Способ повышения радиосенсибилизации тканей животных
Владельцы патента RU 2498799:
Государственное научное учреждение Всероссийской научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИФБиП Россельхозакадемии) (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к ветеринарии, и может быть использовано для повышения радиочувствительности тканей животных. Для этого животному перед радиоактивным облучением парентерально вводят литиевую соль оксиглицина в дозах от 40 до 120 мг на 1 кг живой массы тела. Изобретение обеспечивает выраженный радиосенсибилизирующий эффект на организм животного в эксперименте. 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 и птице с целью повышения эффективности лучевой терапии злокачественных новообразований с одновременным снижением дозы радиоактивного облучения.
Из уровня техники известно, что одним из составляющих приемов в комплексной терапии злокачественных новообразований является использование ионизирующей радиации для вызывания гибели клеток пораженных злокачественной опухолью. Вот почему в радиобиологической науке широко обсуждаются параллельно два аспекта этой актуальной проблемы: 1 задача - разработка препаратов, помогающих защитить здоровые ткани, окружающие ткань, пораженную раковой опухолью; 2 - задача разработка препаратов обеспечивающих снижение радиочувствительности пораженных тканей. Оба направления предполагают повышение терапевтического эффекта в комплексном лечении рака. Каждый из этих двух подходов исходит из необходимости получения положительного результата, прибегая к диаметрально противоположными способами, его достижения. Если первый способ разрабатывается для обеспечения возможности терапевтического 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. В нашей стране приемы химиосенсибилизации в терапии рака начали интенсивно разрабатываться более 30 лет назад в рамках Всесоюзной программы "Модификатор".
Из уровня техники известно, что для достижения цели широко испытываются самые различные синтетические и природные соединения: полисахариды, нуклеиновые кислоты, низко- и высокомолекулярные вещества содержащие, сульфгидрильные группы, конечно же, традиционной популярностью пользуются витамины и антиоксиданты. Наиболее широко используются электроноакцепторные соединения. Самыми популярными препаратами этой группы являются метронидазол, изометронидазол, тинидазол и др. Лимитирующим фактором в использовании этих препаратов признается большое количество побочных эффектов, в первую очередь их выраженная нейротоксичность.
Применение гипербарической оксигенации весьма эффективный прием, но в клинической онкологии он 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 пациентов. Были разработаны также и схемы химио-лучевого 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 химиорадио-модификаторов, сложность и опасность использования в клинике, пока 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. Авторы эффективность радиотерапии рака повышали введением животным витаминов А, Е, С, 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 разработке способа использования нового препарата, повышающего чувствительность тканей к жесткому радиоактивному гамма-излучению. Заявителем синтезировано новое соединение - органическая соль лития с оксиглицином. (Галочкин В.А., Галочкина В.П., Остренко К.С., Патент №2409556 от 10.12.2010. Способ синтеза органического соединения предотвращающего развитие стрессовых реакций в организме животных).
Соединение проявило в эксперименте выраженный радиосенсибилизирующий эффект на организм животных. Оба компонента, использованные для синтеза новой органической соли, (минеральная соль лития и оксиглицин) законодательно разрешены для применения в медицинской практике.
В патентной и научно-технической литературе отсутствуют указания на использование литиевой соли оксиглицина 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 Фармакотоксикологичесой лаборатории Научного Центра института медицинской радиологии Российской академии медицинских наук (г.Обнинск, РФ). Исследовали свойства синтезированной соли лития с оксиглицином. 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 были помещены в полиуретановые клетки 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 парентерально (внутрибрюшинно) вводили изучаемый препарат в дозах 120, 70 и 40 мг/кг живой массы соответствено 1-ой, 2-ой и 3-ей 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 органов и тканей.
| Таблица 1 | |||||
| Выживаемость животных после облучения при применении оксиглицината лития | |||||
| Количество дней | Количество живых животных после обработки препаратом и облучения | ||||
| Дозы введенного препарата, мг/кг живой массы | Контроль Плацебо | Интактные животные | |||
| 120 | 70 | 40 | |||
| 1 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| 5 | 13 | 13 | 14 | 13 | 15 |
| 10 | 9 | 10 | 10 | 11 | 15 |
| 15 | 5 | 6 | 5 | 9 | 15 |
| 20 | 3 | 4 | 4 | 8 | 15 |
| 25 | 0 | 1 | 0 | 7 | 15 |
| 30 | 0 | 0 | 0 | 7 | 15 |
В таблице 1 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 трех опытных группа было практически одинаковым с контрольной группой. 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 25 дней после облучения все животные во всех трех опытных группах (за исключением одного, в группе с введением 70-ти мг препарата/кг массы тела) уже погибли, а в контроле 7 животных осталось живыми. Через 30 дней после начала опыта из трех опытных групп, с введением препарата в дозах 120, 70 и 40 мг/кг массы тела соответственно, ни одного животного не осталось в живых. 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 контрольной и опытных групп был один диагноз, приводивший к летальному исходу - кишечная форма лучевой болезни.
На основе полученных данных можно сделать вывод о выраженных радиосенсибилизирующих свойствах испытанной соли оксиглицина лития. Причем, данные свойства не были дозозависимы. При всех трех испытанных дозах препарата, гибель животных была одинакова и совершенно не зависела от использованной дозировки препарата. Иными словами, минимальная из испытывавшихся доз препарата (40 мг/кг живой массы) уже проявила максимальный биологический эффект.
Ранее проведенные нами исследования острой и хронической токсичности (Патент №2409556 от 10.12.2010) показали, что соль лития с оксиглицином относится к четвертому классу токсичности (ЛД50 - более 1000 мг/кг) 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 его безвредность по широкому спектру изучавшихся в организме крыс гематологических, морфологических и физиолого-биохимических показателей.
На фоне сказанного о выявленных положительных свойствах литиевой соли оксиглицина, можно аргументировано утверждать, что проявляемые специфические радиосенсибилизационные 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 оксиглицина, глубинные 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 оксиглицина в дозах от 40 до 120 мг на 1 кг живой массы тела.
