Введение к работе
Актуальность проблемы Современные цитостатические средства позволяют добиваться значительных успехов в лечении ряда заболеваний, связанных со злокачественными новообразованиями, но в условиях «жесткой» химиотерапии неизбежно возрастает частота токсических осложнений
Во время химиотерапии структурные поражения печени (Грек О Р и др , 2002, Агеева Т А , 2002, Молодых О П и др , 2006, Zobain М et al, 1999), почек (Арефьева А К и др , 1990, Козловская Л В и др , 2002, Пиманов С И, 2005, Pinnaro Р et al, 1986) и гемодепрессии (Гольдберг Е Д и др , 1999,
2000, Домникова НП и др , 2005) являются основными причинами сниже
ния дозировок цитостатиков, удлинения интервалов между курсами, отсроч
ки лучевой терапии, что увеличивает вероятность сохранения резидуального
клеточного клона и развития рецидива опухоли (Гершанович МЛ, 2001,
Акимов М А , Гершанович М Л , 2002, Агеева Т А , 2002)
Все это позволяет понять важность создания системы эффективной защиты клеток, не вовлеченных в опухолевый процесс, от разрушающего воздействия химиотерапии Система защиты здоровых тканей включает в себя повышение резистентности к повреждению и/или увеличение репаративного потенциала
Достижение максимальной эффективности существующих методов лечения злокачественных новообразований связывают, в частности, с перспективой разработки новых фармакологических средств, которые предотвращали бы развитие химиотерапевтических цитотоксических поражений тканей и органов и при этом не снижали антинеопластический эффект цитостатиков (Hoekman К et al, 1999, Гнездилова А В , 2001, Гольдберг Е Д , Зуева Е П , 2002, Звартау Э Э , Птушкин В В , 2004)
За последние десятилетия изучено несколько тысяч потенциальных ци-топротекторов Однако даже наиболее эффективный из них - фосфорилиро-ванный аминотиоловый радиопротектор, амифостин (RW-2721, этиол) нельзя признать идеальным, поскольку препарат способен вызывать системные кумулятивные токсические эффекты (Maism J R, 1998, Jahnukamen К et al,
2001, Машковский M Д , 2006) К тому же данный препарат имеет зарубеж
ное происхождение и с экономической точки зрения доступен далеко не
всем больным
Все вышесказанное делает актуальным поиск средств, обладающих широким спектром регуліфующих эффектов, повышающих резистентность тканей к повреждению, а также низкой токсичностью и стоимостью
Тритерпеноиды ряда лупана привлекают внимание исследователей широким спектром их медико-биологического действия (Enwerem N М et al, 2001, Kanamoto Т et al, 2001, Zhang Z et al, 2002, Chandramu С et al, 2003) и технологической доступностью бетулина - исходного синтона (Jaaske-lamen Р , 1981, Сымон А В и др , 2003) Суммарные запасы бетулина в природе значительны (Кислицин А Н , 1994) Это позволяет использовать его для получения новых соединений Бетулин легко превращается в аллобету-лин, бетулиновую, бетулоновую кислоты (Флехтер ОБ и др , 2002) Целе-
направленная модификация последних приводит в ряде случаев к получению эффективных соединений, которые обладают более широким спектром действия и сравнительно низкой токсичностью (Флехтер ОБ и др , 2000, 2002, Погребняк А В и др , 2002, Сымон А В и др , 2003) Широкий спектр медико-биологического действия хорошо представлен в основном для разнообразных производных бетулина (Флехтер ОБ и др , 2002, Карачурина Л Т и др, 2003), бетулиновой кислоты (Флехтер ОБ и др , 2004, Sun 1С et al, 2003, Yogeeswan P, Snram D , 2005) Все это делает актуальным поиск новых биологически активных соединений, включая новые виды активностей и в другом ряду лупановых тритерпеноидов
Новосибирским институтом органической химии им Н Н Ворожцова СО РАН и Институтом органической химии Уфимского научного центра РАН проведены химические модификации доступного лупанового гритерпеноида - бетулина, выделяемого из коры белоствольных берез, распространенных на территории Российской федерации и обладающею широким спектром биологической активности На его основе синтезированы амиды бетулоно-вой кислоты, содержащие различные аминокислотные остатки у атома С-28 (Петренко НИ идр,2002)
Из большого числа амидов в качестве корректоров побочных эффектов цитостатиков нами выбраны оригинальные соединения, предварительно показавшие высокие антиоксидантные свойства (Сорокина ИВ и др, 2003, Жоголь Р А, 2006) Протестированы производные, содержащие в С-28 положении р-аланин [3-оксо-20(29)-лупен-28-оил]-3 аминопропионовая кислота (АБК) и метиловый эфир [3-оксо-20(29)-лупен-28-оил]-3 аминопро-пионовой кислоты (МЭАБК)
Цель исследования - выявить закономерности изменений структурных элементов печени и почек, гематологических показателей на модели цито-токсического повреждения органов, оценить морфофункциональные аспекты цитопротекторной эффективности бетулоновой кислоты и ее аланина-мидных производных в этих условиях
Задачи исследования:
Изучить характер морфофункциональных изменений в печени и почках, особенности клеточного состава костного мозга и периферической крови при длительном введении бетулоновой кислоты и ее аланинамидных производных здоровым животным
На светооптическом уровне изучить структурные изменения в печени и почках, особенности клеточного состава костного мозга и периферической крови на модели цитотоксического повреждения органов при введении бетулоновой кислоты и ее аланинамидных производных животным без опухолей и животным с перевиваемыми опухолями
Изучить влияние бетулоновой кислоты и ее аланинамидных производных на рост перевиваемых опухолей мышей (лимфомы RLS, карциномы легких Lewis), метастазирование и эффективность экспериментальной химиотерапии опухолей
Исследовать роль аноптогенного и некрогенного действий в противоопухолевом эффекте бетулоновой кислоты и ее аланинамидных производных в сравнении с референтными апоптозиндуцирующими средствами -циклофосфамидом и бетулиновой кислотой в основном опухолевом узле у мышей-опухоленосителей
Исследовать уровень цитокинов (ИЛ-1р, ФНО-а, ИЛ-4) в сыворотке крови мышей с карциномой легких Lewis
Изучить изменение активности микросомальных монооксигеназ гепа-тоцитов при введении бетулоновой кислоты и ее аланинамидных производных здоровым животным и животным в условиях модели цитотоксического повреждения органов
Выявить механизмы повышения резистентности органов аланинамид-ными производными бетулоновой кислоты к повреждающему действию ци-тостатиков и опухолевого процесса
Научная новизна исследования:
Впервые выявлен спектр стереотипных и специфических тканевых изменений, сопровождающих модель программного цитотоксического повреждения органов у экспериментальных животных без опухолей и животных с перевиваемыми опухолями
Впервые установлено, что цитотоксические структурные изменения формируются одновременно в стромальном и паренхиматозном компар-тментах, проявляясь сочетанием нарушений в системе микроциркуляции с альтерацией клеток и снижением уровня регенерации
Впервые изучены фармакологические эффекты новых низкотоксичных полусинтетических соединений из группы тритерпеноидов лупанового ряда, [3-оксо-20(29)-лупен-28-оил]-3-амино-пропионовой кислоты и метилового эфира [3-оксо-20(29)-лупен-28-оил]-3-амино-пропионовой кислоты, на модели цитотоксического повреждения органов у животных без опухолей и животных с перевиваемыми опухолями
Впервые установлено, что бетулоновая кислота и ее аланинамидные производные, воздействуя на механизмы клеточных повреждений, оказывают положительное влияние на микрогемодинамику в печени и почках, уменьшают выраженность деструктивных процессов в органах, интенсифицируют регенерацию паренхимы печени, корригируют функцию микросомальных монооксигеназ на модели цитотоксического поражения органов в эксперименте
Впервые установлена селективность цитопротекторного действия бетулоновой кислоты и ее аланинамидных производных в отношении клеток, не вовлеченных в опухолевый рост
Сформулирована концепция механизма цитопротекторного действия исследуемых производных бетулоновой кислоты при осложнениях программной химиотерапии злокачественных опухолей
Теоретическая и практическая значимость
Найдены новые низкотоксичные индукторы микросомальных моноокси-геназ печени (МОП) из класса тритерпеноидов лупанового ряда Результаты исследования могут служить методологической основой для поиска соединений, усиливающих МОП-опосредованные механизмы цитопротекции органов при цитостатической терапии
Наличие антитоксического, антигипоксического, антиоксидантного и ци-топротекторного свойств у новых соединений обосновывает перспективность их дальнейших исследований Результаты исследования могут быть использованы при разработке новых лекарственных средств
усиливающих механизмы детоксикации организма, опосредованные микросомальными монооксигеназами печени,
участвующих в программах цитостатической химиотерапии опухолевого роста в качестве селективных цитопротекторов,
потенцирующих терапевтическое действие противоопухолевых препаратов
Перспективным соединением на расширенные испытания в качестве препарата сопроводительной терапии (цитопротектора) предлагается амид бету-лоновой кислоты, сама бетулоновая кислота - как основа для дальнейших химических модификаций
Основные положения, выносимые на защиту
Структурная организация печени и почек, клеточный состав костного мозга и периферической крови у здоровых крыс, длительно получавших бе-тулоновую кислоту и ее аланинамидные производные, сохраняются в пределах контрольных значений
Морфофункциональные проявления повреждений в печени и почках, вызванные комплексом цитостатиков, существенно ослабляются при введении исследуемых соединений как животным без опухолей, так и животным с перевиваемыми опухолями
Восстановление клеточного состава костного мозга и преодоление лейкопении в периферической крови после цитостатической депрессии ускоряются при введении исследуемых соединений животным без опухолей
Бетулоновая кислота и ее производные обеспечивают эффективную коррекцию нарушенной цитостатиками активности микросомальных моно-оксигеназ печени крыс
Бетулоновая кислота и оба ее амида не снижают противоопухолевую активность антибластомных препаратов Амид бетулоновой кислоты потенцирует противоопухолевое и антиметастатическое действие комплекса цитостатиков в отношении перевиваемой карциномы легкого Lewis
Полученные данные свидетельствуют об избирательности цитопро-текторного действия в отношении клеток, не вовлеченных в опухолевый рост В механизме цитопротекторного действия производных бетулоновой кислоты существенное значение имеют Р-450-индуцирующие и антиокси-дантные свойства этих соединений
Апробация диссертационного материала Основные положения диссертации представлены на 2-ом съезде российского научного общества фармакологов «Фундаментальные проблемы фармакологии» (Москва, 2003), Всероссийской конференции «Химия и технология растительных веществ» (Саратов, 2004), научно-практической конференции с международным участием «Медицина и образование в XXI веке» (Новосибирск, 2004), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Клинико-морфологические аспекты общепатологических процессов при социально-значимых заболеваниях» (Новосибирск, 2004), 2-й всероссийской научно-практической конференции «Компенсаторно-приспособительные процессы фундаментальные, экологические и клинические аспекты» (Новосибирск, 2004), международном семинаре «Медицина XXI века» (Низкие Татры, 2004), всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы фармакологии и фармации» (Новосибирск, 2005), международном симпозиуме «Молекулярные механизмы регуляции функции клетки» (Тюмень, 2005), Межрегиональной научно-практической конференции «Экспериментальные и клинические исследования новых лекарственных средств» (Томск, 2006)
Работа выполнена в рамках Интегральной программы СО РАН (№146) «Разработка лекарственных и профилактических препаратов для медицины Фундаментальные основы и их реализация»
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 34 работы, из них 9 в рецензируемых научных журналах согласно Перечню ВАК РФ
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 270 страницах машинописного текста, иллюстрирована 52 рисунками, содержит 35 таблиц, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов и списка литературы Библиографический указатель включает 230 отечественных и 198 зарубежных источников литературы
