Введение к работе
Актуальность работы
Химиотерапия является неотъемлемой частью комплексного лечения онкологических заболеваний. В настоящее время в медицинской практике используются различные по химической структуре и механизму действия противоопухолевые лекарственные препараты. Однако, наряду с положительным терапевтическим эффектом, абсолютное большинство химиотерапевтических средств оказывает побочное действие, часто приводящее к необходимости их замены или отмены, что снижает эффективность лечения злокачественных опухолей.
По литературным данным одним из механизмов токсического действия цитостатиков является индукция свободных радикалов с последующей активацией перекисного окисления липидов мембран. В то же время существует возможность снижения побочных токсических эффектов цитостатиков за счет торможения индукции свободных радикалов с помощью антиоксидантов. Такие исследования проводились многими авторами [Бурлакова Е.Р., 1990, Машевский А.А., 1991, Суколинский В.И., 1990, Любимова Л.С., 2003, Немцова Е.Р., 2003, Кареева Н.П., 2005].
В качестве антиоксидантов хорошо зарекомендовали себя производные коричной кислоты. Одним из таких веществ является кислота феруловая. Исследования показали, что она является химической ловушкой свободных радикалов [Огурцов Ю.А, 1988, 1990, Абисалова И.Л., 2004, Graf E, 1992, Ogiwara T, 2002], увеличивает активность антиоксидантных ферментов [Pulsihelli W.A., 1995], подавляет экспрессию генов апоптоза [Zhang T., 2003, Mohammad A.H, 2005], что в совокупности определяет ее высокую цитопротекторную активность. Наряду с этим кислота феруловая обладает антитоксической [Astill B.D., 1977, Wang H., 1993, 1994] и антиканцерогенной активностью [Tanaka T., 1993, Kaul A., 1998, 1999]. Однако, до настоящего времени не проводилось исследований по снижению токсичности цитостатиков с помощью кислоты феруловой. Изучение ее активности в данном направлении позволит устранить или снизить ряд побочных эффектов при применении противоопухолевых лекарственных средств и, таким образом, расширить возможности их использования, что является актуальной проблемой фармации и медицины.
Цель и задачи работы
Целью работы было изучение влияния кислоты феруловой на снижение побочных токсических эффектов циклофосфамида и 5-фторурацила в сравнении с мексидолом и деринатом.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
изучить влияние кислоты феруловой на выживаемость животных (установить зависимость доза-эффект) и развитие клинических симптомов интоксикации при введении циклофосфамида и 5-фторурацила;
определить влияние кислоты феруловой на цитотоксическую активность циклофосфамида и 5-фторурацила;
изучить влияние кислоты феруловой на общее количество лейкоцитов периферической крови и механизм восстановления лейкоцитарной формулы при введении циклофосфамида и 5-фторурацила;
изучить влияние кислоты феруловой на эритропоэз по количеству эритроцитов и ретикулоцитов, содержанию гемоглобина и резистентности эритроцитов к гемолизу при введении циклофосфамида и 5-фторурацила;
изучить влияние кислоты феруловой на изменение биохимических параметров крови (глюкоза, креатинин, мочевина, общий белок, АлАт, АсАт, щелочная фосфатаза, общий билирубин), степень эндогенной интоксикации по содержанию МСМ (молекул средней массы) и ТБК-активных продуктов при введении циклофосфамида и 5-фторурацила;
изучить влияние кислоты феруловой на число ядросодержащих клеток костного мозга при введении циклофосфамида и 5-фторурацила;
изучить влияние кислоты феруловой на динамику изменения массы тимуса, селезенки и надпочечников при введении циклофосфамида и 5-фторурацила;
провести изучение влияния кислоты феруловой на гистологическую картину «критических» органов: тимуса, селезенки, тонкого кишечника, семенников при введении циклофосфамида и 5-фторурацила.
Научная новизна полученных результатов
Определена зависимость доза–эффект кислоты феруловой при изучении выживаемости животных после введения циклофосфамида (200 мг/кг) и 5-фторурацила (125 мг/кг). Проанализировано влияние кислоты феруловой на динамику изменения общего количества лейкоцитов и механизм восстановления лейкоцитарной формулы периферической крови при введении циклофосфамида и 5-фторурацила. Установлено, что профилактическое применение кислоты феруловой оказывает выраженное защитное действие на клетки костного мозга, способствуя ускорению его регенерации после апластического состояния, вызванного введением цитостатиков. Доказано, что кислота феруловая по данным показателям превосходит мексидол и не уступает деринату.
Установлено, что кислота феруловая не снижает цитотоксическую активность циклофосфамида и 5-фторурацила по отношению к культуре опухолевых клеток линий лимфосаркомы Плисса (ЛСП) и карциномы шейки матки, сублинии НеLa (in vitro). Проведено изучение цитотоксической активности кислоты феруловой по отношению к клеткам опухолевой культуры карциномы шейки матки, сублинии НеLa. Значение IC95 (индекс цитотоксичности) для кислоты феруловой составило 0,1 мг/мл. Установлено также, что кислота феруловая снижает степень эндогенной интоксикации, вызванной введением циклофосфамида и 5-фторурацила. По данным показателям кислота феруловая не уступает мексидолу и превосходит деринат.
Впервые установлено, что кислота феруловая способствует ускорению регенерации тимуса и селезенки после воздействия высоких доз цитостатиков, а также сдерживает возрастание массы надпочечников. Профилактическое применение кислоты феруловой способствует сохранению анатомо-морфологической структуры тонкого кишечника и семенников.
Практическая значимость
Полученные результаты свидетельствуют о способности кислоты феруловой снижать выраженность токсических эффектов цитостатиков, не изменяя их цитотоксической активности в отношении опухолевых клеток лимфосаркомы Плисса и карциномы шейки матки, сублинии HeLa (in vitro). Это делает исследуемое соединение перспективным для расширенного доклинического изучения в данном направлении. Запланировано дальнейшее изучение цитопротекторной активности кислоты феруловой на кафедре фармакологии ГОУ ВПО «Пятигорская ГФА Росздрава».
Уровень внедрения
По результатам фармакологических исследований, полученных при выполнении данной работы, составлено и утверждено в ГОУ ВПО «Пятигорская ГФА Росздрава» информационное письмо «Об использовании кислоты феруловой для снижения побочных токсических эффектов циклофосфамида и 5-фторурацила». Материалы этого письма служат основой для составления плана расширенного доклинического исследования кислоты феруловой в качестве лекарственного средства цитопротекторного действия. Кроме того, фрагменты исследования будут использоваться на кафедре фармакологии ГОУ ВПО «Пятигорская ГФА Росздрава» при чтении лекций и при проведении практических занятий по темам «Антиоксиданты и антигипоксанты».
Материалы информационного письма «Об использовании кислоты феруловой для снижения побочных токсических эффектов циклофосфамида и 5-фторурацила» будут также использованы в научных исследованиях, проводимых в лаборатории биологических испытаний ФИБХ РАН г. Пущино Московской области для дальнейшего доклинического изучения влияния кислоты феруловой на развитие токсических эффектов противоопухолевых лекарственных препаратов на животных с моделированными опухолями.
Связь с планом НИР ГОУ ВПО «Пятигорская ГФА Росздрава»
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО «Пятигорская ГФА Росздрава» (№ государственной регистрации 01. 2001.02926).
Апробация полученных результатов
Основные результаты диссертационной работы доложены на 63-й региональной конференции по фармации, фармакологии и подготовке кадров Пятигорской государственной фармацевтической академии (Пятигорск, 2008).
Положения, выдвигаемые на защиту:
Результаты изучения выживаемости животных и развития у них клинических симптомов интоксикации под влиянием кислоты феруловой (зависимость доза-эффект) при введении циклофосфамида и 5-фторурацила.
Результаты изучения влияния кислоты феруловой на цитотоксическую активность циклофосфамида и 5-фторурацила (in vitro) по отношению к культуре опухолевых клеток линии лимфосаркомы Плисса и карциномы шейки матки сублинии НеLa.
Влияние кислоты феруловой на восстановление общего количества лейкоцитов периферической крови и лейкоцитарной формулы при введении циклофосфамида и 5-фторурацила.
Влияние кислоты феруловой на восстановление баланса между кроветворной и кроворазрушающей системами, нарушенного введением циклофосфамида и
5-фторурацила.
Влияние кислоты феруловой на степень эндогенной интоксикации, вызванной введением циклофосфамида и 5-фторурацила.
Результаты изучения влияния кислоты феруловой на восстановление общего количества миелокариоцитов при введении циклофосфамида и 5-фторурацила.
Влияние кислоты феруловой на динамику изменения массы тимуса, селезенки и надпочечников при введении циклофосфамида и 5-фторурацила.
Результаты изучения влияния кислоты феруловой на гистологическую картину тимуса, селезенки, тонкого кишечника и семенников после введения циклофосфамида и 5-фторурацила.
Публикации: по теме диссертации опубликовано 11 научных работ.
Объём и структура диссертации
Диссертационная работа содержит введение, обзор литературы, пять взаимосвязанных глав, содержащих результаты собственных исследований, заключение, общие выводы, список литературы и приложение. Библиографический список включает 160 литературных источников, в том числе – 70 на иностранном языке. Работа изложена на 137 страницах текста компьютерного набора, содержит 7 таблиц и 43 рисунка. Приложение содержит 10 таблиц.
