СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ МАЛИГНИЗАЦИИ ТКАНЕЙ У ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ Советский патент 1995 года по МПК G01N33/52 A61K49/00 

Изобретение относится к исследованию экспериментальной онкологии, а именно к малигнизации тканей у экспериментальных животных, и основано на способности некоторых порфиринов избирательно накапливаться в злокачественных клетках и затем люминесцировать при освещении светом определенной длины волны.

Цель изобретения повышение точности исследования за счет увеличения коэффициента контрастности.

Способ осуществляют следующим образом. Экспериментальным животным с химически индуцированной опухолью вводят люминесцентные соединения порфиринового ряда, облучают лазером малигнизированные и нормальные ткани, регистрируют люминесценцию малигнизированных и нормальных тканей, а затем рассчитывают коэффициент контрастности по отношению индекса люминесценции малигнированных и нормальных тканей.

Наблюдение люминесценции биологических объектов осуществляют в ближней ИК-области (900-1050 нм). В этой области практически отсутствуют фоновая люминесценция биообъектов. Измерение в ней возможно при введении иона иттербия в порфириновые и родственные им соединения, тропные к злокачественным опухолям.

При этом вместо молекулярной люминесценции исходных порфиринов в видимом диапазоне спектра имеет место интенсивная и характерная для иона иттербия узколинейчатая люминесценция в упомянутом выше ИК-диапазоне, обусловленная переходами внутри 4f-конфигурации данного иона, а фотодинамический эффект и обусловленная им фототоксичность резко подавляется. Коэффициент люминесцентного контраста γ злокачественных тканей в предлагаемом способе исследования ограничивается лишь различием в концентрациях накапливаемых комплексов иттербия в злокачественной и окружающей здоровой тканях и уровнем шумов приемника излучения, используемого при регистрации спектров.

В качестве флуоресцентных зондов, тропных к клеткам опухоли, могут быть использованы иттербиевые комплексы трех типов водорастворимых порфиринов Yb-комплекс 2,4-ди-(α -метоксиэтил)дейтеропорфирина соединение I формулы

Yb-комплекс мезо-тетра-(п-карбоксифенил)порфирина соединение II формулы

и Yb-комплекс тетрасульфофенилпор- фирина (ТСП) соединение III формулы

При проведении биологических испытаний в виде ограниченной растворимости соединения I в воде его встраивали в фосфатидилхолиновые липосомы.

Способ люминесцентного изучения клеток осуществлялся внутривенным введением соответствующего порфирина в физиологическом растворе или в виде водно-липосомальных дисперсий в хвостовую вену мышей С₅₇Bl с подкожно развивающейся метилхоланттрениндуцированной саркомой. Затем через различные промежутки времени (от 3 до 48 ч) при нарастании числа злокачественных клеток осуществляли либо удаление опухоли с окружающими тканями, а также ряда других органов (печени, кожи, почек, сердца и т.д.) или непосредственно на самом животном под гексеналовым наркозом изучали люминесценцию опухоли и близлежащих тканей.

Люминесцентные характеристики биообъектов получали методом волоконно-лазерной спектрофлуориметрии на базе двухволоконного лазерного интроскопа (ДВЛИ) с помощью лазера на АИГ:Nd на 2-й гармонике ( λ_ген 532 нм) в качестве источника 1 накачки, изображенного на чертеже.

На чертеже изображены волоконные световоды 2 для передачи возбуждающего лазерного излучения и сбора полезного сигнала соответственно; микрообъектив 3 для фокусировки излучения лазера 4 на торец световода; оптическая система 5 для передачи полезного сигнала на входную щель монохроматора 6; фотоэлектронный умножитель 7 с высоковольтным источником питания 8 и устройством 9 охлаждения. Регистрацию сигнала осуществляли с помощью схемы синхронного детектирования, включающей модулятор 10, усилитель 11, цифровой вольтметр 12 и горизонтальный самописец 13. Оценку люминесцентного контраста γ проводили по площадям под кривыми люминесценции исследуемых объектов с помощью мини-ЭВМ (профессиональный компьютер типа НР).

П р и м е р 1. Иттербиевый комплекс 2,4-дис-(α-метоксиэтил)дейтеропорфирина IX (I) встраивают в фосфатидилхолиновые липосомы следующим образом: 40 мг порфирина (I) растворяют в 5 мл хлороформа, добавляют 400 мг спиртового раствора фосфатидилхолина и упаривают на роторном испарителе. Образующуюся пленку диспергируют в 4 мл 1%-ного раствора бикарбоната натрия или физиологического раствора и озвучивают на ультразвуковом дезинтеграторе УЗДИ-2Т при 22 кГц в течение 7 мин при 0^оС. Дисперсию центрифугируют в течение 10 мин при 3000 об/мин и супернатант используют в дальнейшем для изучения накопления в органах и тканях мышей. Липосомальный препарат вводят в хвостовую вену мышей в дозе 50 мг/кг веса. Затем через 27 ч проводят изучение люминесценции злокачественных клеток, близлежащей ткани мышей и ряда других органов методом волоконно-лазерной спектрофлуориметрии. Максимальный коэффициент-контраста составляет 48 через 27 ч после введения препарата.

В таблице приведены полученные из спектра люминесценции значения S и S_о для опухоли и нормальной ткани соответственно и вычисленное значение коэффициента γ.

П р и м е р 2. Раствор иттербиевого комплекса мезо-тетра-(п-карбоксифенил)-порфирина (II) в 1%-ном растворе бикарбоната натрия или физиологического раствора в дозе 50 мг/кг веса вводят в хвостовую вену мышей. Через 6 ч проводят измерение люминесценции злокачественных и нормальный тканей. Максимальный коэффициент контрастаγ составляет 10 через 6 ч после введения препарата (см.таблицу).

П р и м е р 3. Раствор иттербиевого комплекса тетрасульфофенилпорфирина (III) в 1% -ном растворе бикарбоната натрия или физиологическом растворе в дозе 50 мг/кг веса вводят в хвостовую вену мышей. Через 3 ч снимают люминесцентные характеристики малигнизированной близлежащей здоровой ткани и других органов. Максимальный коэффициент контраста γ составляет 20 через 3 ч после введения препарата (см.таблицу).

Таким образом, приведенные в этих примерах значения коэффициента контраста γ наглядно подтверждают эффективность предложенного способа люминесцентной регистрации опухоли в сравнении с прототипом, где коэффициент контраста составляет 1,5-4,3.

Изобретение относится к экспериментальной онкологии и может быть использовано для малигнизации тканей у экспериментальных животных. Цель изобретения повышение точности исследования за счет увеличения коэффициента контрастности. Способ осуществляется путем введения животным с химически индуцированной опухолью люминесцентных соединений порфирирового ряда, облучения малигнизированных и нормальных тканей лазером, регистрации люминесценции и расчета коэффициента контрастности по отношению индекса люминесценции малигнизированных и нормальных тканей. При этом в качестве люминесцентных соединений используют иттербиевые комплексы водорастворимых порфиринов. Регистрацию люминесценции осуществляют в диапазоне 900 1050 нм. Способ позволяет повысить коэффициент контрастности до 10 48. 1 ил. 1 табл.

СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ МАЛИГНИЗАЦИИ ТКАНЕЙ У ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ путем введения животным с химически индуцированной опухолью люминесцентных соединений порфирированного ряда, облучения малигнизированных и нормальных тканей лазером, регистрации люминесценции и расчета коэффициента контрастности по отношению индекса люминесценции малигнизированных и нормальных тканей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности исследования за счет увеличения коэффициента контрастности, в качестве люминесцентных соединений используют иттербиевые комплексы водорастворимых порфиринов: 2,4-ди( α -метоксиэтил)дейтеропорфирина IX (I), мезо-тетра-(п-карбоксифенил)порфирина (II) или тетрасульфофенилпорфирина (III) общей формулы


R₃ CH₂CH₂COONa, R₄ H, L ацетилацетон;

а регистрацию люминесценции осуществляют в диапазоне 900 1050 нм.