Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним из ведущих методов в комплексном лечении злокачественных новообразований является химиотерапия. Новая стратегия в лекарственной терапии опухолей предполагает использование оригинальных, нетрадиционных подходов.
В последние годы в терапии злокачественных опухолей интенсивно развивается новое направление, получившее название «бинарная каталитическая терапия». Этот метод противоопухолевой терапии основан на образовании в клетке-мишени высоко реакционноспособных активных форм кислорода (АФК) и свободных радикалов различной химической структуры (СР) при взаимодействии двух химических соединений, одно из которых является катализатором, а другое субстратом окисления и восстановителем.
В России с конца восьмидесятых годов в ИНЭОС РАН и ФГУП «ГНЦ «НИОПИК» проводятся исследования каталитических свойств широкого круга комплексов переходных металлов (Со, Fe, Мп и др.) в реакциях окисления природных восстановителей (аскорбиновой кислоты, тиолов и др.). Эти исследования позволили выявить ряд комплексов кобальта с макроциклическими и хелатирующими лигандами и комплексов органокобальта с тридентантными основаниями Шиффа, которые эффективно ка тализировали окисление различных биогенных восстановителей и, в частности, ас корбиновой кислоты с образованием АФК и СР [Вольпин М.Е. и соавт., 1996; Vol'pirt є al., 1996; Калия О.Л. и соавт., 1998,2001].
Поскольку.одним из механизмов цитотоксического и цитостатического действи? таких методов консервативной противоопухолевой терапии, как лучевая терапия [Эй дус Л.Х., 1979, Ярмоненко СП., 1988], фотодинамическая терапия [Красновский А.А. 1990] и химиотерапия при использовании ряда препаратов (блеомицин, антрацикли новые антибиотики) [Дурнев А.Д., Середенин СБ., 1998] является поражение струк турных элементов опухолевой ткани АФК и СР, то бинарные каталитические системі «Металлокомплекс + Аскорбиновая кислота» были исследованы в бесклеточных хи мических системах на способность вызывать деструкцию различных биомолеку. (ДНК, РНК, Сахаров и др) и апробированы в системе in vitro на опухолевых клетка человека в качестве цитотоксических агентов. В этих тест-системах было показане что бинарные каталитические системы «Металлокомплекс + Аскорбиновая кислота* вызывают деградацию ДНК, РНК, углеводов и других биомолекул [Белков В.М., 1996 и обладают цитотоксическими свойствами. Выявленная in vitro высокая цитотоксиче екая активность бинарных каталитических систем свидетельствовала о целесообра; ности всестороннего изучения их противоопухолевых свойств in vivo на животных опухолями в качестве потенциальных противоопухолевых агентов.
Цели и задачи исследования. Целью исследования являлось изучение прот воопухолевых и токсических свойств бинарных каталитических систем на основе кої плексов кобальта и аскорбиновой кислоты на экспериментальных моделях in vivo.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
-
Провести скрининг бинарных каталитических систем «металлокомплекс + аскорбиновая кислота» in vivo;
-
Разработать методические подходы к изучению противоопухолевых свойств бинарных каталитических систем in vivo: на мышах с перевиваемыми опухолями изучить зависимость противоопухолевой эффективности бинарных каталитических систем "Металлокомплекс + Аскорбиновая кислота" от дозы металлокомплекса, молярного соотношения металлокомплекса и аскорбиновой кислоты, временного интервала между их применением, а также последовательности введения животным металлокомплекса и аскорбиновой кислоты;
-
Провести доклиническое изучение бинарной каталитической системы «Ок-сикобаламин + Аскорбиновая кислота»:
« изучить противоопухолевую эффективность бинарной каталитической системы на основе оксикобаламина на животных с перевиваемыми опухолями различного гистогенеза и с различной формой опухолевого роста в монорежиме и схемах полихимиотерапии; изучить общетоксическое действие (безвредность) бинарной каталитической системы «Оксикобаламин-лио + Аскорбиновая кислота» и препарата оксикобаламин-лио на мелких лабораторных животных - мышах и крысах («острую» токсичность и «хроническую» токсичность). Научная новизна исследования. В результате проведенных исследований по-азано, что бинарные каталитические системы на основе комплексов кобальта с фта-юцианиновыми лигандами, корриновыми лигандами, тридентантными основаниями ииффа в сочетании с аскорбиновой кислотой -обладают выраженной противоопухо-іевой активностью in vivo.
Впервые, на животных с асцитной (АОЭ) и солидной (Са-755) опухолях на призере двух бинарных каталитических систем: «Оксикобаламин + Аскорбиновая кислота и «ЭТФ + Аскорбиновая кислота» разработаны методические подходы к изучению іротивоопухолевьіх свойств бинарных каталитических систем in vivo. Показано, что іротивоопухолевая эффективность бинарных каталитических систем «Металлоком-ілекс + Восстановитель» зависит от дозы металлокомплекса и дозы восстановителя, їх молярного соотношения, временного интервала между введением металлоком-ілекса и восстановителя, последовательности их применения, а также от пути и длительности введения бинарной каталитической системы животным.
На мышах и крысах с перевиваемыми опухолями - Р-388, L-1210, АОЭ, Са-755, .LC, В-16 и Рс-1 изучена противоопухолевая эффективность бинарной каталитиче-:кой системы «Оксикобаламин + Аскорбиновая кислота» в монорежиме и схемах по-іихимиотерапии:
-определены терапевтические дозы и схемы применения бинарной каталитической системы для лечения животных с асцитными опухолями, солидными опухолями и гемобластозами;
-определен спектр опухолей, чувствительных к лечению бинарной каталитической системой;
-установлено, что бинарная каталитическая система «Оксикобаламин + Аскорбиновая кислота» обладает химиомодифицирующими свойствами, усиливая противоопухолевую эффективность препарата цисплатин.
Проведено доклиническое изучение общетоксического действия (безвредности) бинарной каталитической системы «Оксикобаламин-лио + Аскорбиновая кислота» и препарата оксикобаламин-лио на мелких лабораторных животных - мышах и крысах:
-дана количественная и качественная характеристика токсического и побочного действия препарата оксикобаламин-лио и бинарной каталитической системы на его основе при однократном и многократном применении животным;
-установлена зависимость токсического действия бинарной каталитической системы «Оксикобаламин-лио + Аскорбиновая кислота» и препарата оксикобаламин-лио от дозы и пути введения животным;
-выявлен наиболее чувствительный вид животных к токсическому действию бинарной каталитической системы и препарата оксикобаламин-лио;
-установлено токсическое и побочное действие бинарной каталитической системы «Оксикобаламин-лио + Аскорбиновая кислота» на периферическую кровь, почки, сосудистую систему и ЦНС животных;
-на основании данных по количественной токсичности бинарной каталитической системы «Оксикобаламин-лио + Аскорбиновая кислота» рекомендована безопасная («стартовая») доза бинарной каталитической системы для человека при ее клиническом изучении по I фазе.
Научно-практическая значимость. Научно-практическая значимость работь заключается в методическом совершенствовании подходов к изучению противоопухолевых свойств бинарных каталитических систем «Металлокомплекс + Восстановитель» in vivo.
Проведено полное доклиническое изучение бинарной каталитической системь на основе препарата оксикобаламин-лио. На основании данных, полученных при изучении противоопухолевых и общетоксических свойств (безвредности), бинарная каталитическая система «Оксикобаламин-лио + Аскорбиновая кислота» была рекомендована для проведения клинических испытаний. Полученные в работе данные вошли е отчеты по специфической противоопухолевой активности и общетоксическому дейст вию (безвредности) бинарной каталитической системы «Оксикобаламин-лио + Аскор биновая кислота» и препарата «Оксикобаламин-лио», представленные в ФК МЗ РФ
целью получения разрешения на I фазу клинического изучения указанных лекарственных средств. В настоящее время проводится клиническое изучение бинарной каталитической системы «Оксикобаламин-лио + Аскорбиновая кислота» по II фазе.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на семинарах отделения модификаторов и протекторов противоопухолевой терапии МНИОИ им. П.А.Герцена, XVI Менделеевском съезде в Санкт-Петербурге (1998); межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной онкологии» в Москве (1999); Ninth International Congress on Anti-Cancer Treatment, Paris (1999) и V Всероссийском съезде онкологов в Казани (2000).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ среди них -два патента на изобретение № 2114623 и № 2000110353, в которых изложены основные положения проведенного исследования.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, 2 разделов и 6 глав собственных исследований и обсуждения полученных результатов, заключения, выводов и списка литературы. Список литературы включает источника. Работа иллюстрирована 20 рисунками, 20 таблицами и 1 схемой.
