Анализ методики экспериментального моделирования блеомицин-индуцирован-ного фиброза легких Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

© Д. М. Бойко

УДК 616. 24-002. 17-092. 9 Д. М. Бойко

АНАЛІЗ МЕТОДИКИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МОДЕЛЮВАННЯ БЛЕОМІЦИН-ІНДУКОВАНОГО ФІБРОЗУ ЛЕГЕНЬ

Вищий державний навчальний заклад України «Українська медична стоматологічна академія» (м. Полтава)

Робота є фрагментом науково-дослідної теми: «Клініко-функціональні та морфологічні особливості перебігу захворювань респіраторної системи (туберкульозу, саркоїдозу, дисемінованих процесів та ХНЗЛ) на різних етапах лікування, реабілітації та профілактики», номер держреєстрації 011011008151.

Вступ. Як клінічному, так і експериментальному вивченню пробеми ідіопатичного фіброзуючого аль-веоліту на сьогоднішній день приділяється все більше уваги [2, 3].

Важливу роль у розумінні процесів патогенезу та вдосокналенні методів лікування відіграють методики моделювання фіброзу легень (ФЛ) у експерименті. Найбільш поширеною є модель ФЛ з використанням інтратрахеальної інстиляції гідро-хлориду блеоміцину щурам [4, 8, 9]. Суттєвим недоліком цього методу являється складність транстрахеального введення гідрохлориду блеоміцину у звязку з необхідністю хірургічного втручання для доступу до трахеї, що може підвищувати ризик летальності лабораторних тварин та потребувати додаткових ресурсів на ініціацію патології.

Мета дослідження. Провести комплексний аналіз моделі фіброзу легень у щурів, яким трансторакально вводили розчин гідрохлориду блеоміцину та оцінити ступінь відтворюваності запланованого патологічного процесу.

Об’єкт і методи дослідження. Дослідження виконано на базі ЕКБ віварій Вищого державного навчального закладу України «Українська медична стоматологічна академія». Вся експериментальна частина дослідження, з використанням тварин, проведена згідно дотримання міжнародних принципів Європейської конвенції «Про захист хребетних тварин, які використовуються для експериментів та інших наукових цілях» (Страсбург 1985) та норм біомедичної етики, відповідно Законам України № 3446-^ 21.02.2006 р., м.Київ, «Про захист тварин від жорстокого поводження» з проведенням меди-ко-біологічних досліджень, та етичного кодексу лікаря України та ученого.

Тривалість експерименту склала - 8 тижнів. Щурам одноразово трансторакально інстилювали в легені 0,3 мл розчину гідрохлориду блеоміцину з розрахунку 1,0 мг/100 г маси тіла.

У дослідження включено 72 статевозрілих щури лінії Вістар масою 257,5 (229,2; 280,1) грамів та віком 7,2 (6,7; 7,4) місяці. З 48 щурів сформували чотири дослідницькі групи по 12 особин в кожній. Одна група щурів, у яких моделювали фіброз легень (ФЛ), знаходилась без лікування. Інші дослідницькі групи тварин з експериментальною патологією розподілені з урахуванням отримуваного лікування

- дексаметазон, глюкозаміну сульфат чи комбінація імунофану та гіалуронідази. Контрольну групу склали 24 щури, яких розділили на 4 групи. У частини щурів контрольної гурпи не застосовували ніяких лікарських засобів. Ряд тварин без експериментальної патології, в залежності від групи, отримували один із перелічених варіантів лікування: дексаметазон, глюкозаміну сульфат, комбінацію імунофану та гіалуронідази. Режим введення та додавання препаратів: дексаметазон (KRKA, Словенія) по 0,08 мг/кг, в/м, через 2 дні; глюкозаміну сульфат (Дона (Rottapharm Ltd.» та «Sigmar S. r. l.» для «Rottapharm S. r. l.», Ірландія/Італія)) по 5,33 мг/кг в/м, через 2 дні; комбінація імунофану (Біонокс (Росія Москва)) по 0,67 мкг/кг, в/м та гіалуронідази (Лідаза-Біофарма, ЗАТ (Україна, Київ)) по 0,85 Од/кг в/м , через 2 дні. Всі вищевказані лікарські препарати на момент їх використання у дослідженні мали державну реєстрацію та повний пакет дозвільних документів відповідно до чинного законодавства України. Тривалість лікування склала від 4 до 8 тижнів в окремих групах. Щурам проведено комплексне клініко-лабораторне, морфологічне, макроскопічне обстеження. Вилучені від експериментальних тварин тканини підлягали підготовці до світлової мікросокпії за загально прийнятою методикою [5]. Препарати фарбували за допомого гематоксиліну та еозину. Аналіз макро- та мікросок-пічних змін легень щурів проводили на 4-му та 8-му тижнях експерименту.

Порівняння отриманих показників проводилось з використанням непараметричних методів (таблиць 2x2 з обчисленням точного критерію Фішера) за допомогою програми Epi Info (TM) 3. 5. 3 (CDC, 17.07.2008) [1, 6, 7]. Відмінності вважалися статистично достовірними при р<0,05.

Результати досліджень та їх обговорення. Стан системи органів дихання оцінювали за наявністю макро- (гіперінфляція - підвищена повітряність легеневої тканини; емфізематозні були) та мікроскопічних (емфізема; запальні зміни в інтерстиції легень; запальні зміни у бронхах) змін у легенях щурів з експериментальною моделлю ФЛ. Для проведення якісного порівняльного аналізу, перш за все, було досліджено стан легень щурів з груп контролю (рис. 1 ).

У тварин контрольної групи аномального рівня макро- та мікроскопічних змін не спостерігалось (рис. 1). Групи між собою статистичних відмінностей не мали. Отже, отримані результати дають можливість говорити про високий профіль безпечності використаних лікарських препаратів по відношенню до легеневої тканини та дозволяють використовувати ці дані в якості «еталону норми» при порівнянні з тваринами, у яких штучно викликали ФЛ.

■І о

^ О -Û

Б о -Û

Е О

О

ОООО

О

ОО

(n = 6) (n=6) (n=6) (n=6)

Контрольна група щурів Контрольна група щурів, Контрольна група щурів, Контрольна група щурів,

без лікування що отримувала імунофан що отримувала що отримувала

та гіалуронідазу глюкозаміну сульфат дексаметазон

1

1

□ Гіперінфляція □ Емфізематозні були □ Емфізема □ Запальні зміни в інтерстиції легень □ Запальні зміни у бронхах

Рис. 1. Порівняння морфологічних змін у щурів з груп контролю.

Примітка: * - р<0,05 при порівнянні з контрольною групою щурів без лікування; 2. ^ - р<0,05 при порівнянні груп щурів, які отримували глюкозаміну сульфат і комбінацію імунофану з гіалуронідазою, та з групою, де застосовували дексаметазон; 3. # - р<0,05 при порівнянні груп щурів, які отримували глюкозаміну сульфат і комбінацію імунофану з гіалуронідазою.

В _0 І—

О

_0

б

б

оооо

) б = n (

Контрольна група щурів без лікування

о

-- 4

[ ■

б = n (

4

■

) б = n (

4-й тиждень експерименту 8-й тиждень експерименту

Щури з моделлю ФЛ без лікування

□ Гіперінфляція □ Емфізематозні були □ Емфзема □ Запальні зміни в інтерстиції легень ■ Запальні зміни у бронхах

о

2

1

1

Рис. 2. Співставлення макро- та мікроскопічних змін в легенях щурів з експериментальним моделюванням

фіброзу легень (ФЛ) порівняно з контрольною групою.

Примітка: * - р<0,05 при порівнянні з контрольною групою щурів без лікування; |= - р<0,05 при порівнянні між групами щурів з моделлю ФЛ без лікування на 4-му та на 8-му тижні експерименту.

Динаміку морфологічних змін у легенях тварин з ФЛ оцінювали на 4-му та 8-му тижнях експерименту (рис. 2).

За наявністю ознак емфіземи та запальних змін у інтертиції легень щури з індукованим ФЛ, як на ранніх (4 тижні), так і на більш пізніх (8 тижнів) етапах експерименту, достовірно (р<0,05) переважали групу контролью (рис. 2).

Майже у 91 % (11/12) щурів з експерименталоною моделлю ФЛ були виявлені характерні [4] запальні зміни, осередки емфіземи та ознаки фібропластич-ної трансформації легеневої тканини (рис. 3).

Порівняльний аналіз характерних морфологічних ознак ФЛ між інтактними щурами та тваринами експериментальної групи через 8 тижнів експерименту виявив значимі відмінності (довірчий інтервал 95 % для відношення шансів 24,00 (2,05; 646,24) та відносного ризику 4,29 (1,97; 9,32); точний критерій Фішера, р=0,0023). За динамікою макро- та мікро-сокопічних змін у легеневій тканині групи щурів з моделлю ФЛ на 4-му та 8-му тижнях експерименту достовірно не відрізнялись (р=0,83). Такі результати

дослідження свідчать про високі показники відтво-рюваності даної експериментальної моделі фіброзу легень у щурів.

Рис. 3. Зміни у легенях щурів з експериментальною моделлю фіброзу легень. Фарбування гематоксиліном та еозином. Зб. х200.

Висновки. Після трансторакальної інстиляції Детальний аналіз морфологічних змін легень

розчину гідрохлориду блеоміцину у щурів були ви- щурів з експериментальною моделлю фіброзу ле-

явлені характерні ознаки патологічної трансформа- гень вказує на високий рівень відтворюваності за-

ції легеневої тканини (запальні зміни в інтерстиції планованої патології серед тварин експерименталь-

легень, ознаки фібропластичної трансформації ле- них груп.

геневої тканини, осередки емфіземи) як на 4-му, так Перспективи подальших досліджень. По-

і на на 8-му тижні експерименту. дальша робота у даному напрямку дозволить роз-

Серед переважної більшості щурів (91 %), яким робити нові методи корекції запалення та процесів

трансторакально вводили розчин гідрохлориду бле- фіброзування при ідіопатичних інтерстиціальних оміцину, були виявлені очікувані морфологічні зміни. пневмоніях.

Список літератури

1. Герасимов А. Н. Медицинская статистика: Учебное пособие / Герасимов A. H. - M.: ООО «Медицинские информационное агентство», 2007. - 480 с.

2. Интерстициальные болезни легких: Практическое руководство / [ Коган Е. А., Корнев Б. М., Попова E. Н. и др. ]; под ред. Н. А. Мухина. - М.: Література, 2007. - 432 с.

3. Ідіопатичні інтерстиціальні пневмонії: класифікація, діагностика, лікування: Методичний посібник / Ю. І. Фещенко, В. К. Гаврисюк, С. І. Лещенко [та ін. ]. - К.: ДУ «Національний інститут фтизіатрії і пульмонології ім. Ф. Г. Яновського АМН України», ДНМУ ім. М. Горького. - 2008. - 31 с.

4. Моделирование заболеваний легких (Пособие для научных работников) / Л. Н. Данилов, Е. С. Лебедева, Ю. А. Кирилов СПб: НИИ пульмонологии, 2005. - 31 с.

5. Морфологічні зміни серця старих щурів при тривалому введенні активаторів КАТФ-каналів (діазоксиду та його аналогів) К. В. Тарасова, В. Г. Шевчук, О. В. Григорук [та ін.] // Пробл. старения и долголетия. - 2011. - Том. 20. -№ 4. - С. 381-392.

6. Реброва О. Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA. -М.: МедиаСфера, 2002. - 312 с.

7. Халфарян А. А. STATISTICA 6. Математическая статистика с элементами теории вероятностей: Учебник / А. А. Халфа-рян. - М.: Издательство Бином, 2010. - 496 с.

8. Anti-inflammatory and anti-fibrotic effects of sirolimus on bleomicine-induced pulmonary fibrosis / B. Tulek, E. Kiyan, H. Toy [et al.] // Clin. Invest. Med. - 2011. - Vol. 34 (6). - P. 341.

9. Mouratis M. A. Modeling pulmonary fibrosis with bleomicin / M. A. Mouratis, V. Aidinis // Curr. Opin. Pulm. Med. - 2011. -Vol. 17 (5). - P. 355-361.

УДК 616. 24-002. 17-092. 9

АНАЛІЗ МЕТОДИКИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МОДЕЛЮВАННЯ БЛЕОМІЦИН-ІНДУКОВАНОГО ФІБРОЗУ ЛЕГЕНЬ Бойко Д. М.

Резюме. У даному науковому дослідженні за показниками макро- та мікроскопічних змін у легенях щурів з блеоміцин-індукованим фіброзом легень проведено оцінку ступеня відтворюваності запланованого патологічного процесу. Детальний аналіз морфологічних змін легень щурів з експериментальною моделлю фіброзу легень вказує на високий рівень відтворюваності запланованої патології серед тварин експериментальних груп.

Ключові слова: фіброз легень, блеоміцин, щури.

УДК 616. 24-002. 17-092. 9

АНАЛИЗ МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ БЛЕОМИЦИН-ИНДУЦИРОВАН-НОГО ФИБРОЗА ЛЕГКИХ Бойко Д. Н.

Резюме. В данном научном исследовании по показателям макро- и микроскопических изменений в легких крыс с блеомицин-индуцированным фиброзом легких проведена оценка степени воспроизводимости запланированного патологического процесса. Детальный анализ морфологических изменений легких крыс с экспериментальной моделью фиброза легких указывает на высокий уровень воспроизводимости запланированной патологии среди животных экспериментальных групп.

Ключевые слова: фиброз легких, блеомицин, крысы.

UDC 616. 24-002. 17-092. 9

Analysis Of The Methods Of Experimental Modeling Of Bleomycin-Induced Pulmonary Fibrosis Boyko D. M.

Summary. In this research study on indicators of macro-and microscopic changes in the lungs of rats with bleomycin-induced pulmonary fibrosis assess the degree of reproducibility of the planned pathological process. Detailed analysis of the morphological changes of the rats with experimental model of pulmonary fibrosis indicates a high level of reproducibility of the planned experimental pathology among the animals.

Key words: pulmonary fibrosis, bleomycin, rats.

Стаття надійшла 3.10.1012 p. Рецензент - проф. Ярешко А. Г.