Способ защиты млекопитающих от воздействия гамма-излучения Советский патент 1993 года по МПК C12N15/01 

Изобретение относится к радиобиологии и генетике и может быть использовано в биологии для защиты генома и эритропоэ- эа животных от мутагенного воздействия гамма-излучения.

Целью изобретения является защита генома, эритропоэза и.жизнеспособности млекопитающих при воздействии гамма-излучения.

Поставленная цель - ингибирование му- тагенных эффектов гамма-излучения - достигается тем, что за 30 мин - 2 ч до облучения (1,5 Гр) мышам однократно внутрибрюшинно вводятся водные растворы сополимеров ПЭ- 12 и ПЭ-13. Используемые сополимеры относятся к классу полиэлектролитоз.

Для повышения жизнеспособности животных за 30 мин до гамма-излучения (6 Гр) мышам однократно внутрибрюшинно вводятся водные растворы сополимеров ПЭ-12

и ПЭ-13 в максимально переносимых дозах (МПД).

Разработанный в ИНХС АН СССР сополимер М,М-диметил,М,М-диаллиламмоний хлорида (ДМДААХ) и акриловой кислоты (АК) находит широкое применение в различных областях науки и техники. Например, указанный сополимер используют в качестве добавок, обладающих флокулянтными и обессоливающими свойствами, а также как антистатический компонент для вспомогательных слоев черно-белых и рентгеновских кинофотоматериалов. Сополимер получают из недорогого и доступного сырья - производств отечественной промышленности.

Были исследованы сополимеры с различным соотношением звеньев ДМДААХ и АК. Сополимер с 50% содержанием АК получил название ПЭ-12, а с 67,9% содержанием АК-ПЭ-13.

ел

с

00

о

00

о

ел

СА)

Примеры конкретного осуществления способа защиты генома и эритропоэза млекопитающих от воздействия гамма - излучения.

Пример 1. Мутагенные эффекты у млекопитающих оценивают по числу индуцированных микроядер в полихромато- фильных эритоцитах - ретикулоцитах (молодых формах) костного мозга мышей.

Метод выявляет повреждения хромо- сом, индуцированных гамма-излучением в эритробластах костного мозга мышей. Используют мышей гибридов первого поколения СВА х С57В1/6. Гамма-излучение индуцирует в дозе 1,5 Гр число микроядер, в 30-40 раз превышающее их уровень у необлученных животных.

За 30 мин - 2 ч до облучейия мышам однократно внутрибрюшинно вводят водный раствор сополимеров в дозах ПЭ-12 - 10-75 мг/кг, ПЭ-13 -50-300 мг/кг веса животного. Максимально переносимые дозы (МПД) для ПЭ-12 50 мг/кг, а для ПЭ-13.250 мг/кг.

Сополимеры, введенные интактнымжи- вотным в указанных дозах, не индуцировали микроядер в ретикулоцитах (табл.1 и 2).

ПЭ-12 в МПД снижал число микроядер в полихроматофильных эритроцитах облученных животных на 53-55%, ПЭ-13 в МПД на 53-55%. Полимер ПДМДААХ (базовый объект) в максимально переносимой дозе (25 мг/кг) снижал число микроядер только на 42% (табл.3).

Пример 2. Токсичность препаратов для клеток костного мозга - кроветворного органа, а также эффекты гамма-излучения на эритропоэз оценивались по соотношению молодых форм - полихроматофильных эритроцитов (ретикулоцитов) к зрелым зрит- роцитам. Число ретикулоцитов рассчитывалось на 500 зрелых форм эритроцитов. У интактных животных на 100 зрелых эритроцитов регистрируется, как правило, 70-90 ретикулоцитов (0,7-0,9). При воздействии гамма-излучения (1,5 Гр) число ретикулоцитов снижается до 40-60 на 100 зрелых форм (0,4-0,6).

Введение сополимеров ПЭ-12 и ПЭ-13 интактным животным стимулировало зрит- ропоэз, в результате чего число ретикулоцитов при применении МПД сополимера ПЭ-12 увеличивалось до 1,0-1,3, а ПЭ-13 -до 1,1-1,7.

Введение мышам сополимеров за 30 мин - 2 ч до облучения позволило повысить число ретикулоцитов: ПЭ-12 - на 10%, ПЭ13 - на 20%; при этом число ретикулоцитов у облученных животных превышало их уровень у необлученных животных.

.Пример 3. Токсическое действие образцов сополимеров на организм животных (при однократном внутрибрюшинном введении мышам) охарактеризовано уровнем МПД.

Сополимеры вводили животным в широком диапазоне доз. Определяли МПД, не влияющие-на жизнеспособность животных. При снижении токсичности антимутагенные эффекты сополимеров возрастали по сравнению с ПДМДААХ и усиливалось их стимулирующее действие на эритропоэз.

Таким образом, исследование токсического- действия сополимеров с различным соотношенем звеньев ДМДААХ и АК показало, что сдвиг в, сторону повышения содержания звеньев АК в сополимере приводит к значительному снижению токсичности вещества. Вероятно, снижение токсичности препаратов связано с уменьшением доли групп ДМДААХ (32-50-%) в молекуле сополимера.

Пример 4. Радиозащитный эффект сополимеров на организм животных оценивали по выживаемости мышей FI (СВА х C57BI/6), облученных в дозе 6 Гр (установка РУМ-17). Сополимеры вводили мышам однократно внутрибрюшинном в МПД за 30 мин до облучения. При тотальном наружном облучении тела животных в указанной дозе выживало 10% мышей (табл.5),

Предварительное (до облучения) введение сополимеров обеспечивает выжив ае- мость 100% (ПЭ-12) и 50% (ПЭ-13) животных (срок наблюдения 45 дней).

Использование сополимера с оптимальным соотношением звеньев ДМДААХ и АК (ПЭ-12) позволяет полностью защитить организм животных от сублетальной дозы облучения. При этом радиозащитный эффект достигается применением малотоксичного, стимулирующего эритропоэз (в отличие от полимера ПДМДААХ) соединения.

Формула изобретения Способ защиты млекопитающих от воздействия гамма-излучения, предусматривающий внутрибрюшинное введение водного раствора сополимера в предельно допустимой концентрации мышам за 30 мин - 2 ч до их облучения, отличающийся тем, что в качестве сополимеров используют сополимеры М,М-диметил,М,М-диаллиламмоний хлорида и акриловой кислоты.

Таблица

Изменение числа микроядер в полихроматофильных эритроцитах (ПХЭ) костного мозга мышей и соотношение ПХЭ: зрелые (А) после воздействия гамма-излучения в дозе 150 рад

(1,5 Гр) и полиэлектролита ПЭ-12

Использование: радиобиология, генетика, биология, защита генома и эритропоэза животных от мутагенного воздействия уизлучения. Сущность изобретения: введение мышам за 30 мин - 2 ч до гамма-излучения (ГИ) в дозе 1,5 Гр сополимеров в максимально переносимых дозах МПД позволяет снизить мутагенные эффекты ГИ на 53-55%, стимулировать эритропоэз у облученных животных и полностью устранить ингибирование ГИ дифференцировки клеток эритроидного ряда. При наружном воздействии гамма-излучения в дозе 6 Гр введение сополимеров в МПД позволяет повысить выживаемость животных до 100% (ПЭ-12) и до 50% (ПЭ-13). Увеличение звеньев АК в молекуле сополимера позволило на порядок снизить токсичность полиэлектролитов.

Р 0,05

Изменение числа микроядер в полихроматофильных эритроцитах (ПХЭ) костного мозга мышей и соотношение ПХЭ: зрелые эритроцыты (А) после воздействия гамма-излучения в дозе 150 рад (1,5 Гр) и полиэлектролита ПЭ-13

Р 0,05

Таблица2

Влияние полиэлектролитов в максимально переносимых дозах на число микроядер, индуцированных гамма-излучением в дозе 150 рад в полихроматофильных эритроцитах костного мозга мышей

Соотношение ПХЭ: зрелые эритроциты у интактных животных составляет -0,88, число микроядер 1,8 ±0,68

Токсичность полмэлектролитов

ТаблицаЗ

ТаблицаД

Влияние полиэлектролитов на выживаемость жив.отных, облученных в дозе 6 Гр, (введение

сополимеров за 30 мин до облучения)

Таблицаб