СПОСОБ КОРРЕКЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА С ОНКОЛОГИЧЕСКИМ ЗАБОЛЕВАНИЕМ Российский патент 1995 года по МПК G01N33/48 A61B10/00 

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной медицине, и может быть использовано при исследовании патогенеза онкологических заболеваний, при отработке эффективных терапевтических курсов новых химических веществ, проявляющих цитотоксическую активность, а также при изучении механизмов, лежащих в основе восстановления функционального состояния организма и связанных с нарушением клеточного цикла.

Известно, что клетки опухолевой ткани и ткани нормальной (не пораженной заболеванием) характеризуются разными средними генерационными временами. Последнее позволяет достаточно эффективно использовать в терапии опухолей целый класс цикло- и фазоспецифичных препаратов. Вместе с тем используемые химические вещества, как правило, отличаются высокой токсичностью. Наиболее уязвимыми к цитостатикам являются клетки регенерирующих тканей (например, кроветворной и ткани тонкого кишечника).

Сложность коррекции функционального состояния организма, которая позволила бы продлить время наблюдения за экспериментальным животным в период его "выздоровления", заключается не только в выборе адекватного препарата, но и в оптимизации процедуры его введения: в выборе курса воздействия используемым препаратом.

Особые надежды связываются с оптимизацией режима введения циклоспецифических и фазоспецифических цитоток- сических агентов. К сожалению, регуляция пролиферативной активности нормальных тканей и опухолей изучена плохо и по этой причине проблема не нашла до настоящего времени удовлетворительного решения.

Предлагаемый способ по существу не имеет близких по техническому решению аналогов. Он основан на использовании курсов периодических воздействий фазоспецифическим цитотоксическим препаратом с адекватно выбранным периодом воздействий. Теоретические расчеты показывают, что при фазоспецифических воздействиях с периодом, близким к средней или удвоенной средней длительности цикла активно пролиферирующих клеток критически нормальной ткани, можно существенно повысить эффективность терации (коррекции) и достичь избирательного уничтожения опухолевых клеток. Данный эффект основывается на достоверно установленных различных в средней длительности клеточного цикла опухолевых клеток и активно пролиферирующих клеток нормальных быстрообновляющихся тканей и связан с существенным "резонансным" уменьшением поражения нормальных тканей при использовании указанного выше воздействий (здесь и далее под понятием "критической для данного препарата нормальной ткани" имеется в виду нормальная ткань, лимитирующая применение данного препарата, т.е. ткань, поражение которой под действием препарата ведет в конечном итоге к гибели организма).

Описанная модель была адаптирована к условиям поставленной в данной заявке задачи и проверена экспериментально. Оказалось, что в условиях эксперимента может быть достигнута высокая эффективность функционирования биологической модели (экспериментальная онкология), что позволяет предполагать высокую эффективность предлагаемого подхода и в практике терапии онкологических пациентов.

Известен способ, которым сделана попытка оптимизации режима введения фазоспецифических цитотоксических препаратов путем многократного их введения. Однако результат описанных исследований не может быть признан достаточно удовлетворительным, поскольку курсы лечения сопровождаются большими побочными эффектами, обусловленными высокой токсичностью препаратов к критической нормальной быстрообновляющейся ткани.

Это объясняется отсутствием причинно-следственной связи между схемой лечения и целесообразным механизмом действия лекарственного препарата.

Цель изобретения повышение эффективности способа за счет снижения токсичности препарата по отношению к нормальным клеткам (клеткам, не затронутым патологией).

На фиг. 1 приведена зависимость выживаемости КОЕс мышей (CBAx57BL)F1 от периода 6-кратных введений ОМ (разовая доза 1 г/кг). По оси абсцисс период введения ОМ (ч), по оси ординат количество выживших КОЕс (% от исходного уровня). Разные символы соответствуют независимым экспериментам, указаны доверительные интервалы с уровнем значимости р<0,3. Сплошная линия соответствует расчетной зависимости. На фиг. 2 зависимость поражения эпителия тонкой кишки мышей (CBAx57BL)F1 от периода 8-кратных введений ОМ (по 0,25 г/кг). По оси абсцисс период введения ОМ (ч); по оси ординат: а количество крипт на срез кишки; б общее количество энтероцитов крипт на срез кишки (х10); в число клеточных позиций на ворсинках. Указаны М + м (м ошибка среднего) через 30 ч после окончания введения ОМ. Заштрихованы диапазоны М ± м для контрольных животных. Для контрольных животных число клеточных позиций на ворсинках равно 108 ± 6. Расчетные кривые обозначены сплошной линией. На фиг. 3 зависимость выживаемости мышей (СBAx57BL)F1 от периода введений ОМ (разовая доза 0,25 г/кг). По оси абсцисс период введений ОМ; по оси ординат количество выживших мышей (% от исходного уровня); Δ 8 инъекций; · 6 инъекций. На фиг. 4 торможение роста опухоли рака легкого Льюиса (а) и кинетика гибели мышей (б) при различных режимах введения АРА-Ц. По оси абсцисс дни после инокуляции опухоли, по оси ординат объем опухоли в см³ (а) и количество живых мышей (б). Объем опухоли рассчитывали как произведение трех независимых линейных размеров. · режим А; режим Б; + режим С; Δ контрольная группа. На фиг. 5 торможение роста опухоли меланомы в-16 (а) и кинетика гибели мышей (б) при различных режимах введения АРА-Ц. По осям абсцисс и ординат.

П р и м е р 1. Резонансный эффект для ранних гемопоэтических предшественников. В опытах исследовали зависимости выживаемости гемопоэтических предшествен- ников мыши (линия CBA57BL)F1), образующих колонии в селезенке (КОЕс), от периода 6-кратных инъекций высоких доз (разовая доза 1 г/кг) оксимочевины (ОМ).

Результаты эксперимента приведены на фиг. 1.

Согласно полученным результатам имеет место четко выраженный резонансный эффект с резонансным максимумом выживаемости КОЕс при введении ОМ с периодом 12 ч. Следует отметить, что ранее предпринимавшиеся попытки оценки параметров цикла этих неидентифицируемых прямо клеток не привели к желаемым результатам.

П р и м е р 2. Резонансный эффект для эпителия тонкой кишки. В другой серии опытов исследовали зависимости поражения клеток от периода инъекций ОМ для второй "критической" для фазоспецифических цитотоксических агентов ткани эпителия тонкой кишки. В опытах использовали мышей линии (CBAx57BL)F1.

Состояние эпителия оценивали по морфометрическим показателям на фиксированных формалином срезах тонкой кишки. Контролировалось поражение различных клеточных компартментов эпителия, соответствующих клеткам разных стадий дифференцировки (от стволовых до функционально зрелых). Для всех клеточных компартментов выявлены четкие резонансные зависимости выживаемости клеток от периода введения ОМ с максимумами выживаемости, соответствующими введениям ОМ с периодами близкими к 8 или 16 ч.

Таким образом, было установлено, что резонансный эффект проявляется не только для отдельных клеточных популяций, но и на уровне обновляющейся ткани.

Результаты этой серии представлены на фиг. 2.

Данные по количеству выживших крипт отражают выживаемость стволовых (криптогенных) клеток, общее число энтероцитов крипт соответствует численности пролиферирующих эпителиальных клеток, число клеточных позиций на ворсинках является общепринятым показателем численности непролиферирующих функционально зрелых энтероцитов.

Для более полного понимания зависимости поражения энтероцитов от периода ведения ОМ морфометрические данные были дополнены электронно-микроскопическими исследованиями ультраструктуры энтероцитов ворсинок. Согласно полученным данным эта зависимость в действительности является еще более контрастной, чем это следует из показателей, отраженных на фиг. 2.

П р и м е р 3. Зависимость выживаемости мышей (CBAx57BL)F1 от периода введения оксимочевины. В этой серии опытов была подтверждена корректность перехода от выживаемости организма к поражению одной ткани и наоборот.

Мышам вводили оксимочевину в разовой дозе 0,25 г/кг массы.

Согласно полученным результатам выживаемость мышей резонансным образом зависит от периода введения ОМ и при варьировании периода изменяется синфазно с выживаемостью эпителия тонкой кишки и криптогенных клеток этой ткани (см. фиг. 3).

Аналогичные резонансные зависимости были получены для выживаемости мышей и в случае широко используемого в противоопухолевой терапии S-фазоспецифичного агента цитозин-арабинозида (АРА-Ц), что продемонстрировано в примерах 4 и 5.

П р и м е р 4. Торможение роста опухоли рака легкого Льюиса и кинетика гибели мышей. В работе использовали мышей BDF1 (самцы). Животным внутрибрюшинно вводили АРА-Ц в физрастворе. Использовали три режима введения. Режим А 3 курса по 4 инъекции АРА-Ц в дозе 75 мг/кг каждые 11 ч, интервал между курсами 3,5 сут. Режим В каждые 3 ч, 8 раз по 16 мг/кг на 2, 6, 10 и 14-й день. Режим С 5 инъекций АРА-Ц по 75 мг/кг каждые 24 ч и 3 инъекции АРА-Ц по 75 мг/кг каждые 24 ч (интервал между курсами 4,5 сут). В качестве контроля использовали животных, не подвергавшихся воздействию препарата.

Все курсы начинались через 2 сут. после перевивки опухоли, имели приблизительно одинаковую продолжительность (11-13 сут) и проявляли токсичность близкую LD 10, причем минимальная токсичность наблюдалась для режима А.

Полученные результаты представлены на фиг. 4.

Средние времена жизни мышей опухоленосителей рака легкого Льюиса составили: для контрольных животных 30,0+1,1 (здесь и далее приведены средние значения и ошибка среднего в сут); при режиме А 45,0+1,4; при режиме В 34,7+2,0; при режиме С 29,9+1,6. Отсюда и из фиг. 4 следует, что инъекции АРА-Ц с периодом, соответствующим резонансному уменьшению побочной токсичности, способствуют проявлению повышенной противоопухолевой эффективности препарата, что проявляется как в торможении роста опухоли, так и в удлинении времени жизни мышей.

П р и м е р 5. Торможение роста опухоли меланома В-16 и кинетика гибели мышей при различных введениях АРА-Ц.

В дополнительной серии опытов исследовали влияние (АРА-Ц на рост опухоли меланомы В-16, привитой мышам линии BDF1 (самцы), и кинетику гибели мышей при различных режимах введения данного препарата.

Использовали режимы введения А и В, описанные в предыдущем примере.

Полученные результаты представлены на фиг. 5.

Средние времена жизни мышей опухоленосителей меланомы В-16 составили: для контрольных животных 24,2+1,5; при режиме В 33,8+3,1; при режиме В 26,3+1,8.

Таким образом, полученный результат полностью подтверждает вывод, сделанный в предыдущем примере.

Предложенный способ коррекции функционального состояния позволяет добиться существенного снижения уровня токсичности используемых противораковых препаратов.

Использование: медицина, для коррекции функционального состояния организма, при противоопухолевой коррекции функционального состояния организма используют курсы многократных периодических введений цитотоксических фазоспецифических препаратов с периодом, обеспечивающим резонансный максимум выживаемости критической (для данного агента) обновляющейся ткани. 5 ил.

СПОСОБ КОРРЕКЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА С ОНКОЛОГИЧЕСКИМ ЗАБОЛЕВАНИЕМ, включающий проведение курса медикаментозного воздействия, отличающийся тем, что медикаментозное воздействие включает курсы периодических введений препарата с периодом, обеспечивающим резонансный максимум выживаемости, критической для данного препарата нормальной ткани, причем соответствующий период близок к средней или удвоенной средней длительности цикла активно пролиферирующих клеток критической нормальной ткани и определяется либо из независимых данных по длительности цикла данных клеток, либо исходя из результатов исследования зависимости поражения критической нормальной ткани от периода многократных периодических введений препарата.