с различием реакций клеток на воздействие электромагнитных излучений с левой и правой поляризацией.

Объект является зеркально асимметричным, если он не совпадает со своим зеркальным отображением. Такие объекты существуют в двух формах правой и левой.

Зеркальная асимметрия молекул связана с их пространственной структурой (левая и правая) и проявляется во вращении плоскости поляризации света соответственно влево или вправо при взаимодействии плоскополяризованного света с молекулами. Излучение таких молекул, если оно возникает, имеет левую или правую круговую поляризацию.

Как показывают многочисленные работы, присутствие в организме только левых аминокислот обеспечивает устойчивость к внешним воздействиям гомеостаз, более интенсивный обмен с окружающей средой, способность сохранять и точно передавать молекулярную информацию при самопроизведении. Таким образом, присутствие левых форм аминокислот в белках организма является универсальным и необходимым условием для нормального устойчивого функционирования всего разнообразия живых организмов. Возникновение правых форм аминокислот ведет к уменьшению устойчивости организма, его старению и возникновению (как следствие) разнообразнейших заболеваний.

Из рассмотрения эффекта пространственной дисперсии электромагнитных волн на объектах конечных размеров следует, что зеркальную асимметрию структуры объекта можно наблюдать в определенном диапазоне длин волн, который удовлетворяет соотношению d/λ ≈ 10^-3 (1) где d линейные размеры объекта; λ длина электромагнитных волн в свободном пространстве.

Так для молекул аминокислот (размер 0,5 нм) из соотношения (1) следует, что вращение плоскости поляризации будет наблюдаться в видимом диапазоне, что соответствует указанным выше данным.

В случае клеток (размеры 1-10 мкм) это соответствует КВЧ-диапазону длин волн (1-10 мм).

В то же время известно, что при нарушении нормального функционирования клеток в результате нарушения их электрической симметрии в клетках возбуждаются когерентные электроакустические колебания в КВЧ-диапазоне, которые необходимы для восстановления и поддержания гомеостаза клеток. Так как именно в этом диапазоне наблюдается зеркальная асимметрия структуры клеток, то можно было предположить, что в клетках возбуждаются КВЧ-колебания с левой (или правой) поляризацией. Так как выбор левой или правой структуры для живых организмов имеет решающее значение в их устойчивом нормальном функционировании (см. выше), то клетки должны по разному реагировать на КВЧ-воздействия с левой и правой круговой поляризацией (эксперименты подтверждающие это предположение см. ниже).

Известно, что механизмы действия КВЧ-излучений на живые организмы основаны на синхронизации внутриклеточных и межклеточных процессов за счет возбуждения в клетках когерентных КВЧ-колебаний, т.е. действие КВЧ-излучений повышает кооперативность (усиление связей) многоклеточной системы.

Эти выводы можно получить при простом эксперименте по длительной синхронизации циклов деления дрожжевых клеток когерентными электромагнитными волнами КВЧ-диапазона. Известно, что длительность цикла деления клеток является интегральной функцией, на которую влияют любые внутриклеточные и межклеточные процессы. Действие когерентных КВЧ-излучений на делящиеся дрожжевые клетки в течение около одного часа приводит к длительной синхронизации циклов деления клеток (в течении двух суток). Такой результат возможен только в случае усиления связей между клетками.

Пользуясь этой простой моделью, авторы провели исследования влияния КВЧ-излучений с левой и правой круговой поляризацией на культуру дрожжевых клеток (Saccharomices Carbsbergensis). Для этой цели были специально изготовлены круговые поляризаторы в КВЧ-диапазоне. Воздействие проводили на фиксированной частоте 42,2 ГГц, мощность 0,12 мВт/см², время облучения один час. Методика работы с дрожжевой культурой и техника эксперимента были взяты из известной работы.

Было показано, что реакции клеток на КВЧ-воздействие с левой и правой круговой поляризацией существенно отличаются друг от друга. Длительная синхронизация циклов деления наступала при КВЧ-воздействии с левой круговой поляризацией и отсутствовала при КВЧ-воздействии с правой круговой поляризацией.

Из полученных данных следует, что повышение кооперативности многоклеточной системы (усиление связей между клетками) вызывает возбуждение в клетках когерентных КВЧ-колебаний с левой поляризацией. Таким образом, можно сделать вывод, что стимулирующее действие на иммунную систему организма оказывают когерентные КВЧ-излучения с левой круговой поляризацией. КВЧ-излучения с правой круговой поляризацией не оказывают стимулирующего действия, и можно предположить, что могут снизить кооперативность многоклеточной системы (эксперименты подтверждающие это предположение см. ниже). Согласно современным представлениям при онкологических заболеваниях нарушение функционирования иммунной системы заключается в том, что происходит активация Т-супрессоров и угнетение активности Т-помощников, и это приводит к неэффективной противоопухолевой иммунной защите.

Общая стимуляция всей иммунной системы ведет к уменьшению токсического действия химиопрепаратов, но не оказывает существенного противоопухолевого действия (так как активируются Т-помощники и Т-супрессоры). Такие результаты получены на противотоке (плоскополяризованное излучение); их можно получить при воздействии КВЧ-излучений с левой поляризацией (эксперименты см. ниже).

Известно, что существенный противоопухолевый эффект можно получить при угнетении активности Т-супрессоров. С этой целью применяются иммунодепрессивные методы, которые при угнетении активности всех типов лимфоцитов наиболее сильно действуют на Т-супрессоры (химиотерапия, радиационное облучение и т. д.). Действие этих методов основано на избирательном нарушении кооперативных межклеточных процессов. Этот результат может быть получен при воздействии КВЧ-излучений с правой поляризацией (эксперименты см. ниже). В настоящее время в иммунологии идет поиск средств и способов избирательного воздействия на отдельные субпопуляции клеток иммунной системы. Это направление является одной из наиболее важных задач экспериментальной и клинической иммунологии.

Предлагаемый способ может быть использован для иммунокоррекции при лечении онкологических заболеваний: для усиления противоопухолевого действия действие КВЧ-излучениями с правой круговой поляризацией, и для восстановления активности всей иммунной системы действие КВЧ-излучений с левой круговой поляризацией.

Для реализации указанного способа были изготовлены широкополосные круговые поляризаторы с левой и правой поляризацией в КВЧ-диапазоне, которые стыковались с генераторами когерентных КВЧ-излучений (прототип).

Были проведены исследования комбинированного действия КВЧ-излучений разной поляризации с химиотерапией на мышах линии (СВАхС₅₇BL)F₁ с перевивной опухолью Льюис, введенной с концентрации 100 мг опухолевой массы в 0,5 мл среды Игла на одну мышь. Через неделю после перевивки опухоли проводили отбор и формирование опытных групп животных. Динамика воздействия на опухоль излучалась тем способом, который принят для подобных исследований. В каждой группе было по шесть животных. Количество животных в группе выбиралось исходя из возможности статистической обработки эксперимента и приемлемой стоимости.

В каждом опыте были следующие группы животных: контрольная (животные с перевивной опухолью Льюис); животные с перевивной опухолью, которым вводили циллофосфан (ЦФ); животные с перевивной опухолью, получавшие комбинированное воздействие ЦФ и КВЧ-излучений с левой поляризацией; животные с перевивной опухолью, получавшие комбинированное воздействие ЦФ и КВЧ-излучений с правой поляризацией.

Общее количество животных, используемых в одном опыте двадцать четыре.

КВЧ-воздействие проводилось на частоте 42,2 ГГц в режиме частотной модуляции (± 100 мГц). Плотность потока мощности на раскрыве рупора 10 мВт/см². Местоположение облучающего рупора опухоль в подмышечной впадине с правой стороны тела животного, длительность облучения один час ежедневно.

Животным проводили курсовое лечение с использованием массивных доз циклофосфана, оказывающих положительный противоопухолевый эффект, но вместе с тем и являющихся высокотоскичным. Такой дозой была суммарная доза ЦФ 650 мг/кг веса тела (разовая доза соответственно 130 мг/кг) в течении пяти дней). КВЧ-воздействия осуществляли сразу после введения ЦФ. Данные по продолжительности жизни животных представлены в табл. 1.

Различия в сроках гибели животных, облученных КВЧ-волнами с левой и правой поляризацией, статистически достоверны (Р < 0,05).

В табл. 2 приведены данные по противоопухолевому эффекту в разных группах. Как видно, применение комбинированного лечения ЦФ с КВЧ-излучениями с правой круговой поляризацией и вызывает близкую к 100% регрессию опухоли на восьмые сутки после начала лечения, а при воздействии КВЧ-излучениями с левой поляризацией регрессия опухоли, по сравнению с ее первоначальным объемом, составляет 42% Действие КВЧ-излучений с правой поляризацией вызывает значительную регрессию опухоли и снижает среднюю продолжительность жизни (по сравнению с группой, которой вводили ЦФ). Действие КВЧ-излучений с левой поляризацией не оказывает значительного противоопухолевого эффекта, но не снижает среднюю продолжительность жизни животных.

Таким образом, имеет место иммуномодулирующее действие КВЧ-излучений с левой и правой поляризацией.

Формула изобретения

СПОСОБ КВЧ-ТЕРАПИИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ НА ЖИВОТНЫХ, включающий воздействие когерентным КВЧ-излучением в диапазоне 30 - 300 ГГц нетепловой мощности, отличающийся тем, что воздействие проводят поочередно или одновременно КВЧ-излучением с правой и левой круговой поляризацией, при этом иммунную систему стимулируют воздействием левой круговой поляризации, а подавление опухолевого роста проводят воздействием правой круговой поляризации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2