Изучение противоопухолевого и антиметастатического эффектов противоопухолевых антибиотиков при раздельном и совместном применении с мексидолом

УДК 612.1

Н. И. Микуляк, Ю. А. Кинзирская, О. О. Соломанина, Л. В. Ионичева

ИЗУЧЕНИЕ ПРОТИВООПУХОЛЕВОГО И АНТИМЕТАСТАТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТОВ ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ АНТИБИОТИКОВ ПРИ РАЗДЕЛЬНОМ И СОВМЕСТНОМ ПРИМЕНЕНИИ С МЕКСИДОЛОМ

Изучены противоопухолевый и антиметастатический эффекты противоопухолевых антибиотиков доксорубицина и циклофосфана у экспериментальных животных со спонтанно метастазирующей карциномой легких Льюис и опухолью Уокера.

Показана возможность использования антиоксиданта мексидола для коррекции побочных эффектов доксорубицина и циклофосфана и повышения терапевтической эффективности противоопухолевых антибиотиков.

Для классических противоопухолевых препаратов дозовая интенсивность (количество препарата, введенное в единицу времени) является главной детерминантой его эффективности [1].

К таким классическим противоопухолевым средствам относятся и ан-трациклиновые антибиотики, которые широко применяются в клинической практике при гемобластозе, лимфопролиферативных заболеваниях и злокачественных солидных опухолях различной локализации. Однако применение этих препаратов связано с развитием в период лечения осложнений, наиболее опасным из которых является повреждение органов. В основе токсического действия антрациклиновых антибиотиков лежит их способность инициировать перекисное окисление липидов в клетках [2, 3].

Частота возникновения таких осложнений при использовании антра-циклинов составляет от 1,5 до 67%. Вероятность осложнений возрастает при предшествовавшей или параллельно проводимой лучевой терапии, сочетанном приеме других цитостатических средств [4].

Вместе с тем в последние годы появились сообщения о гепатотоксиче-ских свойствах антрациклинов. Нарушение функции печени - системное, сравнительно специфическое побочное действие, отмеченное для многих противоопухолевых препаратов: метотрексата, L-аспарагиназы, 6-меркапто-пурина, цитозинарабинозида, митромицина, натулана, хлорбутина, циклофосфана, миелосана, производных нитрозомочевины. В пятом издании «Информация о лекарственных средствах для специалистов здравоохранения» (Вып. 5. - М., 1999), кроме вышеперечисленных препаратов, гепатотоксич-ность отмечена при использовании блеомицина, кармустина, хлорамбуцила, дакарбазина, дактиномицина, доксорубицина, флутамида, ифосфамида, ми-токсантрона, паклитаксела, стрептозоцина, тиогуанина.

Учитывая современные тенденции развития химиотерапевтического метода лечения злокачественных опухолей, заключающиеся в использовании высоких доз противоопухолевых средств, приходится говорить о возросшей роли данного вида токсических реакций на течение, прогноз и эффективность лечения злокачественных новообразований.

В связи с этим одной из важнейших проблем экспериментальной и клинической фармакологии является разработка новых фармакотерапевтиче-ских подходов к повышению терапевтической эффективности лекарственного метода лечения злокачественных опухолей.

Для снижения токсического действия препаратов на организм в целом возможны следующие пути:

а) исключение пороговых доз цитостатиков;

б) комбинации противоопухолевых препаратов с различными механизмами действия;

в) создание систем направленного транспорта;

г) проведение детоксикационной терапии;

д) применение гепатопротекторов.

Разработка оптимальных схем комбинации противоопухолевых препаратов с различными механизмами действия в настоящее время достаточно интенсивно развивается и внедряется в онкологическую практику.

Что касается создания систем направленного транспорта противоопухолевых препаратов, то это является предметом исследований широкого круга исследователей, работающих в различных областях онкологии.

Поскольку первичным результатом активации свободнорадикального окисления является деградация фосфолипидов мембранных структур гепато-цитов, использование самих субстратов окисления, вводимых извне в качестве средств заместительной терапии, способствует коррекции липидной матрицы мембран. Нормальная организация мембран, воссоздаваемая фосфоли-пидными препаратами (эссенциале, фосфолив, полиен, липостабил, липин, мегалипин, эссель-форте, фосфолип), ограничивает доступ свободных радикалов в глубь мембран к полиеновым жирным кислотам [5]. Липотропные средства - незаменимые факторы питания, относящиеся к витаминам и витаминоподобным веществам: холин, метионин, липоевая кислота, пангамат кальция, цианокобаламин, фолиевая кислота, экстракты и гидролизаты печени и др. - также влияют на состояние мембранных фосфолипидов. Биологическая функция их состоит в обеспечении формирования части фосфоглице-ролов, несущих остатки этаноламина, холина, серина, инозита и др. Так, ли-потропная активность холина объясняется тем, что он входит в состав молекулы лецитина и является одной из основных транспортных форм жиров, т.е. нормализует обмен жиров, способствует восстановлению функции печени [6]. Аналогичен механизм действия метионина. Липоевая кислота регулирует обмен глутатиона - одного из компонентов естественной антиокислительной системы организма. Серосодержащие препараты (цистамина гидрохлорид и унитиол) способствуют стабилизации фонда восстановленного глутатиона. Глутатионовая система защиты клетки от свободнорадикального окисления обеспечивается специальными ферментами: глутатионпероксидазой, глута-тионредуктазой и глутатион-Б-трансферазой.

Большое значение при лечении заболеваний придается использованию антиоксидантов и антирадикальных препаратов (супероксиддисмутаза, каталаза, церулоплазмин, глутатион, аминокислоты, токоферолы, феноза-ны, ионол, селен, тиолы - унитиол, метионин и др.) [7-13].

Широко используются препараты фенольной природы в связи со способностью ингибировать перекисное окисление липидов (ПОЛ): кверцетин, рутин, силимарин, катерген, легалон, силибор и др. [14, 15].

Наибольшее распространение получили средства, влияющие на процессы тканевого обмена: витамины А, С, Е, В2, В6, В12, фолиевая и липоевая кислоты, АТФ, кокарбоксилаза, гормональные препараты. И хотя фармакоте-рапевтическая эффективность витаминных препаратов бесспорна, эти средства малоэффективны в острый период патологии [16], у детей с хроническим гепатитом В [17].

Таким образом, современный этап развития химиотерапевтического метода лечения злокачественных новообразований заключается не только в создании новых, более эффективных противоопухолевых средств, совершенствовании схем и режимов их применения, но и в разработке фармакотера-певтических методов, позволяющих снизить повреждающее действие противоопухолевых препаратов на эпителиальные и мезенхимальные ткани и органы, повышая тем самым эффективность проводимого лечения.

Обобщая представленный материал, можно констатировать, что, несмотря на наличие большого числа существующих методов фармакологической коррекции при цитостатической терапии злокачественных опухолей, в онкологической практике не всегда удается добиться желаемого максимального терапевтического эффекта. Все это свидетельствует о нерешенности обсуждаемой проблемы и целесообразности ее дальнейшего развития.

Принимая во внимание, что в большинстве случаев основной причиной развития кардиотоксичности и токсической гепатопатии антрациклиновых антибиотиков является инициация процессов перекисного окисления липидов, представляется вполне оправданным использование мексидола - антиоксиданта фенольной природы - с целью коррекции индуцированных токсических гепатопатий и повышения эффективности химиотерапии опухолей. Мексидол относится к мембраноактивным антиоксидантам и проявляет способность ингибировать перекисное окисление липидов биомембран и модифицировать их функциональную активность [18].

Все это и определило выбор темы научных исследований. Целью исследования явилось изучение в сравнительном плане противоопухолевой активности антибиотиков антрациклинового ряда у экспериментальных животных с токсическим поражением печени при раздельном и совместном применении антиоксидантов и изучение в сравнительном плане доксорубицина при раздельном и сочетанном применении с пробуколом на ряд показателей пе-рекисного окисления липидов.

Материалы и методы исследования

Животные. Исследование было выполнено на 27 аутбредных мышах-самцах линий С57/В1/6 с перевивной сингенной опухолью LLC массой 20-25 г и 24 крысах популяции Вистар с перевивной опухолью Уокера - 256 массой 180-230 г. Все экспериментальные животные содержались в условиях кафедры физиологии человека Медицинского института Пензенского государственного университета. Животным опытных групп противоопухолевые препараты вводили по схемам, описанным ранее.

Контрольной группе животных (п = 10) препараты не вводились. В опытных группах (п = 6) животных забивали через 24 ч после последнего введения мексидола.

Препараты. Использовали готовые лекарственные формы цитостати-ков - доксорубицина Эбеве (Австрия) и циклофосфана (ЛЭНС-Фарм - Россия), мексидол 5% раствор в ампулах по 2 мл производства медикобиологических препаратов МЗ РФ.

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., 1986) и «Методическими рекомендациями по доклиническому изучению средств, обладающих способностью ингибировать процесс метастазирования и повышать эффективность цитостатической терапии злокачественных опухолей» (М., 1992).

Противоопухолевую активность препаратов изучали на сингенной опухолевой системе из банка опухолевых штаммов РОНЦ им. Н. Н. Блохина РАМН - карциноме легкого Льюис (LLC) и асцитной опухоли Эрлиха. Опухолевую ткань LLC трансплантировали животным внутримышечно в бедро задней лапки слева в количестве 1  106 клеток. Перевивной опухолевый штамм карциносаркомы Уокера - 256 ^-256), полученный из банка опухолевых штаммов РОНЦ им. Н. Н. Блохина РАМН, в виде взвеси опухолевых клеток трансплантировали крысам под кожу хвоста в количестве 1  106 клеток. Противоопухолевый эффект оценивали по показателю индекса торможения роста массы первичной опухоли (ИТР).

Антиметастатическое действие препаратов изучали на модели спонтанного метастазирования солидной опухоли LLC.

О выраженности метастатического процесса судили по ряду показателей:

1) частоте метастазирования опухоли - проценту животных с метастазами по отношению к общему количеству животных в группе;

2) степени 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) среднему числу метастазов на одно животное в каждой группе;

4) средней массе легких, пораженных метастазами LLC.

Индекс ингибирования процесса метастазирования (ИИМ) рассчитывали по формуле

ИИМ = (Ак  Вк) - (А  В) / Ак  Вк  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 ч) с помощью бинокулярной лупы МБС-9 (увеличение 8x2).

Аутопсийный материал подвергался патоморфологическому изучению по общепринятой методике.

Иссеченные ткани фиксировали в 10% нейтральном растворе формалина, затем заливали в парафин, изготавливали серийные срезы толщиной 5 мкм,

гистологические препараты окрашивали гематоксилин-эозином, заключали в парафин и изучали на компьюторно-программном комплексе «Диаморф» (Россия).

Подсчет числа метастазов на 1 мм2 площади среза печени проводили планаметрическим методом.

Все полученные данные обрабатывали методом вариационной статистики с использованием критерия Стьюдента (t), считая достоверными различия с уровнем вероятности не ниже 95% (р < 0,05).

Результаты и обсуждение

Традиционно сложилось так, что эффективность химиотерапии оценивается по «ответу» опухоли на лекарство, т.е. уменьшению ее размеров. Мы изучали сочетанное влияние доксорубицина и антиоксиданта мексидола на процесс развития опухоли. Изучение противоопухолевой и антиметастатиче-ской активности антибиотика - доксорубицина - при раздельном и сочетанном применении с мексидолом выполнены на мышах линий С57/В1/6 с перевивной сингенной опухолью LLC. В каждую группу включалось по 7-10 голов мышей. Продолжительность эксперимента составляла 24 дня. Препараты готовые лекарственные формы цитостатик - доксорубицин (Эбеве - Австрия), мексидол 5% раствор в ампулах по 2 мл производства медикобиологических препаратов МЗ РФ.

Постановка опытов предусматривала включение следующих групп экспериментальных животных:

- I группа - контрольная, в которую входило 7 мышей с перевитым опухолевым штаммом карциномы легкого Льюис (LLC);

- II группа - 10 мышей, которым вводили доксорубицин трехкратно внутрибрюшинно в дозе 5,0 мг/кг, начиная с шестых суток после перевивки опухоли LLC, 1 раз в 5 дней;

- III группа - 10 мышей, которым вводили доксорубицин трехкратно внутрибрюшинно в дозе 5,0 мг/кг, начиная с шестых суток после перевивки опухоли LLC, 1 раз в 5 дней и мексидол внутривенно в дозе 5,0 мг/кг, начиная с шестых суток после имплантации опухолевых клеток мышам LLC в течение 16 дней.

При определении темпа роста первичной опухоли нами установлено, что частота метастазирования в экспериментальных группах, не получавших док-сорубицин, составляла 100%. Число животных с метастазами в II группе (LLC + ДР) составило 83,3%. Средняя масса опухоли в опытных группах животных, получавших доксорубицин, статистически достоверно снижена (р < 0,001) по сравнению с контрольными группами. Минимальное значение массы первичной опухоли LLC отмечалось в III группе (LLC + МД) при совместном применении доксорубицина и мексидола.

Максимальное значение показателя противоопухолевой эффективности доксорубицина имело место при совместном применении с мексидолом. Индекс торможения роста (ИТР) опухоли соответствовал 72,0%. Доксорубицин ингибировал рост опухоли LLC у животных на 69,0%.

При определении индекса антиметастатической активности (ИИМ) док-сорубицина при раздельном и сочетанном применении с мексидолом нами установлено, что мексидол при сочетанном применении с доксорубицином практически в 2 раза усиливал антиметастатический эффект последнего (таблица 1).

Таблица 1

Показатели антиметастатической эффективности доксорубицина при раздельном и совместном применении с мексидолом в отношении роста метастазов

Группы Показатели метастазирования

Частота метастазирования

I - ььс 100 8,77 ± 1,47

II - ььс + ДР 100 10,64 ± 2,71 -21,3

III - ььс + МД + ДР 100 6,12 ± 1,25** 72,0

** р < 0,01.

Выводы

Наши исследования показали, что при сочетанном применении доксо-рубицина и мексидола показатели противоопухолевой и антиметастатиче-ской эффективности антибиотика превышают аналогичные показатели противоопухолевых препаратов при их раздельном введении животным. С целью повышения терапевтической эффективности доксорубицина и снижения риска развития нежелательных побочных эффектов можно рекомендовать его совместное использование с мексидолом.

Мы изучали сочетанное влияние циклофосфана и антиоксиданта мек-сидола на процесс развития опухоли. Изучение противоопухолевой и анти-метастатической активности антибиотика - циклофосфана - при раздельном и сочетанном применении с мексидолом выполнены на крысах популяции Вистар с перевивной опухолью Уокера - 256. В каждую группу включалось по 8 особей. Продолжительность эксперимента составляла 25 дней. Препараты готовые лекарственные формы цитостатик - циклофосфан (ЛЭНС-Фарм -Россия), мексидол 5% раствор в ампулах по 2 мл производства медикобиологических препаратов МЗ РФ.

Постановка опытов предусматривала включение следующих групп экспериментальных животных:

- I группа - контрольная, в которую входили крысы с перевитым опухолевым штаммом "-256;

- II группа - крысы, которым вводили циклофосфан 10-кратно внутри-брюшинно в дозе 10 мг/кг, начиная с восьмых суток после перевивки опухоли;

- III группа - крысы, которым вводили циклофосфан 10-кратно внут-рибрюшинно в дозе 10 мг/кг, начиная с восьмых суток после перевивки опухоли и мексидол внутривенно в дозе 5,0 мг/кг, начиная с шестых суток после имплантации опухолевых клеток в течение 16 дней.

При определении темпа роста первичной опухоли нами установлено, что частота метастазирования в экспериментальных группах, не получавших циклофосфан, составляла 100%. Число животных с метастазами во II группе ("-256 + Ц) составило 83,3%. Средняя масса опухоли в опытных группах животных, получавших циклофосфан, статистически достоверно снижена (р < 0,02) по сравнению с контрольной группой. Минимальное значение мас-

сы первичной опухоли "-256 отмечалось в III группе ("-256 + МД) при совместном применении циклофосфана и мексидола.

Максимальное значение показателя противоопухолевой эффективности циклофосфана имело место при совместном применении с мексидолом. Индекс торможения роста опухоли (ИТР) соответствовал 72,0%. Циклофосфан ингибировал рост опухоли "-256 у животных на 69,0%.

При определении индекса антиметастатической активности (ИИМ) циклофосфана при раздельном и сочетанном применении с мексидолом нами установлено, что мексидол при сочетанном применении с циклофосфаном практически в 2 раза усиливал антиметастатический эффект последнего (таблица 2).

Таблица 2

Показатели антиметастатической эффективности циклофосфана при раздельном и совместном применении с мексидолом в отношении роста метастазов

Группы Показатели метастазирования

Частота метастазирования

I - W-256 89,5 30,6 ± 1,47

II - W-256 + Ц 78 15,3 ± 2,71 -53,3

III - W-256 + МД + Ц 50 12,1 ± 1,25** 42,0

** р < 0,01.

Выводы

Наши исследования показали, что при сочетанном применении цикло-фосфана и мексидола показатели противоопухолевой и антиметастатической эффективности антибиотика превышают аналогичные показатели противоопухолевых препаратов при их раздельном введении животным. С целью повышения терапевтической эффективности циклофосфана и снижения риска развития нежелательных побочных эффектов можно рекомендовать его совместное использование с мексидолом.

Список литературы

1. Frei, E. Dose: a critical factor in cancer chemotherapy / E. Frei, G. Cannelos // Am. J. Med. - 1980. - V. 69. - Р. 586-594.

2. Дроговоз, С. М. Оптимизация антиоксидантной терапии гепатита / С. М. Дро-говоз, Л. В. Деримедведь, Е. Н. Журавель [и др.] // Человек и лекарство : тез. докладов V Рос. нац. конгресса. - М., 1998. - С. 65.

3. Гершанович, Л. М. Осложнения при химио- и гормонотерапии злокачественных опухолей / Л. М. Гершанович. - М. : Медицина, 1982. - С. 117-149.

4. Калинкина, Н. В. Оценка электрокардиографических изменений при применении антрациклиновых антибиотиков / Н. В. Калинкина // Украинский медицинский журнал. - 2000. - № 15. - С. 17-20.

5. Кунц, Э. «Эссенциальные» фосфолипиды в гепатологии (экспериментальный и клинический опыт) / Э. Кунц, К. Й. Гундерманн, Э. Шнайдер // Терапевт. архив. -1994. - № 2. - С. 66-72.

6. Машковский, М. Д. Лекарственные средства / М. Д. Машковский. - Харьков : Торсинг, 1998. - 1, 2 т. - 592 с.

7. Алимбаев, Е. А. Эффективность использования пищевого продукта экосорб в качестве энтеросорбента при острых экзогенных отравлениях / Е. А. Алимбаев, Т. З. Сейсембеков, Е. А. Кулакова [и др.] // Человек и лекарство : тез. докладов V Рос. нац. конгресса. - М., 1998. - С. 429-430.

8. Lee, Y. M. Effect of alpha-tocopherol on hepatic mixed function oxidase in hepatic ischemia-reperfusion / Y. M. Lee, M. G. Clemens // Hepatology. - 1992. - V. 15. -P. 276-281.

9. Ryuji, H. The role of alpha-tocopherol and allopurinol in lipid peroxidation and mitochondrial respiration in the ischemic rat liver / H. Ryuji // Nippon. Geka. Gakkai. Zasshi. - 1990. - V. 91. - P. 95-100.

10. Kawamoto, S. Inhibition of ischemia and reflow induced liver injury by an SOD deriwative that circulates found to albumin / S. Kawamoto, M. Inorue, S. Tashiro [et al.] // Arch. Biochem. Biophys. - 1990. - V. 277. - P. 160-165.

11. Dhaunsi, G. S. Dismutase in rat liver peroxisomes. Biochemical and immunochemical evidence / G. S. Dhaunsi, S. Gulati, A. K. Singh // J. Biol. Chem - 1992. - V. 267. -P. 6870-6873.

12. Liou, W. Distribution of Cu Zn sureroxid dismutase in rat liver / W. Liou, L. Y. Chang, H. J. Geuze // Tree Rad. Biol. Med. - 1993. - V. 14. - P. 201-207.

13. Mao, G. D. Superoxide-Dismutase (SOD) - catalase cojugates - role of hydrogen-peroxide and the Fenton reaction in SOD toxicity / G. D. Mao, P. D. Thomas, G. D. Lo-paschuk [et al.] // J. Biol. Chem. - 1993. - V. 268. - P. 416-420.

14. Венгеровский, А. И. Влияние гепатопротекторов, содержащих полифенолы, на течение экспериментального хронического гепатит / А. И. Венгеровский, Н. О. Батурина, В. С. Чучалин, А. С. Саратиков // Химико-фарм. журнал. - 1996. -№ 2. - С. 3-4.

15. Богородицкая, Л. А. Эссенциальные фосфолипиды и производные силима-рина в лечении хронических гепатитов / Л. А. Богородицкая, А. Я. Крюкова // Человек и лекарство : тез. докладов V Рос. нац. Конгресса. - М., 1998. - С. 27-28.

16. Губский, Ю. А. Коррекция химического поражения печени / Ю. А. Губский. -Киев : Здоров’я, 1989. - 168 с.

17. Романова, С. В. Эффективность комплексной терапии с включением вобэн-зима при хроническом гепатите В у детей / С. В. Романова, Е. И. Шабунина, И. А. Переслегина [и др.] // Человек и лекарство : тез. докладов V Рос. нац. Конгресса. - М., 1998. - С. 309.

18. Зенков, Н. К. Окислительный стресс / Н. К. Зенков, В. З. Ланкин, Е. Б. Мень-щикова. - М. : МАИК «Наука/Интерпериодика», 2001. - С. 139.