Способ повышения чувствительности животных к радиоактивному облучению
Владельцы патента RU 2495665:
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИФБиП Россельхозакадемии) (RU)
Изобретение относится к ветеринарии и может быть использовано для повышения радиочувствительности тканей животных. Для этого животным перед радиоактивным облучением парентерально вводят литиевую соль гамма-аминомасляной кислоты в дозе от 40 до 120 мг на 1 кг живой массы. Изобретение обеспечивает эффективность лечения новообразований у животных за счет повышения чувствительности тканей к радиоактивному облучению. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к ветеринарии, и может быть использовано в фармакологии, медицине, экспериментальной онкологии, радиологии и животноводстве для парентерального введения сельскохозяйственным и домашним животным с целью повышения эффективности лучевой терапии злокачественных новообразований при снижении, дозы радиоактивного облучения.
Из уровня техники известно, что современная терапия злокачественных новообразований широко использует ионизирующую радиацию с целью вызывания гибели опухолевых клеток. Вот почему в радиобиологической науке интенсивно обсуждаются параллельно два аспекта этой актуальной проблемы: 1 - необходимость разработки препаратов, помогающих защитить здоровые ткани, окружающие ткань, пораженную раковой опухолью; 2 - задача аналогичной значимости заключается в разработке препаратов обеспечивающих снижение радиочувствительности пораженных тканей. Оба направления предполагают достижение синергического эффекта в комплексном лечении рака. Однако каждое из них ориентировано на достижение искомого положительного эффекта диаметрально противоположными способами. Если первый способ должен обеспечить возможность достижения терапевтического эффекта от применения повышенных доз радиационного излучения, то второй нацелен на достижении положительного эффекта при использовании пониженных доз облучения.
Оба этих подхода представляют собой быстро развивающиеся области радиобиологической науки. Для достижения цели широко испытываются самые различные синтетические и природные соединения: полисахариды, нуклеиновые кислоты, низко- и высокомолекулярные вещества содержащие, сульфгидрильные группы, конечно же, наибольшей популярностью пользуются витамины и антиоксиданты.
Управление тканевой радиочувствительностью путем использования различного рода радиомодификаторов - распространенный прием. Модификация лучевого воздействия является одним из наиболее значимых направлений в клинической радиологии при терапии злокачественных новообразований. В нашей стране приемы химиосенсибилизации в терапии рака начали интенсивно разрабатываться более 30 лет в рамках Всесоюзной программы "Модификатор".
Из уровня техники известно, что широко используются электроноакцепторные соединения. Наиболее популярными препаратами этой группы являются метронидазол, изометронидазол, тинидазол и др. Лимитирующим фактором в использовании этих препаратов признается большое количество побочных эффектов, в первую очередь выраженная нейротоксичность. Применение гипербарической оксигенации весьма эффективный прием, но в клинической онкологии встречает серьезные трудности вследствие технической сложности метода. Используются в качестве модификатора лучевого воздействия и препараты, искусственно вызывающие гипергликемию и гипертермию. Однако широкого применения в лечении онкологических больных гипергликемия не имеет, так как эффективная концентрация глюкозы соответствует уровню гипергликемической комы, что является очень опасным для здоровья. Были разработаны также и схемы химиолучевого лечения, которые включают комбинацию препаратов 5-фторурацила и платины, наряду с многими другими.
Общее заключение по этой сложнейшей проблеме таково, что имеющая место противоречивость результатов, недостаточное знание механизмов летального и радиомодифицирующего действия существующих химиорадиомодификаторов, сложность и опасность использования в клинике, пока препятствуют их широкому и эффективному использованию, что требует разработки новых препаратов препятствуют их широкому и эффективному использованию, что требует разработки новых препаратов (Химическая радиосенсибилизация злокачественных опухолей. С.Л. Дарьялова, А.В. Бойко, И.И. Пелевина, V Российская онкологическая конференция 27-29 ноября 2001 года, Москва; Радиомодификация при комбинированном лечении немелкоклеточного рака легкого. А.Ю. Добродеев, А.А. Завьялов, Л.И. Мусабаева. Сибирский онкологический журнал. 2006, №4, 20; Prasad K.N., Kumar A, Kochupillai V, Cole W.C., High doses of multiple antioxidant vitamins: essential ingredients in improving the efficacy of standard cancer therapy. J. Am. Coll. Nutr., 1999; 18: 13-25, прототип, наиболее близко относящийся к данной работе. Эффективность радиотерапии рака в прототипе повышали введением животным витаминов A, E, C, каротиноидов и антиоксидантов, включая сульфгидрилсодержащие агенты. В прототипе витамины и антиоксиданты вводились в значительно больших дозах, и делалось это многократно, что делает предлагаемый нами способ более предпочтительным.
Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по повышению эффективности терапии различных видов рака у сельскохозяйственных и домашних животных, с использованием нового препарата, повышающего чувствительность тканей к жесткому радиоактивному гамма-излучению.
Заявителем синтезировано новое, отсутствующее в стране и в мире соединение - органическая соль лития с гамма-аминомасляной кислотой. Соединение проявило в эксперименте выраженный радиосенсибилизирующий эффект на организм животных. Способ синтеза литиевой соли гамма-аминомасляной кислоты описан в патенте №2402205 от 27.10.2010, Галочкин В.А., Галочкина В.П., Остренко К.С., Способ повышения стрессустойчивости животных.
Оба компонента, использованные для синтеза новой органической соли, (минеральная соль лития и гамма-аминомасляная кислота) законодательно разрешены для применения в медицинской практике.
В патентной и научно-технической литературе отсутствуют указания на использование литиевой соли гамма-аминомасляной кислоты в качестве вещества повышающего радиочувствительность организма. Данное обстоятельство позволяет считать заявленное изобретение патентоспособным, как отвечающее условию патентоспособности «изобретательский уровень». (Часть четвертая Гражданского кодекса РФ №230 - ФЗ от 18.12.2007).
Пример 1. Эксперимент проведен на базе фармакотоксикологической лаборатории Научного Центра института медицинской радиологии Российской академии медицинских наук (г.Обнинск, РФ). Исследовались свойства синтезированной соли лития с гамма-аминомасляной кислотой. Эксперимент проведен на 75 крысах линии «Вистар» в возрасте 6-8 недель, разбитых на пять аналогичных групп. Животных облучали на гамма - установке «Луч». Доза облучения составила 7 Гр. Крысы находились в полиуретановых клетках с верхом из металлических прутьев. Кормление животных осуществляли сбалансированным по всем питательным и биологически активным веществам полнорационным гранулированным комбикормом. Продолжительность опыта - 30 дней. За сутки перед облучением у животных убрали корм, оставив только воду. В 10 утра животных погрузили в транспортировочные боксы и переместили в специализированное помещение для предварительной подготовки. Животным опытных групп внутрибрюшинно вводили изучаемый препарат в дозах 120, 70 и 40 мг/кг живой массы соответствено 1-й, 2-й и 3-й опытным группам. 4-я группа служила контролем, ей ввели плацебо и облучили также как и опытных животных, через два часа после инъекции. 5-я группа была интактной, т.е. не подвергалась никаким обработкам. После обработки животных за ними вели постоянное наблюдение. На 10-й и 20-й день у выживших животных брали кровь на биохимические и гематологические анализы. У погибших животных проводили морфологические исследования тканей и органов.
| Выживаемость животных после облучения при применении ГАМК-Li. | |||||
| Количество дней | Количество живых животных после обработки препаратом и облучения | ||||
| Дозы введенного препарата, мг/кг живой массы | Контрольная группа (плацебо) | Интактные животные | |||
| 120 | 70 | 40 | |||
| 1 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| 5 | 12 | 13 | 13 | 13 | 15 |
| 10 | 7 | 7 | 6 | 10 | 15 |
| 15 | 5 | 6 | 5 | 10 | 15 |
| 20 | 3 | 0 | 0 | 8 | 15 |
| 25 | 0 | 0 | 0 | 7 | 15 |
| 30 | 0 | 0 | 0 | 7 | 15 |
В таблице представлена динамика гибели животных по пятидневкам после введения препарата и облучения животных. Прослеживается весьма интересная закономерность. В первые 5 дней после облучения количество погибших животных во всех группах отсутствовало. А, уже начиная с десятого дня, количество погибших животных в опытных группах начинает постепенно превосходить смертность в контрольной группе. И эта динамика продолжает сохраняться до конца эксперимента. Через 20 дней после облучения все животные во всех трех опытных группах (за исключением трех, в группе с введением 120-ти мг препарата/кг массы тела) уже погибли, а в контроле 8 животных осталось живыми. Через 25 дней после начала опыта из всех трех опытных групп, с введением препарата в дозах 120, 70 и 40 мг/кг массы тела соответственно, ни одного животного в живых не осталось. К этому времени животные из трех опытных групп погибли полностью, а в контрольной группе продолжало оставаться живыми почти половина животных (7 голов, 46.6%). В интактной группе за 30 дней эксперимента ни одного случая гибели животных отмечено не было.
У опытных и контрольной группы по данным морфологических исследований был один диагноз, приводивший к летальному исходу - кишечная форма лучевой болезни. На основе полученных данных можно сделать вывод о выраженных радиосенсибилизирующих свойствах испытанной соли ГАМК-лития. Причем, данные свойства не были дозозависимы. При всех трех испытанных дозах препарата, гибель животных была практически одинакова и достоверно не зависела от использованной дозировки препарата.
Ранее проведенные нами исследования острой и хронической токсичности показали, что соль лития с гамма-аминомасляной кислотой относится к четвертому классу токсичности (ЛД50 - более 1000 мг/кг живой массы) т.е. это низкотоксичное соединение, значительно менее токсичное по сравнению с известными солями лития с минеральными кислотами, разрешенными для использования в медицине. Исследования, проведенные нами по изучению влияния введения описанных доз препарата подтвердили полную безвредность по широкому спектру изучавшихся в организме крыс гематологических, морфологических и физиолого-биохимических показателей.
На фоне сказанного о выявленных положительных свойствах литиевой соли ГАМК, можно аргументировано утверждать, что проявляемые специфические радиосенсибилизирующие свойства совершенно нельзя рассматривать как следствие токсичности препарата, и его неблагоприятного воздействия на метаболические процессы в организме животных. Однако на настоящей стадии изучения свойств литиевой соли ГАМК, глубинные биохимические механизмы ответственные за его способность повышать радиочувствительность тканей остаются еще не раскрытыми.
Способ повышения радиочувствительности тканей животных, предполагающий использование биологически активного вещества, отличающийся тем, что в качестве биологически активного вещества животным перед радиоактивным облучением парентерально вводят литиевую соль гамма-аминомасляной кислоты в дозе от 40 до 120 мг на 1 кг живой массы.
