Способ индукции антипролиферативного действия в эксперименте
Владельцы патента RU 2413311:
Бородулин Владимир Борисович (RU)
Федеральное государственное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт Росмедтехнологий" (RU)
Златник Елена Юрьевна (RU)
Передреева Лариса Викторовна (RU)
Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано при исследовании влияния наночастиц металлов на опухолевый рост. Способ включает внутрибрюшинное введение наночастиц металлов. При этом мышам-опухоленосителям с асцитной опухолью саркомой 37 через 4 дня после перевивки внутрибрюшинно вводят по 0,5 мл взвеси наночастиц металлов меди, цинка или железа в концентрации 10 мкг/мл ежедневно в течение 4-х дней, суммарная доза 20 мкг/мышь. Использование изобретения позволяет достичь повышения гибели клеток перевиваемой опухоли за счет действия наночастиц металлов. 1 табл.
Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальным исследованиям в онкологии, и может быть использовано для получения противоопухолевого действия in vivo.
Известно, что многие макро- и микроэлементы участвуют в различных метаболических процессах, а при патологии их обмен может нарушаться. Общеизвестна роль железа в транспорте кислорода, цинка в формировании молекул гормонов тимуса. С другой стороны, металлы и их соединения обладают способностью подавлять рост клеток. Металлы, например платина, входят в состав некоторых химиопрепаратов.
Согласно приведенным в монографии данным в группу важнейших микроэлементов входят железо (Fe), медь (Сu), цинк (Zn). (Кудрин А.В., Громова О.М. Микроэлементы в иммунологии и онкологии. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. 544 с.).
Однако в монографии отсутствуют сведения о влиянии на биологические процессы металлов в виде наночастиц, которые в силу своего размера обладают повышенной способностью к проникновению в клетки и встраиванию в различные метаболические цепи.
Известен способ применения нанотехнологий для молекулярной визуализации, молекулярной диагностики и таргетной терапии раковых заболеваний (Иванов А.В. и соавт. Методы нанотехнологий в исследовании биологических структур // 6-я Всероссийская научно-практическая конференция «Отечественные противоопухолевые препараты». (Москва, 24-26 марта 2007). Российский биотерапевтический журнал, 2007. Т.6. №1. С.74).
В качестве прототипа нами взята работа Ю.П.Мешалкина и Н.П.Бгатовой («Перспективы и проблемы использования неорганических наночастиц в онкологии», Journal of Siberian Federal University. Biology, 2008. Т.3. №1. С. 204-208), где авторами описывается противоопухолевое действие на перевиваемой опухоли мышей при использовании введения конъюгата полупроводниковых наночастиц SiO2 с поливинилпиролидоном, документированное гистологически и электронно-микроскопически.
Однако в литературе отсутствуют данные об исследовании влияния введения наночастиц (НЧ) металлов на рост перевиваемых асцитных опухолей.
Целью изобретения является оценка противоопухолевого действия наночастич металлов в эксперименте на модели перевиваемой асцитной опухоли мышей саркомы 37.
Поставленная цель достигается тем, что мышам-опухоленосителям с перевивавемой асцитной опухолью саркомой 37 внутрибрюшинно вводят по 0,5 мл взвеси наночастиц металлов в концентрации 10 мкг/мл ежедневно в течение 4 суток (суммарная доза - 20 мкг/мышь), а затем оценивают накопление асцитической жидкости в брюшной полости животных и количество в ней живых опухолевых клеток, в результате чего устанавливают, что максимальным антипролиферативным действием на данной модели обладают наночастицы цинка.
Изобретение «Способ индукции антипролиферативного действия в эксперименте» является новым, так как оно неизвестно из уровня медицины при исследовании влияния наночастиц металлов на рост перевиваемых опухолей.
Новизна изобретения заключается в том, что впервые был получен противоопухолевый эффект в эксперименте на перевиваемой асцитной опухоли мышей с помощью внутрибрюшинного введения взвеси наночастиц металлов, особенно выраженный при введении наночастиц цинка.
Изобретение является промышленно применимым, так как может быть использовано в здравоохранении при проведении экспериментальных исследованиий в НИИ онкологии.
«Способ индукции антипролиферативного действия в эксперименте» выполняется следующим образом. Осуществляют перевивку опухоли саркомы 37 (внутрибрюшинно по 0,1 мл асцитической жидкости опухоленосителя, разведенной в 0,2 мл среды 199), после чего опухоль растет в течение 4 суток. Затем, когда происходит очевидное увеличение объема живота опытных мышей, начинают ежедневное введение взвеси наночастиц металлов (меди, цинка или железа) в концентрации 10 мкг/мл по 0,5 мл внутрибрюшинно. НЧ вводят в течение 4 дней с ежедневным измерением объема живота, суммарная доза составляет 20 мкг/мышь. Затем введение НЧ прекращают и еще в течение 4 дней ежедневно измеряют объем живота, чтобы оценить стойкость полученного эффекта. Таким образом, опухоль развивается 12 дней, из них первые 4 дня и последние 4 дня НЧ мышам не вводят. Доза НЧ была выбрана исходя из средних доз современных металлосодержащих цитостатиков (препаратов платины), применяемых в клинике, и составила 1 мг/кг массы. На 13-е сутки у каждой мыши шприцом удаляют асцитическую жидкость (АЖ), измеряют ее объем. Затем в каждой пробе АЖ определяют количество опухолевых клеток путем подсчета в камере Горяева и процент погибших клеток в тесте с трипановым синим. Рассчитывают абсолютное количество живых опухолевых клеток на каждое животное по формуле:
N=VАЖ×n×%ЖК,
где N - абсолютное количество живых опухолевых клеток на каждую мышь; V - объем АЖ; n - количество опухолевых клеток в 1 мл АЖ; ЖК - живые опухолевые клетки. Результаты представлены в таблице.
| Таблица | ||||
| Влияние введения наночастиц металлов на рост саркомы 37 у мышей | ||||
| Группы мышей | №№ животных | Объем АЖ (мл) | Количество опухолевых клеток в АЖ (106/мл) | Количество живых опухолевых клеток в АЖ (106/мышь) |
| Контроль | 1 | 1,2 | 27,7 | 14,6 |
| 2 | 1,2 | 22,7 | 13,6 | |
| 3 | 1,0 | 23,5 | 10,8 | |
| 4 | 1,2 | 36,5 | 22,3 | |
| 5 | 4,0 | 28,2 | 58,6 | |
| M±m | 1,79±0,66** | 27,7±2,86** | 23,98±10,5** | |
| НЧ меди | 1 | 0,9 | 12 | 5,94 |
| 2 | 1,2 | 5 | 3,0 | |
| 3 | 3,4 | 7 | 19,04 | |
| 4 | 4,0 | 5,75 | 16,1 | |
| 5 | 1,3 | 10,9 | 11,3 | |
| M±m | 2,16±0,68** | 8,13±1,54* ** | 11,1±3,53** | |
| НЧ цинка | 1 | 0,4 | 3,3 | 0,42 |
| 2 | 0,3 | 1,35 | 0,14 | |
| 3 | 0,6 | 1,15 | 0,52 | |
| 4 | 0,9 | 1,55 | 1,0 | |
| 5 | 1,7 | 1,0 | 1,1 | |
| M±m | 0,78±0,31* | 1,67±0,5* | 0,636±0,2* | |
| НЧ железа | 1 | 1,4 | 15 | 17,64 |
| 2 | 4,1 | 5,62 | 20,3 | |
| 3 | 6,9 | 6,25 | 33,6 | |
| 4 | 3,1 | 4,25 | 9,35 | |
| 5 | 1,0 | 10,2 | 7,65 | |
| M±m | 3,3±1,3** | 8,26±2,37* ** | 17,7±5,7** | |
| Примечание. * - статистически достоверные отличия от контроля; ** - статистически достоверные отличия от группы, получавшей НЧ Zn (P<0,05 или критерий Уилкоксона) |
Как видно из таблицы, у мышей всех групп с перевивной саркомой 37 происходит нарастание объема АЖ, наиболее выраженное у животных, получавших НЧ железа и наименьшее - у животных, получавших НЧ цинка. Статистически достоверно ниже, чем в контрольной группе (по критерию Уилкоксона), были только показатели объема АЖ мышей, получавших НЧ цинка. У животных этой же опытной группы объем АЖ был также меньше, чем у мышей, которым вводили НЧ других металлов (меди и железа).
Количество опухолевых клеток в АЖ мышей, получавших введение НЧ всех исследованных металлов, было статистически достоверно ниже контрольных цифр. Наиболее выражено это снижение при введении НЧ цинка, а показатели, полученные при действии НЧ меди и железа, не различаются между собой.
Данные, характеризующие абсолютный уровень живых опухолевых клеток на мышь, свидетельствуют о том, что минимальные значения этого показателя определялись у животных, получавших НЧ цинка, а максимальное - у животных контрольной группы. Введение НЧ цинка приводит к статистически значимому снижению количества живых клеток саркомы 37 как по сравнению с контрольной группой (их количество составляло 2,6% от контроля), так и по сравнению с мышами, которым вводили НЧ меди и НЧ железа. Абсолютное количество живых клеток саркомы 37 у мышей, получавших НЧ меди и НЧ железа, хотя и было ниже, чем у контрольных животных, но из-за значительной вариабельности индивидуальных данных эти различия не были статистически достоверны.
Таким образом, нами установлено противоопухолевое действие наночастиц металлов при их локальном (внутрибрюшинном) введении мышам с перевиваемой саркомой 37, наиболее выраженное у НЧ цинка.
Технико-экономическая эффективность «Способа индукции антипролиферативного действия в эксперименте» заключается в возможности получения противоопухолевого эффекта in vivo путем внутрибрюшинного введения наночастиц металлов мышам-опухоленосителям с перевиваемой асцитной саркомой 37.
Способ индукции антипролиферативного действия в эксперименте, включающий внутрибрюшинное введение наночастиц металлов, отличающийся тем, что мышам-опухоленосителям с асцитной опухолью саркомой 37 через 4 дня после перевивки внутрибрюшинно вводят по 0,5 мл взвеси наночастиц металлов меди, цинка или железа в концентрации 10 мкг/мл ежедневно в течение 4-х дней, суммарная доза 20 мкг/мышь.
