Введение к работе
Актуальность проблемы. Структурно-функциональные поражения печени, наряду с нефротоксичностью и угнетением костно-мозгового кроветворения, являются наиболее распространенным и тяжелым осложнением противоопухолевой терапии (О.Р. Грек с соавт., 2002; О.П. Молодых с соавт., 2006; А.А. Иванова, 2009; G. Ramadori, S. Cameron, 2010), что служит серьезным препятствием к достижению должного лечебного эффекта. В связи с этим изучение механизмов медикаментозных поражений печени и разработка на этой основе подходов к предупреждению и (или) ограничению таких поражений является одной из актуальных задач, имеющих отчетливое прикладное значение (Т.А. Богуш с соавт., 2002; Ю.А. Кинзирская с соавт., 2003; И.А. Куркумов, 2010; L. Rubbia-Brandt, 2010; P. Pessaux, 2010).
Это положение в полной мере относится и к метотрексату, химиотерапевтический эффект которого обусловлен антиметаболической активностью, тогда как его гепатотоксичность связывают с интенсификацией процессов свободно-радикального окисления (R.M. Babiak et al., 1998; N. Jahovic et al., 2003; A. Cetinkaya et al., 2006). Исходя из этих представлений, очевидно, что протекция гепатотоксического действия метотрексата может быть эффективной на основе использования средств, обладающих антиоксидантной активностью. В настоящее время в арсенале таких средств все более заметное место занимают тритерпеноиды и их производные (О.Р. Грек с соавт., 2005; J. Gao et al., 2004; R. Saravan et al., 2006), демонстрирующие способность ограничивать повреждения печени при действии различных токсических факторов (Н.А. Жукова с соавт., 2005; X. H. Tang et al., 2005; И.В. Сорокина с соавт., 2006; S. Kinoshita et al., 2007; Е.Д. Гольдберг с соавт., 2008), в том числе – антибластомных лекарственных препаратов (С.В. Позднякова, 2007; И.В. Шарапов, 2009). К числу таких веществ относится и милиацин - пентациклический тритерпеноид растительного происхождения, защищающий гепатоциты при отравлении ССl4 (М.А. Павлова, 1984) и проявляющий мембранопротекторную активность (А.Н. Чернов с соавт., 1983; Б.А. Фролов, А.В. Кириллова, 2011). Вместе с тем вопрос о защитном влиянии милиацина в отношении гепатотоксичности метотрексата оставался открытым.
Актуальность данной работы определяется тем, что до начала ее выполнения не была проведена оценка защитного эффекта милиацина при метотрексат – индуцированном повреждении печени; не было установлено влияние тритерпеноида на фармакокинетику метотрексата и его противоопухолевую активность; не был определен механизм протективного действия милиацина, связанный с его влиянием на интенсивность окислительного стресса и экспрессию генов, контролирующих продукцию про- и антиоксидантных факторов. Отсутствие ясности в этих вопросах не позволяло оценить перспективы использования милиацина в качестве гепатопротектора, что с учетом его доступности, крайне низкой токсичности (LD50 > 1000 мг/кг) и отсутствия побочных эффектов в широком диапазоне доз (Л.Е. Олифсон с соавт., 1991) могло бы иметь важное прикладное значение.
Цель настоящего исследования - экспериментальная оценка милиацина как гепатопротектора при токсическом поражении печени метотрексатом.
Основные задачи исследования
1. Изучить влияние милиацина на структурно-функциональную реорганизацию печени и динамику восстановления органных нарушений у мышей, подвергшихся воздействию метотрексата.
2. Провести сравнительный анализ эффективности защитного действия милиацина и официального гепатопротектора – карсила.
3. Определить особенности фармакокинетики метотрексата в условиях его сочетанного применения с милиацином.
4. Оценить влияние милиацина на противоопухолевый эффект метотрексата (на модели эпидермоидной карциномы легких Льюис).
5. Установить механизм протективного действия милиацина путем изучения его влияния на интенсивность окислительного стресса и экспрессию генов (cyp 2e1 и glured), контролирующих редокс-баланс клетки, в условиях применения метотрексата.
Научная новизна. Впервые определено протективное влияние милиацина в отношении гепатотоксичности метотрексата. В экспериментах на мышах (CBA x C57Bl6)F1 установлена способность тритерпеноида ограничивать метотрексат-индуцированные дистрофические и некротические изменения гепатоцитов, ослаблять гиперферментемию (АлАТ, АсАТ, -ГТ), снижать частоту выявления и выраженность нарушений пигментного обмена, отменять депрессию клиренсной функции печеночных макрофагов. Показан позитивный эффект милиацина на процесс восстановления структурных повреждений печени и нормализацию показателей пигментного обмена.
Установлено, что гепатопротекторная активность милиацина не связана с нарушением фармакокинетики метотрексата и c ослаблением его антибластомной активности. Впервые показана способность милиацина повышать терапевтическую эффективность метотрексата по показателям торможения роста опухоли и увеличения продолжительности жизни животных с перевиваемой карциномой Льюиса. Впервые определен механизм протективного влияния милиацина, реализуемый на уровне регуляции экспрессии генов cyp 2e1 и glured.
Теоретическое значение работы. Полученные данные расширяют представления о диапазоне протективного влияния милиацина и раскрывают новые аспекты его биологического действия. Отсутствие влияния милиацина на фармакокинетику метотрексата исключает возможность рассмотрения данного механизма в реализации протективного действия тритерпеноида. Сведения о способности милиацина отменять метотрексат - индуцированную экспрессию гена прооксидантного белка cyp 2e1 и восстанавливать экспрессию гена, кодирующего один из ведущих факторов антиоксидантной защиты glured, существенно углубляют знания о механизмах реализации антиоксидантного эффекта тритерпеноида.
Практическое значение работы. Результаты работы определяют новые возможности ограничения побочного действия цитостатической терапии и повышения эффективности реабилитации больных после ее проведения на основе использования милиацина или его аналогов. Установленные в работе способность милиацина повышать противоопухолевую активность метотрекста и отсутствие влияния тритерпеноида на фармакокинетику химиопрепарата позволяют рассматривать тритерпеноид в качестве эффективного гепатопротектора. По материалам работы получен патент на изобретение РФ № 2411947 «Средство, повышающее противоопухолевый эффект метотрексата».
Основные положения, выносимые на защиту
1. Тритерпеноид растительного происхождения милиацин оказывает защитный эффект при метотрексат - индуцированном поражении печени, предотвращая падение массы органа, минимизируя повреждения гепатоцитов, снижая частоту выявления и выраженность нарушений пигментного обмена, отменяя депрессию клиренсной функции печеночных макрофагов и ускоряя восстановление структуры органа.
2. Протективное влияние милиацина не связано с нарушением фармакокинетики метотрексата и со снижением его противоопухолевой активности
3. Милиацин повышает терапевтическую эффективность метотрексата по показателям торможения роста опухоли и продолжительности жизни животных.
4. Механизм протективного влияния милиацина обусловлен его способностью предотвращать окислительный стресс, индуцируемый метотрексатом и нормализовать экспрессию генов cyp 2e1 и glured в печени, контролирующих редокс баланс клетки.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на региональных научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов, Оренбург, 2005, 2011; региональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы теоретической, экспериментальной и клинической онкологии», Оренбург, 2006; V и IX конференциях иммунологов Урала, Оренбург, 2006; Челябинск, 2011; IX Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Отечественные противоопухолевые препараты», Нижний Новгород , 2010; III Международном симпозиуме «Взаимодействие нервной и иммунной систем в норме и патологии», Санкт-Петербург, 2011; XI Международном конгрессе «Современные проблемы аллергологии, иммунологии и иммунофармакологии», Москва, 2011.
Публикации. Материалы диссертации обобщены в 15 научных работах, в том числе в 5 статьях, опубликованных в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ. Получен патент на изобретение РФ № 2411947 «Средство, повышающее противоопухолевый эффект метотрексата».
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит введение, обзор литературы, главу «Материалы и методы исследования», 3 главы собственных исследований, обсуждение, выводы и указатель литературы, включающий 155 отечественных и 119 зарубежных источников.
Иллюстрации представлены 11 таблицами и 24 рисунками.
