CC BY
75
УДК: 615.277.3.065:615.322:612.119
СНИЖЕНИЕ ТОКСИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ПАКЛИТАКСЕЛА НА СИСТЕМУ КРОВИ ВОДОРАСТВОРИМЫМИ ПОЛИСАХАРИДАМИ МАТЬ-И-МАЧЕХИ ОБЫКНОВЕННОЙ И АИРА БОЛОТНОГО
Е.А. Сафонова, Т.Г. Разина, К.А. Лопатина,
Е.П. Федорова, Е.П. Зуева, А.М. Гурьев
НИИ фармакологии СО рАМН, г. томск 634028, г. томск, пр. ленина, 3; e-mail: zep0929@mail.ru
Водорастворимые полисахариды мать-и-мачехи обыкновенной и аира болотного снижают гематотоксический эффект паклитаксела у мышей-самок линии С57В1/6 с карциномой легких Льюис. Растительные полисахариды повышают уровень нейтрофильных гранулоцитов в периферической крови, увеличивают количество незрелых и зрелых нейтрофилов в костном мозге, а также количество эритроидных клеток, при этом их гемостимулирующий эффект на гранулоциты сравним с таковым у препарата рекомбинантного колониестимулирующего фактора нейпогена.
Ключевые слова: полисахариды, паклитаксел, нейпоген, костный мозг.
REDUCTION IN PACLITAXEL TOXIC EFFECT ON BLOOD SYSTEM WITH THE HELP OF WOTER-SOLUBLE POLUSACCHARIDES FROM TUSSILAGO FARFARA AND ACORUS CALAMUS Safonova E.A., Razina T.G., Lopatina K.A., Fedorova E.P., Zueva E.P Pharmacology Research institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Science, Tomsk 3, Lenina Street, Tomsk 636028, e-mail: zep0929@mail.ru
Water-soluble polysaccharides reduce paclitaxel toxic effect on blood system in mice with Lewis lung carcinoma. Plant polysaccharides rise the level of neutrophilic granulocytes in peripheral blood and increase the number of mature and immature neutrophils in bone marrow, as well as they increase the number of erythroid cells.
Keywords: рolysaccharides, paclitaxel, neypogen, bone marrow.
Современная химиотерапия с целью наиболее полного уничтожения опухолевых клеток предполагает использование антибластомных препаратов в максимально переносимых дозах, что приводит к повреждению быстро обновляющихся клеточных систем. К числу самых распространенных видов токсичности химиопрепаратов следует отнести миелоток-сичность [8]. Повреждение костного мозга сопровождается снижением содержания числа лейкоцитов, тромбоцитов и эритроцитов периферической крови, при этом наиболее опасным проявлением миелодепрессии является нейтропения, которая в значительной степени повышает риск инфекционных осложнений [9]. Паклитаксел - препарат из группы таксанов, эффективный при злокачественных новообразованиях различной локализации, обладает существенной дозолимитирующей гематотоксичностью [3, 5]. В связи с этим поиск и разработка препаратов, снижающих
токсичность цитостатиков на систему крови, является актуальной задачей.
Перспективными в этом плане являются растительные полисахариды, которые стимулируют иммунную систему, усиливают процесс фагоцитоза, повышают количество лимфоцитов в крови и лимфоидных органах [6]. Установлен факт активации процессов кроветворения некоторыми полисахаридами, особенно эритроидного ростка [7]. При введении в организм растительные полисахариды стимулируют обмен веществ, способствуя процессам регенерации. Ранее показано, что полисахариды растений способны повышать эффективность химиотерапии перевиваемых опухолей [2]. Таким образом, представилось целесообразным изучить действие водорастворимых полисахаридов мать-и-мачехи обыкновенной и аира болотного на показатели костномозгового кроветворения и периферической крови в условиях терапии паклитакселом животных с карциномой легких Льюис.
Материал и методы
Эксперимент выполнен на 6Q мышах-самках линии С57В1/6 массой 2Q-21 г. Животные 1-й категории поступали из лаборатории экспериментального биомоделирования НИИ фармакологии СО РАМН (сертификат имеется). Карциному легких Льюис (LLQ перевивали внутримышечно по 5-6 млн опухолевых клеток в Q,1 мл физиологического раствора. Для моделирования цитостатической миелосупрессии использовали паклитаксел («Д-р Редди'с Лабо-раторис Лтд», Индия, г. Хайдерабат), который вводили внутрибрюшинно, однократно в дозе 32 мг/кг на 14-е сут развития опухоли.
Водорастворимые полисахариды (ВРПС) мать-и-мачехи обыкновенной и аира болотного получены на кафедре химии ГОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (г. Томск) из фармакопейного растительного сырья фракционным методом. ВРПС вводили мышам внутрибрюшинно в дозе 2Q мг/кг, начиная с 7-х сут после перевивки опухоли в течение 12 сут. Контрольная группа животных получала внутрижелудочно дистиллированную воду и внутримышечно физиологический раствор в аналогичном режиме.
В качестве препарата сравнения в работе использовался нейпоген (Ф. Хоффманн-Ля Рош Лтд., Швейцария) - рекомбинантный колониестимулирующий фактор, активное вещество - филграстим. Нейпоген растворяли 5 % раствором глюкозы и вводили мышам подкожно в дозе 3Q мг/кг на следующий день после введения паклитаксела и продолжали в течение 5 сут. Эксперимент заканчивали на 21-е сут после перевивки опухоли. На 4-е и 7-е сут после введения паклитаксела определяли показатели миелограмм и периферической крови. Для подсчета лейкограммы проводили микроскопическое исследование цитологических препаратов, окрашенных азуром II-эозином. Общепринятыми гематологическими методами подсчитывали общее количество миелокариоцитов в костном мозге и определяли на мазках содержание отдельных клеточных форм. Статистическую обработку результатов проводили с помощью критерия Вилкоксона-Манна-Уитни [1].
Результаты и обсуждение
На 4-е сут после однократного введения паклитаксела в дозе 32 мг/кг мышам-самкам линии С57В1/6 с карциномой легких Льюис обнаружено выраженное токсическое действие препарата на клетки белой крови: снижение общего количества лейкоцитов (в 2 раза, р<0,01) происходило в основном за счет уменьшения числа сегментоядерных нейтрофилов и лимфоцитов (в 14,0 и 1,6 раза соответственно, р<0,01). При анализе миелограмм отмечено снижение общей клеточности костного мозга (в 1,6 раза, р<0,05), числа зрелых и незрелых нейтрофильных грану-лоцитов - в 2,2-2,3 раза (р<0,01) относительно этих значений в контроле. Достоверного воздействия паклитаксела на такие показатели миелограммы, как эозинофильные гранулоциты, эритрокариоциты, лимфоидные клетки и моноциты, не обнаружено (табл. 1, 2).
К этому же сроку наблюдения у животных, получавших паклитаксел совместно с ВРПС мать-и-мачехи обыкновенной, число нейтро-фильных лейкоцитов в периферической крови оказалось достоверно выше: палочкоядерных -в 5,7 раза, сегментоядерных - в 3,7 раза. У мышей, леченных паклитакселом и ВРПС аира болотного, повышенным в 4,2 раза (р<0,01) оказалось число сегментоядерных нейтрофилов, однако количество лимфоцитов было сниженным (табл. 1).
На 4-е сут после инъекции паклитаксела у мышей, получавших цитостатик совместно с ВРПС мать-и-мачехи и аира, общее количество миелокариоцитов было достоверно выше (в 1,7—1,8 раза) такового у мышей группы монохимиотерапии и оказалось на уровне контрольных значений. Содержание незрелых и зрелых нейтрофильных грану-лоцитов в костном мозге животных обеих комбинированных групп с высокой степенью достоверности отличалось от этих показателей у мышей, леченных только паклитакселом: при добавлении ВРПС аира и мать-и-мачехи число незрелых гранулоцитов было в 2,7—2,8 раза выше, количество зрелых нейтрофильных гранулоцитов оказалось больше в 2,5 раза. Следует отметить и повышенное количество эритрокариоцитов в костном мозге мышей, получавших цитостатик с ВРПС мать-и-мачехи
Таблица 1
Изменение клеточного состава лейкоцитарной формулы у мышей-самок линии С57ВІ/6 с LLС под влиянием ВРПС мать-и-мачехи обыкновенной, аира болотного и нейпогена на
фоне терапии паклитакселом (Х±т), Г/л
Группа наблюдения Количество лейкоцитов Нейтрофилы Лимфоциты Моноциты Эозипофи- лы
Палочкоядерные Сегмептоядерпые
4-е сут после введения паклитаксела
1. Контроль 13,Q3 ± Q,82 Q,22 ± Q,Q7 3,Q7 ± Q,44 9,28 ± Q,63 Q,33 ± Q,Q7 Q,13 ± Q,Q6
2.Паклитаксел 6,4Q ± Q,37 Q,Q7 ± Q,Q2 Q,22 ± 0,05 5,87 ± Q,37 1-2р<0,01 Q,25 ± Q,Q7 -
3.Паклитаксел + ВРПС мать-и-мачехи 6,52 ± Q,49 Q,4 ± Q,Q4 2-3р<0,01 Q,82 ± Q,26 2-3р<0,05 5,Q5 ± Q,58 Q,25 ± Q,Q7 -
4. Паклитаксел + ВРПС аира 4,87 ± Q,83 2-4р<0,05 Q,Q7 ± Q,Q2 Q,93 ± Q,29 2-4р<0,01 3,72 ± Q,55 2-4р<0,05 Q,15 ± Q,Q3 -
5. Паклитаксел + нейпоген 12Д7 ± 1,18 2^^^ Q,72 ± Q,17 2-5р<0,01 2,3 ± Q,61 2-5р<0,05 8,25 ± Q,71 2-5р<0,01 Q,57 ± Q,11 2-5р<0,05 Q,Q2 ± Q,Q2
7-е сут после введения паклитаксела
1. Контроль 15,63 ± 1,Q9 - 4,83 ± Q,31 9,63 ± Q,8Q Q,93 ± Q,14 1,33 ± Q,61
2. Паклитаксел 15,85 ± 1,4Q Q,Q2 ± Q,Q2 3,7Q ± Q,49 1-2р<0,05 Ю,73 ± 1,29 1,35 ± Q,2Q 1-2р<0,05 Q,Q7 ± Q,Q7
3. Паклитаксел + ВРПС мать-и-мачехи 17,45 ± 2,19 - 7,12 ± 1,12 2-3р<0,05 9,23 ± 1,Q3 Q,98 ± Q,13 Q,12 ± Q,Q83
4. Паклитаксел + ВРПС аира 17,78 ± 1,68 Q,15 ± Q,Q6 6,15 ± Q,72 2-4р<0,05 Ю,25 ± Q,82 1,37 ± Q,22 Q,Q2 ± Q,Q2
5. Паклитаксел + нейпоген 3Q,62 ± 6,94 2-5р<0,05 - Ю,58 ± 2,31 2-5р<0,01 17,72 ± 4,19 2,32 ± Q,46 2-5р<0,05 Q,Q3 ± Q,Q3
Примечание. Подсчет показателей производили у 5 животных в группе. Перед уровнем значимости р указаны номера сравниваемых групп.
и аира, относительно этих данных у мышей, леченных одним цитостатиком (табл. 2).
Лейкопенический эффект паклитаксела под влиянием нейпогена снижался за счет значительного повышения числа палочкоядерных и сегментоядерных нейтрофилов, лимфоцитов и моноцитов (табл. 1). В то же время следует отметить, что значения показателей костномозгового кроветворения под действием рекомбинантного колониестимулирующего фактора находились на уровне таковых в группах, получавших ВРПС аира и мать-и-мачехи, кроме того, в этих группах зафиксировано достоверное увеличение эритрокариоцитов, чего не наблюдалось при применении нейпогена (табл. 2).
На 7-е сут после введения паклитаксела общее количество лейкоцитов и лимфоцитов в периферической крови животных увеличилось
и оказалось на уровне контрольных значений, число моноцитов превысило контрольный уровень в 1,5 раза (р<0,05), однако число сегментоядерных нейтрофилов было все еще ниже такового (в 1,3 раза, р<0,05). Общая клеточность костного мозга мышей также была сниженной (в 1,4 раза, р<0,05), как и количество незрелых и зрелых нейтрофильных гранулоцитов (в 1,8 раза, р<0,01), по сравнению с этими значениями в группе контроля (табл. 1, 2).
К этому сроку наблюдения в периферической крови мышей, получавших комбинированную терапию, отмечено восстановление общего количества лейкоцитов, причем при использовании нейпогена этот показатель превысил контрольное значение в 2 раза (р<0,05). Статистически значимым оказалось повышение числа сегментоядерных нейтрофилов: при добавлении
Таблица 2
Изменение показателей миелограмм у мышей линии С57В1/6 с LLC под влиянием ВРПС мать-и-мачехи обыкновенной, аира болотного и нейпогена на фоне терапии
паклитакселом (Х±т), 106/бедро
Группа наблюдения Показатели миелограммы
Общая клеточность Незрелые ней-трофильпые гранулоциты Зрелые пейтрoфиль- ные гранулоциты Эозино- фильпые гранулоци- ты Эритрока- риоциты Лимфоид- пые клетки Мопоциты
4-е сут после введения паклитаксела
1. Контроль 6Q,83 ± 6,52 15,67 ± 2,5 18,33 ± 1,78 1,QQ ± Q,36 13,83 ± 1,33 11,83 ± 1,47 Q,3Q ± Q,14
2. Паклитаксел 38,67 ± 5,7Q 6,67 ± 1,17 8,5Q ± 2,Q4 Q,1Q ± Q,Q6 11,QQ ± 1,59 12,17 ± 1,83 Q,1Q ± Q,Q7
3. Паклитаксел + ВРПС мать-и-мачехи 69,17 ± 9,63 2-3р<0,05 18,5Q ± 3,21 21,17 ± 2,96 2-3р<0,01 1,Q7 ± Q,49 14,5Q ± 1,36 2-3р<0,05 15,17 ± 2,4 Q,33 ± Q,21
4. Паклитаксел +ВРПС аира 67,17 ± 7,35 18,33 ± 2,12 2-4р<0,01 2Ш ± 2,92 2-4р<0,01 Q,67 ± Q,33 16ДО ± 1,93 2-4р<0,01 Ю,83 ± 1,66 0,50 ± Q,22
5. Паклитаксел + нейпоген 61,17±6,15 2-5р<0,05 16,33 ± 2,25 2-5р<0,01 18,QQ ± 1,48 2-5р<0,01 1Д7 ± Q,33 2-5р<0,05 16,33 ± 2,5 9,QQ ± 1,18 1,Q7 ± Q,33 2-5р<0,05
7-е сут после введения паклитаксела
1. Контроль 72^ ± 5,85 12,QQ ± 1,13 27^ ± 2,18 0,50 ± Q,22 18ДО ± 1,44 14^ ± 1,67 0,50 ± Q,22
2. Паклитаксел 51,5Q ± 7,99 6,5Q ± 1,36 14,67 ± 2,64 1-2р<0,01 Q,Q8 ± Q,Q8 14,83 ± 1,64 15,5Q ± 2,93 Q,33 ± Q,33
3. Паклитаксел + ВРПС мать-и-мачехи 82^ ± 2,48 2-3р^^1 15,83 ± Q,79 2-3р<0,01 29^ ± 1,79 2-3р<0,01 Q,67 ± Q,21 22^ ± 1,84 2-3р<0,05 14,5Q ± 1,43 Q,33 ± Q,21
4. Паклитаксел + ВРПС аира 74,67 ± 2£6 2-4р<0,05 13,83 ± Q,7Q 2-4р<0,01 25,00 ± 1,34 2-4р<0,01 Q,33 ± Q,21 16,5Q ± Q,85 18,5Q ± 1,34 ± Q,22
5. Паклитаксел + пейпогеп 79,33 ± 8£7 2-5р<0,05 17,QQ ± 2,42 2-5р<0,01 3Q,33 ± 4^ 2-5р<0,01 0,50 ± Q,22 18,5Q ± 2,73 12,5Q ± 1,54 0,50 ± Q,22
Примечание. Подсчет показателей производили у 5 животных в группе. Перед уровнем значимости р указаны номера сравниваемых групп.
в схему лечения ВРПС мать-и-мачехи обыкновенной - в 1,9 раза, аира болотного - в 1,7 раза, нейпогена - в 2,9 раза относительно этих данных у мышей, леченных только паклитаксе-лом. Кроме того, под воздействием нейпогена достоверно возрастало количество моноцитов -в 1,7 раза (табл. 1).
На 7-е сут после введения паклитаксела общее количество миелокариоцитов в костном мозге мышей, получавших цитостатик совместно с ВРПС аира болотного и мать-и-мачехи обыкновенной, оказалось достоверно выше (в 1,4—1,6 раза) относительно такового в группе животных, получавших один паклитаксел. Повышение общего количества кариоцитов у
животных, которым вводили ВРПС аира и мать-и-мачехи на фоне химиотерапии, происходило за счет увеличения количества незрелых и зрелых нейтрофильных гранулоцитов. Зафиксировано также статистически значимое увеличение числа эритроидных клеток в костном мозге животных, получавших паклитаксел с ВРПС мать-и-мачехи обыкновенной, количество которых оказалось в 1,5 раза больше, чем у мышей группы монохимиотерапии. Количество лимфоидных клеток и моноцитов у животных обеих комбинированных групп не отличалось от этих показателей у мышей, которым вводили только цитостатик. Обращает на себя внимание тот факт, что в этот срок наблюдения у мышей, по-
лучавших паклитаксел совместно с нейпогеном, показатели общей клеточности костного мозга, количество зрелых и незрелых нейтрофилов достоверно увеличивались относительно таковых у мышей группы монохимиотерапии, однако не отличались от этих данных у животных, леченных паклитакселом и ВРПС (табл. 2).
Таким образом, результаты эксперимента показали, что ВРПС мать-и-мачехи обыкновенной и аира болотного способствовали снижению гематотоксичности и более быстрому восстановлению показателей гемопоэза, подавленных в результате цитостатического воздействия, а также не снижали ингибирующего эффекта паклитаксела на развитие опухоли. Гемостимулирующий эффект ВРПС на гранулоциты был сравним с таковым у препарата сравнения нейпогена. Кроме того, ВРПС, в отличие от нейпогена, стимулировали образование эри-троидных клеток в костном мозге мышей с LLG На основе анализа литературных [5,6] и полученных данных можно предположить, что механизм увеличения числа клеток периферической крови связан с усилением процессов дифференцировки в костном мозге и выходом созревших кроветворных клеток в кровоток. Известно, что растительные полисахариды могут активизировать клетки стромы костного мозга, синтезирующие гликозаминогликаны и про-теогликаны — регуляторы процессов гемопоэза, которые ускоряют пролиферацию и дифферен-цировку клеток эритроидного, лимфоидного и лейкоцитарного рядов в костном мозге. Важно отметить наличие у препарата таких побочных эффектов, как местные реакции на введение,
костно-мышечные боли и аллергические проявления [3], чего не наблюдается при использовании ВРПС. Кроме того, стоимость нейпогена в отличие от средств растительного происхождения, обеспеченных богатой сырьевой базой, достаточно высока. Таким образом, растительные полисахариды являются перспективными для создания на их основе препаратов-корректоров гематотоксичности антибластомных средств, не стимулирующих развитие злокачественных опухолей [4].
ЛИТЕРАТУРА
1. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1980. 293 с.
2. Лопатина К.А., Разина Т. Г., Зуева Е.П. и др. Роль биологически активных веществ лекарственных растений в повышении эффективности цитостатической терапии перевиваемых опухолей // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2005. Прил. № 1. С. 35—41.
3. Машковский М.Д. Лекарственные средства. М.: Новая волна, 2008. 1206 с.
4. Сафонова Е.А., Лопатина К.А., Федорова Е.П. Коррекция показателей периферической крови мышей водорастворимыми полисахаридами мать-и-мачехи обыкновенной и аира болотного на фоне применения паклитаксела // Вестник новых медицинских технологий. 2009. Т. 16, № 2. Прил. 8: Всероссийская университетская научно-практическая конференция молодых ученых по медицине. С. 148—150.
5. Стенина М.Б. Паклитаксел в клинической практике / Под ред. Н.И. Переводчиковой. М., 2003. С. 81—117.
6. Сычев И.А. Влияние полисахарида донника желтого ВРПК на некоторые свойства иммунной системы животных // Российский медико-биологический вестник им. акад. И.П. Павлова. 2004. № 3—4. С. 71—78.
7. Сычев И.А., Порядин Г.В., Смирнов ВМ. Действие полисахаридов на систему крови крыс // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2006. № 5. С. 530—533.
8. Химиотерапия опухолевых заболеваний / Под ред. Н.И. Пе-реводчиковой. М., 2000. 392 с.
9. Freifeld A.G., Walsh T. J., Pizzo P.A. Clinical approaches to infections in the compromised host. Hematology // Basic Principles and Practice. 2000. Vol. 79. Р 1443—1500.
Поступила 24.09.09
