CC BY
32
Евстратова Е.С.1, Омельченко А.О.2 ©
'Н.с., 2л.-исс. биофизическая лаборатория, ФГБУ Медицинский радиологический научный
центр МЗ России, Обнинск, РФ
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОДНОВРЕМЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ И ГИПЕРТЕРМИИ НА ДИПЛОИДНЫЕ ДРОЖЖЕВЫЕ КЛЕТКИ
Аннотация
Изучены закономерности проявления синергизма при одновременном комбинированном действии гипертермии с противоопухолевыми препаратами на выживаемость дрожжевых клеток. Установлено, что имеется определенный диапазон температур, в пределах которого можно наблюдать синергическое усиление одновременного действия противоопухолевого препарата и повышенной температуры. Любое отклонение температуры от оптимального значения приводит к уменьшению синергизма. Повышение концентрации препаратов приводило к смещению максимального синергизма в область более высоких температур. Обсуждаются возможные механизмы наблюдавшихся закономерностей.
Ключевые слова: синергизм, гипертермия, цисплатин, циклофосфамид, дрожжи.
Keywords: synergism, hyperthermia, cisplatin, cyclophosphamide, yeast cells.
Ранее были установлены закономерности проявления синергических эффектов на клеточном уровне при комбинированном действии гипертермии с ионизирующим излучением [1, 2, 54-62; 3, 42-56]. Представляет интерес изучить закономерности комбинированного действия противоопухолевых препаратов и гипертермии на дрожжевые клетки с целью поиска оптимальных режимов для достижения максимального значения синергизма.
Объектом исследования в данной работе являлись диплоидные дрожжевые клетки Saccharomyces cerevisiae, штамм XS800. В качестве одного из химических агентов использован цисплатин - цитотоксический препарат алкилирующего действия (ООО «ЛЭНС-ФАРМ», Россия). Концентрация препарата составляла 0,25 мг/мл. Также использовался циклофосфамид (Бакстер Онкология ГмбХ, Германия) в двух концентрациях - 2 мг/мл и 6 мг/мл. Гипертермическое воздействие осуществляли суховоздушным термостатом.
Для оценки синергического эффекта используется коэффициент синергического усиления [1, 3, 13-15], определяемый отношением продолжительностей воздействия на теоретической кривой выживаемости, ожидаемой при независимом сложении эффектов от обоих агентов, к соответствующей продолжительности воздействия, оцененной по экспериментальной кривой выживаемости, полученной после одновременного
комбинированного воздействия.
© Евстратова Е.С., Омельченко А.О., 2014 г.
Коэффициент синергического усиления
Рис. 1. Зависимость выживаемости дрожжевых клеток от продолжительности воздействия повышенной температуры (48 °С) с цисплатином и без него: 1 - кривая выживаемости дрожжевых клеток после действия цисплатина при комнатной температуре, 2 - кривая выживаемости дрожжевых клеток после действия одной температуры, 3 - теоретическая кривая выживаемости дрожжевых клеток, рассчитанная при независимом действии агентов, 4 - экспериментальная кривая выживаемости дрожжевых клеток после действия температуры и цисплатина
На рис. 1 представлены результаты определения выживаемости клеток после отдельного применения цисплатина, гипертермии (48 °С), после совместного воздействия цисплатина и повышенной температуры, а также теоретическая кривая, рассчитанная при условии независимого сложения эффектов этих факторов. Видно, что экспериментальная кривая располагается ниже теоретически ожидаемой кривой. Это означает, что в данном случае имеет место синергическое взаимодействие гипертермии и цисплатина. Коэффициент синергического усиления в данном случае равен 1,7. Аналогичные кривые выживаемости получены для других действующих температур. Используя весь набор этих данных, мы рассчитали зависимость коэффициента синергизма от температуры, при которой происходило воздействие (рис. 2). Видно, что коэффициент синергического усиления по мере увеличения действующей температуры сначала увеличивается, достигает максимума, затем уменьшается. Это означает, что синергическое взаимодействие гипертермии и химического агента наблюдается только в определенном температурном диапазоне, причем существует оптимальная температура, обеспечивающая максимальное синергическое взаимодействие.
Рис. 2. Зависимость коэффициента синергического усиления одновременного действия цисплатина и гипертермии на дрожжевые клетки от действующей температуры
Аналогичные данные получены и для циклофосфамида (рис. 3). Видно, что диапазон температур, усиливающий действие препарата, смещается в область более высоких температур с увеличением его концентрации.
Рис. 3. Зависимость коэффициента синергического усиления одновременного действия гипертермии и циклофосфамида различной концентрации (кривая 1 - 2 мг/мл; кривая 2 - 6 мг/мл) на дрожжевые клетки от температуры, при которой действовал препарат
Таким образом, представленные результаты, а также данные других авторов,
полученные на клетках млекопитающих [4-8], указывают на принципиальную возможность
достижения максимального синергизма при термохимиотерапии и достижения существенного
прогресса в клинической медицине [9-17].
Литература
1. Е.С. Евстратова, Г.П. Жураковская, В.Г. Петин Влияние интенсивностей факторов окружающей среды на их взаимодействие в биосфере // Науков1 пращ., Сер1я «Техногенна безпека». - 2012. - Т. 185. - Вып. 173. С. 17 - 21.
2. В.Г. Петин, Г.П. Жураковская - Синергизм и интенсивность факторов окружающей среды. -Обнинск: ИАТЭ, 1999. - 105 с.
3. В.Г. Петин, Г.П. Жураковская, Л.Н. Комарова - Радиобиологические основы синергических взаимодействий в биосфере. М.: ГЕОС, 2012. 219 с.
4. А.О. Омельченко, Е.С. Евстратова, Л.Н. Комарова, Е.Н. Рыжикова - Проявление синергизма при одновременном воздействии гипертермии и противоопухолевых препаратов на дрожжевые клетки // Цитология. - 2013. - №56(2). - С. 165 169.
5. В.Г. Петин Чувствительность дрожжевых клеток к одновременному воздействию ионизирующей радиации и повышенной температуры // Радиобиология. 1977. №17 (3). С. 360-366.
6. 6. H. Eichholtz-Wirth, B. Hietel Heat sensitization to cisplatin in two cell lines with different drug sensitivities // Int. J. Hypertherm. 1990. №6. P. 47-55.
7. V.G. Petin, J.K. Kim, E.S. Evstratova, L.N. Komarova - Quantitative estimation of recovery parameters after combined action of ionizing radiation and chemical agents // Int. J. Radiat. Res. - 2013. - №11(1) -С.17-27.
8. M. Urano, J. Kahn, H. Majima, L.E. Gerweck The citotoxic effect of cis-diaminedicholoplatinum (II) on cultured Chinese hamster ovary cells at elevated temperatures: Arrhenius plot analysis // Int. J. Hyperthermia. 1990. №6. - P. 581-590.
9. Гуревич Л.Е., Казанцева И.А., Корсакова Н.А., Бобров М.А. Значение иммуногистохимии для таргетной терапии и прогнозирования в онкологии. // Альманах клинической медицины. - 2013. -№27. - C. 27-34.
10. Бокова Т.А. Состояние микробиоценоза кишечника у детей с метаболическим синдромом. // Альманах клинической медицины. - 2013. - №27. - C. 34-39.
11. Прокопенко Е.И. и др. Инфицированность герпетическими вирусами и пневмоцистами сотрудников центра трансплантации и диализа. // Альманах клинической медицины. - 2013. - №27. - C. 39-46.
12. Любин А.В., Перепелицын Н.И., Шаповалов К.Г. Агрегация тромбоцитов и лимфоцитарно-тромбоцитарная адгезия при электротравме. // Альманах клинической медицины. - 2013. - №27. -C. 46-50.
13. Кузнецова М.В. и др. Pseudomonas aeruginosa в спектре микробных культур, изолируемых от пациентов различных стационаров. // Альманах клинической медицины. - 2013. - №27. - C. 50-57.
14. Зар В.В. и др. Морфологические структуры синовиальной жидкости в диагностике остеоартроза: состояние и перспективы. // Альманах клинической медицины. - 2013. - №27. - C. 57-65.
15. Кудрявцева Е.Н., Корабельникова М.И., Кузин С.Н. Региональная программа внешней оценки качества детекции антител к вирусу гепатита с: анализ ошибок, допускаемых в скрининговых лабораториях московской области. // Альманах клинической медицины. - 2013. - №27. - C. 65-72.
16. Любченко П.Н., Атаманчук А.А. Оценка общих и профессиональных рисков развития гипертонической болезни у рабочих машиностроительных заводов, контактирующих с вредными производственными факторами. // Альманах клинической медицины. - 2013. - №27. - C. 72-76.
17. Mashkov A.E. et al. Experience of anal insufficiency treatment using medullary transplantation in experiment and clinic. // Альманах клинической медицины. 2011. № 25. С. 13-16.
