СПОСОБ ИНИЦИАЦИИ ГИБЕЛИ ОПУХОЛЕВЫХ КЛЕТОК Российский патент 2007 года по МПК A61N2/06 A61N2/04 

Изобретение относится к биологии и медицине и может быть применено для индукции гибели опухолевых клеток у животных и человека со злокачественными опухолями.

Известен способ профилактики рецидивов и метастазов у больных раком мочевых путей, включающий радикальную операцию и послеоперационную магнитотерапию, притом с 3-5-х суток после радикальной операции и уровнем лейкоцитов периферической крови, не превышающим 8,8-10⁹/л, вызывают стресс-реакцию ежедневным воздействием сначала (первым этапом) центрально на область затылка головы синусоидальным магнитным полем частотой 50 Гц, модулированным прямоугольными импульсами длительностью 0,5 с и с периодом повторения 1 с, индукцией 1 мТл, начальной экспозицией 5 с и последующим ее нарастанием на 1-2 с при очередном воздействии, суммарно не превышая 12 с; затем (вторым этапом) проводят магнитное воздействие местно: на мочевой пузырь у больных раком мочевого пузыря и на область почки у больных раком почки двумя индукторами синусоидальным полем частотой 50 Гц и начальной индукцией 10 мТл, с последующим ее увеличением на 10 мТл при каждом новом воздействии, не превышая 50 мТл, при постоянной экспозиции 20 мин, по достижении стресс-реакции с уровнем лейкоцитов 10-11⁹/л на вторые сутки после двойного воздействия прекращают центральное воздействие, продолжая местное без увеличения дозы до достижения адаптационных реакций с общим количеством лейкоцитов крови, не превышающим 8,8-10⁹/л, и относительным числом лимфоцитов не более 37% (патент РФ №2152811, МПК A61N 2/04, 5/10, 1996).

Недостатком данного способа является то, что он основан на использовании магнитного поля с частотой 50 Гц, а существует информация, что магнитные поля с данной частотой сами способны инициировать опухолевое перерождение здоровых клеток, ингибируя процессы апоптоза.

Задача изобретения - индукция гибели опухолевых клеток путем инициации процесса апоптоза.

Технический результат, в отличие от прототипа, достигается за счет того, что способ индукции гибели опухолевых клеток включает магнитотерапию, притом биологический объект подвергают ежедневно комплексному воздействию постоянного магнитного поля с интенсивностью 25 мкТл и переменного магнитного поля частотой 3,1 Гц и интенсивностью 5 мкТл, экспозиции 60 минут/день единовременно, в течение 5 дней.

Эксперименты проведены на беспородных белых мышах, по 100 животных в каждой группе, на опытной установке, выполненной Красноярским техническим университетом по заказу Красноярской медицинской академии и Красноярского государственного аграрного университета.

Мышам инокулировали внутрибрюшинно 1×10⁷ клеток асцитной карциномы Эрлиха в 0,2 мл раствора Хенкса. Животные были разделены на две группы: контрольную (без комплексного облучения магнитным полем) и опытную - для изучения действия комбинированных слабого постоянного и слабого низкочастотного магнитных полей. В течение нескольких дней проводили ежедневно комплексное воздействие магнитными полями при разной экспозиции в одно и то же время. В результате проведенного курса магнитотерапии (комплексное воздействие слабым постоянным полем с интенсивностью 25 мкТл и переменным с частотой 3,1 Гц и интенсивностью 5 мкТл) произошла достоверная индукция апоптотического процесса, что было установлено наличием одного из специфических его признаков - межнуклеосомной деградации хроматина.

В наших экспериментах обнаружена выраженная межнуклеосомная фрагментация ДНК. При этом степень фрагментации при действии комплексного постоянного магнитного поля с интенсивностью 25 мкТл и переменного магнитного поля частотой 3,1 Гц и интенсивностью 5 мкТл, в течение 5 дней была максимально выраженной при времени экспозиции 60 минут/день единовременно (р<0,05) (Табл.1).

Таблица 1Изменение степени фрагментации ДНК при комплексном действии магнитных полей в зависимости от времени их воздействияВид воздействияСтепень фрагментации (усл. ед.)Контроль (без облучения)3,351±0,15Магнитные поля, экспозиция 15 мин3,351±0,67Магнитные поля, экспозиция 30 мин3,360±0,19Магнитные поля, экспозиция 45 мин3,363±0,15Магнитные поля, экспозиция 60 мин3,810±0,21Магнитные поля, экспозиция 75 мин3,810±0,14Магнитные поля, экспозиция 90 мин3,811±0,85

При исследовании влияния различных частот переменного магнитного поля на степень фрагментации ДНК было установлено, что наиболее эффективное воздействие происходит при частоте 3,1 Гц (р<0,05) (Табл.2).

Таблица 2Зависимость степени фрагментации ДНК от частоты переменного магнитного поляЧастота (Гц)Степень фрагментации (усл. ед.)0,13,351±0,150,23,351±0,150,33,351±0,150,43,351±0,150,53,351±0,150,63,351±0,150,73,351±0,150,83,351±0,150,93,351±0,151,03,351±0,151,13,351±0,151,23,351±0,151,33,351±0,151,43,351±0,151,53,351±0,151,63,351±0,151,73,351±0,151,83,351±0,151,93,351±0,152,03,351±0,152,13,351±0,152,23,351±0,152,33,351±0,152,43,351±0,152,53,351±0,152,63,351±0,152,73,351±0,152,83,351±0,152,93,351±0,153,03,358±0,153,13,810±0,213,23,371±0,153,33,351±0,153,43,351±0,153,53,351±0,15

Было установлено достоверное снижение текучести мембран митохондрий асцитных клеток, что свидетельствует о нарушении функции этих структур. Наиболее выраженное снижение текучести зарегистрировано при экспозиции 60 минут/день единовременно, в течение 5 дней (р<0,05) (Табл.3).

При исследовании зависимости изменения текучести мембран митохондрий асцитных клеток от частоты переменного магнитного поля установлено максимальное достоверное снижение микровязкости при частоте, равной 3,1 Гц (р<0,05) (Табл.4).

Таблица 3Изменение текучести мембран митохондрий асцитных клеток от времени комплексного воздействия на них магнитных полейВид воздействия268 нм (белок - липидный контакт)334 нм (липидный бислой)Контроль (без облучения)0,1461±0,00500,0686±0,0018Магнитные поля, экспозиция 15 мин0,1461±0,00510,0686±0,0048Магнитные поля, экспозиция 30 мин0,1461±0,00500,0686±0,0008Магнитные поля, экспозиция 45 мин0,1450±0,00570,0677±0,0048Магнитные поля, экспозиция 60 мин0,1427±0,00700,0621±0,0023Магнитные поля, экспозиция 75 мин0,1427±0,00500,0621±0,0018Магнитные поля, экспозиция 90 мин0,1427±0,00550,0621±0,0038

Таблица 4Зависимость изменения текучести мембран от частоты переменного магнитного поляЧастота (Гц)268 нм (белок - липидный контакт334 нм (липидный бислой)0,10,1461±0,00500,0686±0,00180,20,1461±0,00520,0686±0,00900,30,1461±0,00400,0686±0,00560,40,1461±0,00570,0686±0,00230,50,1461±0,00550,0686±0,00760,60,1461+0,00500,0686±0,00890,70,1461±0,00400,0686±0,00890,80,1461±0,00330,0686±0,00180,90,1461±0,00560,0686±0,00181,00,1461±0,00780,0686±0,00641,10,1461±0,00520,0686±0,00951,20,1461±0,00580,0686±0,00881,30,1461±0,00360,0686±0,00481,40,1461±0,00560,0686±0,00121,50,1461±0,00500,0686±0,00191,60,146110,00500,0686±0,00531,70,1461±0,00590,0686±0.00181,80,1461±0,00500,0686±0,00421,90,1461±0,00600,0686±0,00732,00,1461±0,00780,0686±0,00182,10,1461±0,00960,0686±0,00892,20,146110,00640,0686±0,00382,30,1461±0,00900,0686±0,00422,40,1461±0,00340,068610,00932,50,1461±0,00670,0686±0,00832,60,1461±0,00800,0686±0,00372,70,146110,00450,0686±0,00182,80,1461±0,00330,0686±0,00112,90,1461±0,00890,0686±0,00193,00,1461±0,00500,0686±0,00183,10,1427±0,00700,0621±0,00233,20,1461±0,00890,0686±0,00983,30,1461±0,00120,0686±0,00333,40,1461±0,00780,0686±0,0088

Таблица 5Зависимость количества выживших животных и средней продолжительности жизни животных от количества сеансов магнитотерапииКоличество сеансов облучения (экспозиция 60 мин), днейКоличество выживших животных, штСредняя продолжительность жизни животного, днейКонтроль(без облучения)нет211нет212нет213нет21432553537615377153681436

Наиболее эффективным оказался курс магнитотерапии в течение 5 дней. В результате проведенного курса выжило 35% животных, которым была инокулирована асцитная карцинома Эрлиха, в то время как в группе контрольных животных погибли все. Средняя продолжительность жизни животных достоверно увеличилась от 21 до 37 дней (р<0,05) (Табл.5).

На основании проведенных исследований оптимальным является: ежедневное комплексное воздействие постоянного магнитного поля с интенсивностью 25 мкТл и переменного магнитного поля частотой 3,1 Гц и интенсивностью 5 мкТл при экспозиции 60 минут/день единовременно, в течение 5 дней.

Магнитные поля с данными параметрами способны воздействовать на митоходрии опухолевых клеток и усиливать процесс продукции свободных радикалов, что и является причиной инициации апоптоза.

Статистическая обработка результатов проводили методами математической статистики с использованием критериев Стьюдента, критерия Фишера и метода однофакторного дисперсионного анализа, непараметрических методов с применением критерия Манна-Уитни.

Преимуществом предлагаемого способа магнитотерапии является специфичность воздействия - оно осуществляется через индукцию процесса апоптоза, осуществленную благодаря нарушению функции митоходрий опухолевых клеток. В силу своей патогенетичности, использование предлагаемого способа позволяет избежать возможности усиления патологического процесса, что возможно при терапии известными способами.

Изобретение относится к медицине и предназначено для индукции гибели опухолевых клеток. Биологический объект подвергают ежедневно комплексному воздействию постоянного магнитного поля с интенсивностью 25 мкТл и переменного магнитного поля частотой 3,1 Гц и интенсивностью 5 мкТл, экспозиции 60 минут/день единовременно, в течение 5 дней. Предлагаемый способ позволяет осуществить индукцию гибели опухолевых клеток при помощи магнитотерапии. 5 табл.

Способ индукции гибели опухолевых клеток, включающий магнитотерапию, отличающийся тем, что биологический объект подвергают ежедневно комплексному воздействию постоянного магнитного поля с интенсивностью 25 мкТл и переменного магнитного поля частотой 3,1 Гц и интенсивностью 5 мкТл, экспозиции 60 мин/день единовременно, в течение 5 дней.