Способ защиты организма при многократном облучении ионизирующей радиацией

 

Изобретение относится к радиобиологии и радиационной медицине и касается способов защиты организма при облучении. Сущность способа состоит в том, что осуществляют введение ароматических аминов на основе палладия как до, так и после облучения в дозах, составляющих 10 мг/кг веса лабораторного животного. Способ не вызывает осложнений, эффективен при многократном облучении малыми дозами. 4 табл.

Изобретение относится к радиобиологии и радиационной медицине и касается способов защиты организма при облучении.

Лекарственная защита при действии ионизирующей радиации многообразна по своему содержанию и включает препараты различных химических групп.

Известны, например серусодержащие радиопротекторы, действующие непосредственно на клетки мишени или на условия существования этих клеток, а также радиопротекторы, уменьшающие радиационное поражение организма за счет гемической, тканевой или циркулярной гипоксии / индолалкиламины, цианиды /.

Однако, известные радиопротекторы характеризуются высокой токсичностью, что значительно ограничивает их использование и исключает возможность частого применения. Особенностью существующих радиопротекторов является значительное снижение из радиозащитного эффекта при многократном фракционировании дозы облучения и практическое его отсутствие при облучении с низкой мощностью дозы. Развитие радиозащитного эффекта известных препаратов при введении их только до облучения, делает невозможным применение их для лечения лучевых повреждений, которые уже возникли в организме в результате облучения. Новые исследования в данной области показали возможность использования комплекса витаминов и микроэлементов, способствующих ускорению процессов пострадиационного восстановления тканей облученного организма. Однако терапевтическая эффективность этих способов очень мала.

В связи с изложенным, была поставлена задача разработать способ защиты организма от ионизирующей радиации, эффективный при многократном облучении, при любом режиме введения препарата, не оказывающий токсического действия на организм.

Сущность изобретения состоит в том, что впервые в рамках заявленного способа для защиты организма от облучения использовали ароматические амины на основе палладия, например эфазол в предложенных дозах и режимах.

Существенными признаками предложения является использование эфазола, ранее для решения подобной задачи не применявшегося, а также режимы и дозы введения препарата.

Эфазол представляет собой соединение ароматических аминов на основе палладия, полученное известным способом.

Для раскрытия сущности ниже приведены результаты экспериментальных исследований по оценке защитного действия эфазола при однократном и фракционированном тотальном гамма облучении животных и обработке оптимального режима использования эфазола.

Материалы и методы.

Эксперименты проведены на мышах / гибридах F / CDF x C BI / самцах. Всего использовано около двух тысяч животных. Тотальное гаммаоблучение осуществлялось при помощи установки "Стебель 3 А" с мощностью дозы 8,3 p/с / Цезий 137 /.

Контрольным группами перед облучением внутривенно вводил изотонический раствор хлорида натрия в объеме 0,3 мл на мышь.

Опытным путем мышей внутривенно в хвостовую вену вводили 0,35 раствор Эфазола в изотоническом растворе хлорида натрия в дозах от 2,5 мг/кг до 80 мг/кг.

Мышей помещали в стеклянные камеры по 3 4 животных и вводили в зону облучения установки с расположением источников по типу "беличьего хвоста". Дозы облучения устанавливали времен нахождения животных в активной зоне. Дозиметрический контроль фиксировал перепад доз внутри контейнера не более 10 Облучение животных производили в диапазоне доз от 4,0 до 10,0 Гр.

Наблюдение за животными проводили в течение 30 сут. Следили за состоянием и поведением животных, отмечали павших и сроки их гибели.

Выживаемость животных определяли в процентах 8 и 30 дни наблюдения. На основании данных наблюдения получали кривые выживаемости мышей по шкале пробит процентов в зависимости от дозы облучения и путем экстерполяции на шкалу доз, определяли ЛД_50/15 и ДЛ_50/30.

Эффект препарата оценивали определением величены фактора изменения дозы / ФИД /, получаемого отношением ЛД _50/30 в опыте к ЛД _50/30 в контроле.

Результаты экспериментов.

Полученные данные представлены в табл. 1 и 2. Всего использовано по 10 - 40 животных на каждую "точку" / дозу облучения /.

Эффект эфазола / табл. 1 / проявляется при введении препарата как непосредственно перед облучением, так и непосредственно после него с ФИД 1,1 при дозах препарата 10 мг/ кг, выявляемому как кишечной так и по костномозговой гибели животных.

По костномозговой гибели животных эффект эфазола начинает проявляться уже с дозы 2,5 мг/кг / ФИД 1,07/ и практически выходит на плато с ФИД 1,1 в диапазоне доз вводимого препарата от 10 до 40 мг/кг.

По гибели животных от кишечного синдрома в дозах 2,5 и 5,0 мг/кг эфазол не обладает защитным действием, которое начинает проявляться с дозы 10 мг/кг и остается неизменным до дозы 40 мг/кг.

Далее были поставлены эксперименты по определению ЛД при двукратном облучении мышей в дозе 4 ГР за первую фракцию и дозах от 4 до 6,0 Гр за вторую фракцию с интервалом в 4 ч (табл. 2). Как видно из таблицы, использование эфазола через 15 мин после первой фракции облучения позволяет за счет увеличения уровней репарации стволовых клеток костного мозга увеличить выживаемость мышей с ФИД=1,06. Использование эфазола через 15 мин после первой и после второй фракции облучения позволяет увеличить ФИД до 1,11. Это происходит за счет увеличения уровней репарации сублетарных лучевых повреждений, как от первой, так и от второй дозы облучения.

Приведенные данные показывают эффективность использования эфазола при низких дозах облучения. Учитывая низкую токсичность препарата и значительную широту его терапевтического действия от 10 до 80 мг/кг, можно надеяться на эффективность использования эфазола при длительном /хроническом/ облучении с низкими мощностями доз.

Это предположение подтвердилось в эксперименте при применении эфазола в дозе 10 мг/кг через 15 мин после каждой фракции при пятикратном фракционировании дозы, в котором показана возможность увеличить эффективность терапии эфазолом /табл. 3/ ФИД 1,47.

Анализируя полученные данные можно придти к следующему заключению: Препарат эфазол относится к новому классу соединений обладающих защитным действием при облучении.

Действие препарата осуществляется как во время, так и после облучения и продолжается около 4 ч, чем эфазол принципиально отличается от известных радиопротекторов, эффективность которых проявляется только при введении их до облучения.

Действие препарата или его метаболитов реализуется в организме путем увеличения уровней репарации сублетарных лучевых повреждений стволовых клеток кишечника и костного мозга облученных животных. При этом величина эффекта эфазола зависит от дозы облучения в интервалах доз от 4,0 до 10,0 Гр / кривые выживаемости в контроле и опыте идут параллельно /.

Существенным отличием действия эфазола является практически неизменная его величина в интервалах доз препарата от 10 до 80 мг/кг / ФИД 1,1 /. Это позволяет применять низкие, далекие от токсичности дозы препарата и создает возможности для его многократного применения при хроническом облучении с низким мощностями доз, при которых все существующие радиопротекторы неэффективны.

Нами получены принципиально новые данные, когда при уменьшении дозы облучения и увеличении количества фракций, эффект препарата увеличивается.

Пример 1. В эксперименте использовали 500 мышей гибридов линии F / CDF x C BI / самцов. Тотальное гамма облучение осуществляли при помощи установки от "Стебель 3 А" с мощностью дозы 8,3 p/с / Цезий 137 /. Контрольным группам перед облучением внутривенно вводили изотонический раствор в объеме 0,3 мл на мышь. 0,35 раствор эфазола в изотоническом растворе вводили внутривенно в дозах от 2,5 до 80 мг/кг за 15 мин и 4 ч до облучения и через 15 мин, 4 ч, 6 ч после облучения.

Мышей помещали в стеклянные камеры по 3 4 животных и вводили в зону облучения установки с расположением источников по типу "беличьего хвоста". Наблюдение за животными осуществляли в течение 30 сут после облучения. Эффект препарата оценивали определением величины фактора изменения дозы / ФИД /, получаемого отношением ЛД _50/30 в опыте к ЛД_50/30 в контроле.

В процессе эксперимента было выявлено, что при введении препарата в дозах 2,5 и 5,0 мг/кг за 15 мин до облучения ФИД составил 1,07 и 1,09. При введении эфазола в дозах 20 и 40 мг/кг за 15 мин до облучения ФИД 1,04 и 1,1. При введении эфазола в дозе 80 мг/кг за 15 мин до облучения ФИД 1,2, а за 15 мин после облучения -1,12.

При введении препарата через 4 и 6 ч после облучения в дозе 10 мг/кг ФИД составил соответственно 1,03 и 1,0.

Таким образом, данный пример иллюстрирует эффективность эфазола в условиях тотального облучения при введении как до, так и после облучения.

Пример 2. В эксперименте использовали 500 мышей линии CBAх CBI.

Постановка эксперимента как в примере 1.

Облучение осуществляется двумя фракциями с интервалом в 4 ч. Доза облучения за 1 фракцию составила 4 Гр, за вторую 4 6 Гр.

Эфазол вводил внутривенно в дозе 10 мг/кг через 15 мин после 1 фракции или через 15 мин после 1 и 2 фракцией. Выживаемость определяли в процентах на 8 и 30 дни наблюдения. На основании данных наблюдения получали кривые выживаемости мышей по шкале пробит процентов в зависимости от дозы облучения. ЛД_50/30 рассчитывали по кривым выживаемости полученными по шкале суммарных доз облучения. Как показали эксперименты, при введении эфазола через 15 мин после 1 фракции выживаемость составила 70 90% / ФИД 1,6 /, а при введении эфазола через 15 мин после 1 и после 2 фракций 60 90 / ФИД, 1/.

Таким образом, приведенный пример иллюстрирует эффективность эфазола при низких дозах фракционного облучения.

Пример 3. В эксперименте использовали 700 мышей линии F / CBA x CBI /.

Постановка эксперимента как в примере 1. Облучение осуществляли пяти фракциями с интервалами между фракциями 24 ч, при дозе на каждую фракцию 2 3 Гр.

Эфазол вводил внутрибрюшинно в дозе 10 мг/кг через 15 мин после каждой фракции.

Было выявлено, что и при многократном облучении эфазол обладает защитными свойствами. При этом ФИД составил 1,247.

Таким образом, приведенный пример иллюстрирует эффективность эфазола аж даже в малых дозах при пятикратном облучении.

В целом, приведенные примеры подтверждают существенность заявленных признаков предложения: режимы введения эфазола дозы эфазола в интервале 10 80 мг/кг, что составляет в среднем 1/10 - 1/2 от максимально переносимых.

Сравнение результатов приведенных исследований с литературными данными по изучаемому вопросу, позволило охарактеризовать заявленный способ следующим образом: В целом, следует отметить, что предложенный способ по сравнению с известными по уровню техники обладает следующими преимуществами: 1. Эффективность при введении как до, так и после облучения.

2. Эффективен при многократном фракционированном облучении и при облучении низкими дозами 3. Нетоксичен, не вызывает осложнений.

Таким образом, предложенный способ благодаря своим преимуществам по - видимому найдет широкое применение в радиационной биологии и медицине.

Формула изобретения

Способ защиты организма при многократном облучении ионизирующей радиацией, включающий введение лекарственных препаратов, отличающийся тем, что используют ароматические амины на основе палладия, а введение осуществляют до и после облучения в дозе 10 мг/кг веса лабораторного животного.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2