Несмотря на открытия в области молекулярной биологии опухолевой прогрессии, многообразие схем фармакологического воздействия на различные этапы и звенья опухолевого роста, проблема создания эффективных методов лечения до сих пор в основном не решена. Повышение эффективности химиотерапии злокачественных новообразований продолжается по разным направлениям. Одним из перспективных направлений является разработка подходов к реализации максимально возможной специфической активности широко применяемых в клинике цитостатических методов терапии путем снижения их токсичности при использовании антитоксических модификаторов [2,10,5,7]. Поэтому, наряду с традиционными методами противоопухолевого лечения, в клинической онкологии все более прочные позиции занимает поддерживающая терапия, позволяющая не только предупредить или уменьшить проявления нежелательных побочных эффектов лекарственной и лучевой терапии, но и в значительной степени уменьшить степень проявления тяжелых осложнений, обусловленных распространенным опухолевым процессом и, тем самым, повысить качество жизни больных [9,8].
Многочисленными исследованиями последних лет показано, что чрезмерная активация перекисного окисления липидов играет важную роль в развитии многих патологических процессов, в том числе и злокачественных новообразований [1,6].
ПОЛ в определенном смысле является физиологическим процессом, и лишь резкое повышение его интенсивности приводит к срыву антиоксидантной системы защиты и к усилению биосинтеза многочисленных медиаторов, обладающих цитолитическими, вазоактивными и другими свойствами [4].
При патологических состояниях, в том числе при злокачественном опухолевом росте, повышенная активность ПОЛ приводит к дезадаптации и прямому разрушению клеток [3]. В многочисленных исследованиях также показана активация свободнорадикальных процессов в крови онкологических больных, сопровождающаяся снижением содержания и активности антиокислительных факторов [11,12].
При истощении антиоксидантных ресурсов в нормальных тканях организма возникает состояние окислителного стресса, создающее условия для бластотрансформации и/или метастазирования.
Следует отметить, что данные литературы об активности и содержании антиоксидантных ферментов, низкомолекулярных антиоксидантов, а также состоянии антиоксидантной активности в целом при онкологической патологии противоречивы [13].
Учитывая, что в литературе имеются неполные сведения о применении антиоксидантов как средств вспомогательной терапии опухолей, настоящая работа посвящена изучению эффективности отдельных антиоксидантов в снижении кардиотоксичности противоопухолевой химиотерапии, а также терапевтической эффективности сочетанного применения средств с антиоксидантным действием с известными и широко используемыми в лечении злокачественных новообразований цитостатиками.
Материалы и методы исследования
Для изучения возможности повышения эффективности противоопухолевой терапии и «снятия» побочных токсических эффектов карубицина (КБ) нами отобраны три антиоксиданта (фармгруппа 8.2): пробукол (ПРБ) – представитель группы пространственно-затрудненных фенолов; мексидол (МЕК) – производное гидроксипиридин сукцината. Препаратом сравнения служил α-токоферол (α-ТОК) – природный антиоксидант.
Эксперименты проводились на мышах линий С57В1/6 разводки питомника ГУ НЦБМТ РАМН «Столбовая» на кафедре физиологии человека с разрешения этического комитета ПГУ.
Все экспериментальные животные содержались в стандартных условиях вивария Пензенского государственного университета при естественном световом режиме на стандартной диете, свободном доступе к воде и пище. Все манипуляции с животными проводились в соответствие с правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей (Страстбург, 1986).
Использовали готовые лекарственные формы:
- Карубицин – 8S-цис)-8-Ацетил-10-/(3-амино-2,3,6-тридезокси-альфа-L-ликсо-гексопиранозил) окси/-7,8,9,10-тетрагидро-1,6,8,11-тетрагидрокси- 5,12-нафтацендион – порошок по (0,005 г во флаконе); производитель Вектор ГНЦ вирусологии и биотехнологии (Россия);
- Мексидол (МЕК) – 2–этил–6–метил-3–гидроксипиридина сукцинат; готовая лекарственная форма: 5%-ный раствор по 2 мл в ампулах; производитель МЦ «Элара» (Россия);
- Пробукол (ПРБ) – 4, 4′-(Изопропилидендитио)-бис(2, 6-ди-трет-бутилфенол – таблетки 0,25г; производитель Волгоградская фармацевтическая фабрика (Россия);
- α-токоферол (α-ТОК) – 6-Ацетокси-2-метил-2- (4, 8, 12-триметил-тридецил)-хроман – 10 % раствор (во флаконах оранжевого стекла по 10 мл); производитель (ОАО Уралбиофарм – Россия).
Противоопухолевое действие препаратов и их антиметастатические свойства оценивали в соответствии с существующими “Методическими рекомендациями по изучению специфической активности противоопухолевых препаратов, предлагаемых для испытания в клинике” (М., 2005).
Моделью опухолевого роста служила сингенная опухолевая система из банка опухолевых штаммов РОНЦ им. Н.Н.Блохина РАМН – карцинома легкого Льюис (LLC). Опухолевую ткань LLC трансплантировали животным внутримышечно в бедро задней лапки слева в количестве 1×106 клеток в растворе Хенкса (ООО «Биолот», Россия). Противоопухолевый эффект оценивали по показателю индекса торможения роста массы первичной опухоли (ИТР).
О выраженности метастатического процесса судили по ряду показателей.
1. Частота метастазирования опухоли – процент животных с метастазами по отношению к общему количеству животных в группе.
2. Степень поражения легких метастазами LLC:
0 ст. – метастазы отсутствуют,
1 ст. – меньше 10 с диаметром, не превышающим 1 мм,
2 ст. – от 10 до 30 метастатических узлов,
3 ст. – более 30 метастазов различных размеров,
4 ст. – менее 100 штук, без сливного роста,
5 ст. – более 100 штук, наличие сплошных опухолевых узлов.
3. Среднее число метастазов на одно животное в каждой группе.
4. Средняя масса легких, пораженных метастазами LLC.
Индекс ингибирования процесса метастазирования (ИИМ) рассчитывали по формуле:
ИИМ = (Ак х Вк) – (А х В) / Ак х Вк х 100 %,
где Ак и А – частота метастазирования в легкие у мышей контрольной группы и опытной;
Вк и В – среднее число метастазов в легких на одно животное в контрольной и опытной группах.
Количество метастазов в легких подсчитывали после фиксации их в растворе Боуэна (время экспозиции не менее 24 часов) с помощью бинокулярной лупы МБС-9 (увеличение 8х2).
Статистическую обработку полученных результатов проводили на персональном компьютере Pentium IV с помощью пакета прикладных программ «Microsoft Excel». Статистическая обработка включала расчет средних арифметических значений (М), ошибок средних арифметических (± m), определение достоверности различий средних арифметических (р) с помощью t-критерия Стьюдента и χ2. Различия считались достоверными при значении р<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Изучение противоопухолевой и антиметастатической эффективности, взятого нами в исследования, антибиотика – карубицина, при совместном и раздельном применении с антиоксидантами, проводилось на мышах с перевивной сингенной опухолью LLC. В каждую группу включалось по 7-10 голов мышей. Карубицин вводили внутрибрюшинно, в дозе 2,0 мг/кг, начиная с 7-х суток, 3-х кратно, 1 раз в 5 дней. Антиоксиданты вводили по приведенной схеме. Схема эксперимента представлена в табл. 1. Продолжительность эксперимента составляла 22 дня.
При определении темпа роста первичной опухоли (табл. 2) нами установлено, что средняя масса опухоли во всех опытных группах животных, получавших карубицин, статистически достоверно снижена (р< 0,001) по сравнению с I-ой контрольной группой. При применении карубицина масса опухоли уменьшилась на 67%. При сочетании карубицина совместно с антиоксидантами масса опухоли уменьшилась на 72%. Статистически значимых различий в темпах роста и конечной массе опухоли на 22 сутки эксперимента в опытных группах с использованием антиоксидантов не наблюдалось.
Таблица 1
Схема эксперимента по изучению влияния антиоксидантов на противоопухолевую и антиметастатическую эффективность карубицина
|
Экспериментальные группы |
Условное обозначение |
Схема введения препаратов |
|
Интактный контроль |
(ИК) |
Интактные мыши-самки С57В1/6 |
|
I – опухолевый штамм LLC |
(LLC) |
1×106 опухолевых клеток LLC внутримышечно |
|
II– LLC, карубицин |
(LLC+КБ) |
1×106 опухолевых клеток LLC внутримышечно,карубицин внутрибрюшинно, в дозе 2,0 мг/кг, начиная с 7-х суток, 3-х кратно, 1 раз в 5 дней |
|
III– LLC, карубицин, мексидол |
(LLC+КБ+ МЕК) |
карубицин так же, как и во II гр., мексидол внутримышечно, в дозе 50 мг/кг, начиная с 7-х суток, в течение 14 дней |
|
IV – LLC, карубицин, пробукол |
(LLC+КБ+ ПРБ) |
карубицин так же, как и во II гр., пробукол внутрижелудочно, в дозе 50 мг/кг, начиная с 7-х суток, в течение 14 дней |
|
V – LLC, карубицин, α-токоферол |
(LLC+КБ+ α-ТОК) |
карубицин так же, как и во II гр., α-токоферол внутримышечно, в дозе 50 мг/кг, начиная с 7-х суток, в течение 14 дней |
Таблица 2
Показатели роста первичного опухолевого узла LLC при сочетанном применении карубицина и антиоксидантов
|
Группы животных |
Индекс торможения роста опухоли (ТРО), % (дни) |
Масса опухоли на 22-е сутки, г |
|||||
|
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
||
|
I-LLC |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
9,18±0,21 |
|
II-LLC+КБ |
23,9 |
34,8 |
42,3 |
52,4 |
61,2 |
67,3 |
3,01±0,22 р1 <0,001 |
|
III-LLC+ КБ+МЕК |
26,1 |
36,4 |
40,1 |
53,9 |
64,3 |
71,3 |
2,64±0,43 р1 <0,001 |
|
IV-LLC+ КБ+ПРБ |
25,7 |
32,4 |
43,6 |
57,9 |
66,5 |
72,9 |
2,49±0,32 р1 <0,001 |
|
V-LLC+КБ+α-ТОК |
24,9 |
39,5 |
45,9 |
50,9 |
61,5 |
71,0 |
2,75 ±0,37 р1 <0,001 |
Примечание: р1 – достоверность различий рассчитана по отношению к I группе (LLC)
Проведенные исследования показали, что применение мексидола, пробукола и α-токоферола безопасно в терминах его возможного стимулирующего воздействия на рост опухоли. Ни в одном из поставленных экспериментов масса первичной опухоли карциномы LLC при совместном применении противоопухолевых антибиотиков и антиоксидантов не превышала контрольных значений. Более того, мексидол и пробукол при совместном использовании с карубицином достоверно увеличивал значения ИТР, по сравнению с группой животных, получавших антибиотик в монорежиме.
Применение карубицина (II гр.) позволило снизить количество легочных метастазов на 57,5%, частота метастазирования наблюдалась у 60% животных, а степень метастатического поражения легких характеризовалась отсутствием поражения легочной ткани 3 и 4 степени, для которой характерно формирование слившихся метастатических колоний в один опухолевый узел с поражением целой доли легкого (табл. 3).
Таблица 3
Показатели антиметастатической эффективности сочетанного применения карубицина и исследуемых антиоксидантов у мышей с LLC, (M±m)
|
Группа |
% животных с метастазами |
Среднее число метастазов |
Количество животных с 0-5 степенью поражения легких, % |
ИИМ, % |
|||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||||
|
I-LLC |
100 |
65,7 ±5,2 |
- |
20,0 |
10,0 |
30,0 |
40,0 |
- |
|
|
II-LLC+КБ |
60 |
28,2±8,1 р1 <0,05 |
- |
50,0 |
10,0 |
- |
57,5 р1 <0,05 |
||
|
III-LLC+КБ+ МЕК |
60 |
19,8±9,5 р1 <0,05 |
- |
40,0 |
60,0 |
- |
- |
- |
71,2 р1<0,05 |
|
IV-LLC+КБ+ПРБ |
70 |
22,0±7,5 р1 <0,05 |
- |
40,0 |
60,0 |
- |
- |
- |
66,6 р1<0,05 |
|
V-LLC+КБ+α-ТОК |
70 |
20,8±6,2 р1 <0,05 |
- |
50,0 |
50,0 |
- |
68,4 р1<0,05 |
||
Примечание: р1 – достоверность различий рассчитана по отношению к I группе (LLC)
Индекс ингибирования процесса метастазирования в группах при совместном применении карубицина с мексидолом и пробуколом установлен на уровне 71,2 и 66,6 % соответственно. ИИМ карциномы LLC в легкие мышей при лечении карубицином совместно с пробуколом и мексидолом увеличивался на 9,1-13,7 %. Мексидол и пробукол повышали антиметастатическую эффективность антибиотика. Степень метастатического поражения легких характеризовалась отсутствием поражения легочной ткани 3 и 4 степени, уменьшилось количество животных с 1-ой степенью поражения легких. В группе с α-токо-феролом среднее число метастазов снизилось на 68,8 %, степень метастатического поражения легких и ИИМ практически не отличались от аналогичных показателей III и IV групп. У экспериментальных животных показатели темпа роста первичного опухолевого узла при введении карубицина совместно с мексидолом, пробуколом и α-токоферолом были снижены, количество животных с метастазами уменьшалось в 1,5 раза.
Заключение
По совокупности полученных результатов можно предполагать, что изученные антиоксиданты являются достаточно эффективными биологическими модификаторами, использование которых в онкологической клинике позволит повысить эффективность химиотерапевтического метода лечения злокачественных опухолей. По степени убывания противоопухолевой и антиметастатической активности изученные антиоксиданты следует расположить в следующей последовательности: мексидол >пробукол > α-токоферол.
Рецензенты:
Рахматуллов Ф.К., д.м.н., профессор, зав. кафедрой «Внутренние болезни» ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», г. Пенза;
Моисеева И.Я., д.м.н., профессор, зав. кафедрой «Оющая и клиническая фармакология» ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», г. Пенза.
Работа поступила в редакцию 24.06.2014.