CC BY
25
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2019 - V. 26, № 1 - P. 63-66
УДК: 615.2 DOI: 10.24411/1609-2163-2019-16115
К ВОПРОСУ О ПРОТИВООПУХОЛЕВОЙ И АНТИМЕТАСТАТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ВЕЩЕСТВА ЛХТ-14-10
М.О. ДУДИНА, Е.В. БЛИНОВА, Д.А. РОЩИН, Д.С. БЛИНОВ, А.И. МАКСИМКИН
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», ул. Большевистская, д. 68, г. Саранск, 430005, Россия, e-mail: bev-saransk@yandex.ru
Аннотация. В опытах на 40 белых нелинейных мышах обоего пола весом 18-22 г изучена острая токсичность соединения ЛХТ-14-10 при внутрижелудочном введении. Показатель ЛД50 равен 5000±90 мг/кг (доверительный интервал при 95% уровне значимости - 4730-6270 мг/кг). На сингенной опухолевой модели - карциноме легкого Lewis у линейных иммунодефи-цитных мышей Cs7Bl/6 внутрижелудочное введение изучаемого вещества в дозе 50 мг/кг в сутки на протяжении 5 суток с 7 дня после трансплантации опухолевых клеток сопровождается статистически значимым снижением объема опухоли при сравнении с животными контрольной группы и группой животных, получавших препарат сравнения циклофосфамид в эквитоксиче-ской дозе, на 14-х и 22-х сутках наблюдения. В эти же временные интервалы под действием ЛХТ-14-10 увеличивался и индекс торможения роста опухоли. При изучении антиметастатического действия вещества при его внутрижелудочном введении на протяжении 5 суток установлено значимое снижение как количества, так и объема метастатического поражения легких животных при сравнении с мышами контрольной группы и группы препарата сравнения циклофосфамида, на 21-е сутки формирования опухоли. Следовательно, соединение ЛХТ-14-10 обладает противоопухолевой и антиметастатической активностью в отношении карциномы легкого, при этом вещество менее токсично, чем препарат сравнения циклофосфамид.
Ключевые слова: ЛХТ-14-10, противоопухолевая активность, антиметастатическое действие, циклофосфамид, карцинома легкого Lewis, острая токсичность, внутрижелудочное введение.
Введение. Рак легкого формируется в результате онкогенной альтерации ткани - эпителия респираторного тракта, в частности, бронхов, бронхиол и альвеол. Множественные морфологические, молекулярные и генетические изменения влекут за собой аккумуляцию злокачественных клеток [5,11]. Немелкоклеточный рак легкого наиболее часто встречающаяся форма заболевания, составляющая не менее 80% от всех злокачественных процессов легких, при этом аденокарцинома занимает лидирующие позиции (40% всех случаев онкологического поражения органа). Выбор методов лечения определяется совокупностью следующих факторов, относящихся как к пациенту, так и к опухоли: гистологическая форма рака, стадия развития опухоли, молекулярно-биологическая характеристика опухолевых клеток, общее состояние пациента и коморбид-ность [8]. При этом в спектре возможных воздействий клиницисты могут выбирать хирургические, лучевые, химиотерапевтические методы или их комбинации [7]. Несмотря на то, что химиотерапевтические методы лечения чрезвычайно широко используются в онкологии, фармакологическое лечение рака легкого имеет ряд сдерживающих факторов, ведущим среди которых является трудность создания высоких действующих концентраций препарата в легочной ткани, даже при введении в высоких дозах [4].
В последние годы в связи с успехами в области молекулярной биологии, генетике, иммунологии были вскрыты разнообразные молекулярные изменения - мутации и генные трансформации, отвечающие за процесс развития опухолевой ткани, и, следовательно, определяющих прогноз заболевания [10]. Фармакотерапевтические подходы, базирующиеся на определенных молекулярных механизмах развития опухоли, определяют сущность направлен-
ной, таргетной или персонализированной терапии. Подобные химиотерапевтические протоколы воздействуют на конкретные биологические мишени и существенно повышают продолжительность жизни, особенно у пациентов, которым не показано хирургическое лечение [9]. В ряде исследований на целостных организмах и в культе клеток была показана перспективность использования соединений - производных моноконденсированных и бициклических систем - для химиотерапии ряда злокачественных новообразований [6].
Цель исследования - изучение противоопухолевой и антиметастатической активности одного из представителей группы - вещества ЛХТ-14-10.
Материалы и методы исследования. Исследование проведено в лаборатории специфической фармакологической активности лекарственных средств университета с соблюдением требований приказа Минздрава России №199н от 01.04.2016 г. «Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики», Европейской конвенции по защите позвоночных животных, основываясь на принципах гуманного обращения с подопытными животными. Протоколы лабораторных экспериментов прошли этическую экспертизу на заседании Локального этического комитета Медицинского института ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарёва» (20 ноября 2017 года, протокол №11). Объектом исследования являлось соединение с лабораторным шифром ЛХТ-14-10, синтезированное в отделе химии и технологии синтетических лекарственных средств АО «ВНЦ БАВ» (Россия) в виде фармацевтической субстанции (ФС)1.
Авторы выражают признательность лауреату Государственной премии Российской Федерации, д.х.н., профессору С.Я. Скачиловой за любезно предоставленную фармацевтическую субстанцию для исследования в рамках настоящей работы
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2019 - V. 26, № 1 - P. 63-66
Острую токсичность ЛХТ-14-10 изучили в опытах на белых беспородных мышах (40 особей обоего пола весом 19-22 г, полученных из питомника филиала «Столбовая» ФГБУН НЦБМТ ФМБА России) при внутрижелудочном введении ФС в крахмальном клейстере объемом 0,8-0,9 мл в возрастающих концентрациях. В случае превышения общего объема вводимого вещества 1,0 мл осуществляли кратное введение через каждые 30 мин. Показатель ЛД50 рассчитывали методом Личфилда-Уилкоксона [2].
Противоопухолевую активность вещества оценивали в сингенной опухолевой системе - карциноме легкого Lewis (LLC) на линейных иммунодефицитных мышах C57BI/6, полученных из питомника SFP лабораторных животных - филиала ФГБУН Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (г. Пу-щино) при внутрижелудочном введении ФС и цикло-фосфамида (препарат сравнения, использовали офи-цинальную лекарственную форму производства АО «Биохимик», Россия во флаконах по 200 мг) в дозе, составляющей 1% от показателя ЛД50 при данном пути введения, объемом 0,8-1,0 мл в крахмальном клейстере, через 72 часа после перевивки опухоли в течение 5 суток. Опухоль формировали подкожной трансплантацией взвеси опухолевых клеток LLC в область бедра задней лапки слева в количестве 1*106 клеток в растворе Хенкса (ООО «Биолот», Россия). Была использована опухолевая система из коллекции ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. H.H. Блохина» Минздрава России. Противоопухолевое действие ФС и её антиметастатическую активность оценивали в соответствии с действующими методическими рекомендациями [3] путем измерения размеров первичного опухолевого узла, его массы (в конце эксперимента), расчета индекса торможения роста опухоли (ТРО). Количество метастазов в легких подсчитывали после фиксации их в растворе Карнуа с помощью бинокулярной лупы МБС-9 при увеличении 8*2.
Статистическую обработку полученных результатов проводили методами вариационной статистики [1], использовали параметрические (t Стьюдента и Ньюмена-Кейлса) критерии. Нормальность распределения определяли с помощью одномерного дисперсионного анализа или критерия Шапиро-Уилка. Использовали пакет программ по статистике BioStat.
Результаты и их обсуждение. На первом этапе исследования изучили острую токсичность ФС вещества ЛХТ-14-10 при внутрижелудочном введении белым лабораторным мышам. Результаты исследования моноконденсированной системы, а также препарата сравнения циклофосфамида, представлены в табл. 1. Из предлагаемых в таблице данных хорошо видно, что исследуемое соединение более, чем в десять раз менее токсично, нежели референтное лекарственное средство циклофосфамид при введении внутрь. При этом, исследуемое вещество с лабораторным шифром ЛХТ-14-10 относится к классу 4
(нетоксичные вещества) классификации токсичности химических веществ в соответствии с ГОСТом 12.1.007 - 76.
Таблица 1
Острая токсичность вещества ЛХТ-14-10 при внутрижелудочном введении мышам
Результаты исследования противоопухолевого действия соединения из группы производных моно-конденсированных и бициклических систем на модели сингенной опухоли - карциномы легкого Льюис представлены в табл. 2. Из представленных данных хорошо видно, что внутрижелудочное введение изучаемого вещества в дозе 50 мг/кг в сутки на протяжении 5 суток с 7 дня после трансплантации опухолевых клеток животным сопровождается статистически значимыми различиями в объеме опухоли между контрольной группой и группой животных, получавших препарат сравнения циклофосфамид в эквитоксической дозе, на 14-х и 22-х сутках наблюдения. В эти же временные интервалы статистической значимостью отличался и индекс торможения роста опухоли.
Таким образом, в отличие от препарата сравнения, производное с лабораторным шифром ЛХТ-14-10 отличается большей силой противоопухолевого действия в отношении первичного опухолевого узла, формирующегося в месте трансплантации опухолевых клеток в организм мышей.
Таблица 2
Характеристика противоопухолевого эффекта ЛХТ-14-10 при его внутрижелудочном введении мышам с LLC коротким курсом - в течение 5 суток
Соединение, лекарственный препарат, доза Объем опухоли в мм3 Индекс торможения роста опухоли на 22 сутки
14 сутки 22 сутки
Контроль с LLC (крахмальный клейстер) n=7 4726±24 8577±31 -
Циклофосфамид (препарат сравнения) n=7 18,0 мг/кг/сут 3252±17* 6684±28* 22,0
Производное с лабораторным шифром ЛХТ-14-10 n=7 50,0 мг/кг/сут 2496±19а 4176±22а 51,3
Примечание: * - различия при сравнении с контролем с LLC статистически достоверны при р<0,05; 0 - различия при сравнении с контролем и циклофосфамидом статистически достоверны при р<0,05 (одномерный дисперсионный анализ, критерий Ньюмена-Кейлса)
Соединение (препарат) ЛД50, мг/кг, M±m Доверительный интервал при р=0,05
Циклофосфамид (препарат сравнения) 360±10 3Ш410
Производное аминохромена с лабораторным шифром ЛХТ-14-10 5000±90* 4730^6270
Примечание: * - различия статистически достоверны (р=0,003, одномерный дисперсионный анализ, критерий С Стьюдента)
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2019 - V. 26, № 1 - P. 63-66
Таблица 3
Антиметастатический эффект ЛХТ-14-10 при курсовом внутрижелудочном введении у мышей с LLC
Примечание: * - различия при сравнении с контролем с опухолью статистически достоверны при р<0,05; а - различия при сравнении с контролем и циклофосфамидом (препаратом сравнения) статистически достоверны при р<0,05 (одномерный дисперсионный анализ, критерий Ньюмена-Кейлса)
В заключительной части исследования оценили антиметастатическое действие исследуемого соединения с лабораторным шифром ЛХТ-14-10 на син-генной опухолевой модели. Из представленных в табл. 3 данных видно, что внутрижелудочное введение ЛХТ-14-10 в изучаемой дозе на протяжении
5 суток сопровождается статистически значимыми различиями как в количестве, так и объеме метастатического поражения легких животных при сравнении с мышами контрольной группой и группы животных, получавших референтное противоопухолевое средство циклофосфамид в эквитоксической дозе, на 22-е сутки формирования опухоли.
Заключение. Таким образом, анализируя полученные результаты, можно отметить, что курсовое (в течение 5 суток) внутрижелудочное введение фармацевтической субстанции вещества ЛХТ-14-10, по химической природе являющегося представителем класса моноконденсированных и бициклических систем, сопровождается формированием противоопухолевого и антиметастатического эффекта, не уступающего по своей силе референтному противо-бластомному средству из группы алкилирующих соединений циклофосфамиду. При этом, по своим токсикологическим характеристикам исследуемое вещество значительно превосходит препарат сравнения. Полученные результаты позволяют предполагать большую селективность противоопухолевого эффекта исследуемого соединения, позволяющую при сопоставимой активности, оказывать меньшее негативное влияние на организм животного, чем это наблюдается у представителя классической группы химиотерапевтических противоопухолевых средств.
Соединение (препарат) Частота метастазирова-ния Среднее число поверхностных метастазов Индекс ингиби-рования метаста-зирования
Контроль с LLC (крахмальный клейстер)n=7 100 97,2±4,3 -
Циклофосфамид (препарат сравнения) n=7 18,0 мг/кг 90 72,4±2,5* 25,5
Производное с лабораторным шифром ЛХТ-14-10 n=7 50,0 мг/кг 70 56,3±2,8а 42,0
ON ANTI-TUMOR AND ANTI-METASTATIC EFFECTS OF LHT-14-10
M.O. DUDINA, E.V. BLINOVA, D.A. ROSHCHIN, D.S. BLINOV, A.I. MAKSIMKIN
National Research Ogarev Mordovia State University, 430005, Bolshevistskaya Str., 68, Saransk, Russia, e-mail: bev-
saransk@yandex.ru
Abstract. In experiments in 40 white non-linear 18-22 g mice of both sexes acute toxicity of LHT-14-10 was studied in intragastric administration. The compound LD50 index is 5000±90 mg/kg (CI at 95% significance level is 4730 to 6270 mg/kg). On the syngeneic tumor model, lung Lewis carcinoma (LLC) in linear immunodeficient C57B1/ 6 mice, intragastric administration of the substance at a dose of 50 mg/kg per day for 5 days from day 7 after tumor cell transplantation was accompanied by a statistically significant decrease in tumor volume when compared to the animals in the control group and a group of animals who received cyclophosphamide as a comparative drug in an equitoxic dose on the 14th and 22nd day of observation. At the same time intervals, under the administration of LHT-14-10, the inhibition index of tumor growth also increased. When studying the anti-metastatic effect of the substance with its intragastric administration for 5 days, a significant decrease in both the amount and volume of metastatic lung injury was established when compared with the mice of the control group and the group of cyclophosphamide on the 21st day of tumor formation. Hence, the compound LHT-14-10 has antitumor and anti-metastatic activity against lung carcinoma, while the substance is less toxic than the comparative drug cyclophosphamide.
Key words: LHT-14-10, antitumor activity, anti-metastatic action, cyclophosphamide, lung Lewis carcinoma, acute toxicity, intragastric administration.
Литература / References
1. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: «Практика», 1999. 467 с. / Glanc S. Mediko-biologicheskaya statistika [Biomedical statistics]. Moscow: «Praktika»; 1999. Russian.
2. Гуськова T.A. Токсикология лекарственных средств. M.: Издательский дом "Русский врач", 2003. С. 20-24 / Gus'kova TA. Toksikologiya lekarstvennyh sredstv [Toxicology of drugs]. Moscow: Izdatel'skij dom "Russkij vrach"; 2003. Russian.
3. Трещалина E.M., Жукова О.С., Герасимова Г.К. Методические рекомендации по доклиническому изучению
противоопухолевой активности лекарственных средств. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. Под ред. А.Н. Миронова. М.: Гриф и К, 2012. С. 640-654 / Treshchalina EM, ZHu-kova OS, Gerasimova GK. Metodicheskie rekomendacii po dok-linicheskomu izucheniyu protivoopuholevoj aktivnosti lekarstvennyh sredstv. Rukovodstvo po provedeniyu doklini-cheskih issledovanij lekarstvennyh sredstv. CHast' pervaya. Pod red. A.N. Mironova [Guidelines for preclinical study of anticancer activity of drugs. Guidelines for pre-clinical trials of drugs. Part one. Ed. Mironova]. Moscow: Grif i K; 2012. Russian.
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2019 - V. 26, № 1 - P. 63-66
4. Cheang J., Long J., Zhuo S. Anticancer drug-loaded multifunctional nanoparticles to enhance the chemotherapeu-tic efficacy in lung cancer metastasis // J. Nanobiotechnology. 2014. Vol. 12. P. 1-11 / Cheang J, Long J, Zhuo S. Anticancer drug-loaded multifunctional nanoparticles to enhance the chemotherapeutic efficacy in lung cancer metastasis. J. Nano-biotechnology. 2014;12:1-11.
5. Davidson M.R., Gazdar A.F., Clarke B.E. The pivotal role of pathology in the management of lung cancer // J. Thorac. Dis. 2014. Suppl. 5. P. 463-478 / Davidson MR, Gazdar AF, Clarke BE. The pivotal role of pathology in the management of lung cancer. J. Thorac. Dis. 2014;5:463-78.
6. Seve P., Isaac S., Tredan O. Expression of class III beta-tubulin is predictive of patient outcome in patients with non-small cell lung cancer receiving vinorelbine-based chemotherapy // Clin. Cancer Res. 2015. Vol. 11. P. 5481-5486 / Seve P, Isaac S, Tredan O. Expression of class III beta-tubulin is predictive of patient outcome in patients with non-small cell lung cancer receiving vinorelbine-based chemotherapy. Clin. Cancer Res. 2015;11:5481-6.
7. Hammerschmidt S., Wirtz S. Lung Cancer: Current Diagnosis and Treatment // Dtsch. Arztebl. Int. 2009. Vol. 106. P. 809-821 / Hammerschmidt S, Wirtz S. Lung Cancer: Current
Diagnosis and Treatment. Dtsch. Arztebl. Int. 2009;106:809-21.
8. Mollberg N., Surati N., Demchuk C. Mind-mapping for lung cancer: towards a personalized therapeutics approach // Adv. Ther. 2013. Vol. 28. P. 173-194 / Mollberg N, Surati N, Demchuk C. Mind-mapping for lung cancer: towards a personalized therapeutics approach. Adv. Ther. 2013;28:173-94.
9. Parente Lamelas I., Abal Arca J., Fírvida Pérez J.L. Parente Lamelas, I. Directed therapies in lung cancer: new hope? // Arch. Bronconeumol. 2012. Vol. 48. P. 367-371 / Parente Lamelas I, Abal Arca J, Fírvida Pérez JL. Parente Lamelas, I. Directed therapies in lung cancer: new hope? Arch. Bronco-neumol. 2012;48:367-71.
10. Tovar I., Expósito J., Jaén J. Pattern of use of radiotherapy for lung cancer: a descriptive study // BMC Cancer. 2014. Vol. 14. P. 697 / Tovar I, Expósito J, Jaén J. Pattern of use of radiotherapy for lung cancer: a descriptive study. BMC Cancer. 2014;14:697.
11. Cagle P.T., Allen T.C., Dacic S. Revolution in lung cancer: new challenges for the surgical pathologist // Arch. Pathol. Lab. Med. 2013. Vol. 135. P. 110-116 / Cagle PT, Allen TC, Dacic S. Revolution in lung cancer: new challenges for the surgical pathologist. Arch. Pathol. Lab. Med. 2013;135:110-6.
Библиографическая ссылка:
Дудина М.О., Блинова Е.В., Рощин Д.А., Блинов Д.С., Максимкин А.И. К вопросу о противоопухолевой и антиметастатической активности вещества ЛХТ-14-10 // Вестник новых медицинских технологий. 2019. №1. С. 63-66. Б01: 10.24411/1609-2163-201916115.
Bibliographic reference:
Dudina MO, Blinova EV, Roshchin DA, Blinov DS, Maksimkin AI. K voprosu o protivoopukholevoy i antimetastaticheskoy aktivnosti veshchestva LKhT-14-10 [On anti-tumor and anti-metastatic effects of LHT-14-10]. Journal of New Medical Technologies. 2019;1: 63-66. DOI: 10.24411/1609-2163-2019-16115. Russian.
