Введение к работе
Актуальность проблеми
Раннее метастазировачие - одна из ключевых причин неради-эльности всех современных способов терапии наиболее раепростра-енных злокачественных опухолей. Несмотря на очевидный прогресс в х лечении, основанный на совершенствовании хирургического, луче-ого и химиотерапевтического методов воздействия и создании более Ффективных схем их сочетанного применения, до настоящего времени клинике отсутствуют высокоэффективные лекарственные средства, пособные ингибировать метастатический процесс. Отсутствуют также ашональные, унифицированные и корректные способы поиска таких репаратов в эксперименте.
За последнее десятилетие фундаментальней медико-биологической аукой получены результаты, конкретизирующие и расширяющие пред-тавление об онкопатогенезе, в том числе механизмах инвазии и ме-астазирования злокачественных опухолей. Выявлены и охарактериэо-аны, в частности, роль и механизмы локального протеолиза в реа-изации опухолевой инвазии, адгезивных молекул, их соответствую-их рецепторов в осуществлении межклеточных коммуникаций в зоне пухолевого роста, циркуляции диссеминируюших клеток в процессе этастазирования с клетками крови, эндотелием и базальними мем-ранами кровеносных сосудов, компонентами экстрацеллюлярного мат-икса. Выявлена роль микроокружения в Формировании признаков зло-ачественного Фенотипа.
На основании этих данных интенсивно формируется новый способ эрапии метастазов злокачественных опухолей, основанный на ис-ользовании селективных регуляторов биологических процессов, ле-ащих в основе механизма метастазирования. Более того, отдельные репараты, показавшие в эксперименте антиметастатическую актив-ость.- ингибиторы протеиназ, способные блокировать инвазивную етивность опухолевых клеток, ингибиторы агрегации тромбоцитов и ?теротипической адгезии опухолевых клеток и т.д.. находятся на азных этапах клинического изучения.
3 тоже время, полученные результаты часто противоречивы. Это Зусловлено отсутствием унифицированных -ринаипоЕ :: критериев ценки антиметастатической активности, попытками сформулировать Эобщающие общетеоретические выводы на основании лишь частных эф-эктов, в отрыве от системного анализа сложной совокупности мно-зчисленных биологических эффектов метастатического процесса.
Остаются невыясненными реальные терапевтические возможности многих изученных агентов с предполагаемой антиметастатической активностью, неясны роль и место таких соединений в арсенале современных средств профилактики и терапии метастазов злокачественны? опухолей, не разработаны принципы сочетанного применения цитоета-тиков, хирургического вмешательства и потенциальных ингибиторої метастазирования.
Эти обстоятельства обосновывают необходимость совершенствована подходов к поиску, изучению и практическому применению антиметастатических агентов с патогенетической направленностью действия.
Диссертация выполнялась в соответствии с планом научно-исследовательских работ НИИ ЭДиТО ОНЦ РАМН (тема 255,шифр програмш 18.06, N госрегистрации 01.9.30.009897; тема 154, шифр програмш 18.06, N госрегистрации 01.9.20.005226 и тема 169, шифр програмш 18.10, N госрегистрации 01.9.20.005311).
Цель исследования:
Разработать методологические подходы к созданию лекарственны: средств, воздействующих на патогенетические механизмы процесс; метастазирования, дать теоретическое и экспериментальное обоснование новых способов профилактики и терапии метастазов злокачественных опухолей с использованием этих средств.
Задачи исследования:
1.Разработать методические и методологические принципы поиск; и доклинического изучения средств, способных ингибировать процесі метастазирования злокачественных опухолей. Упорядочить и стандартизовать схемы исследований, унифицировать критерии оценки специфической активности.
2.Охарактеризовать потенциальные мишени воздействия антиме тастатических средств с патогенетической направленностью дейе твия.
3.Изучить влияние на метастазирование перевиваемых опухоле известных фармакологических средств и новых химических соедине ний. способных воздействовать на биологические реакции, лежащие основе механизма метастазирования.
4.Разработать рациональные режимы применения антиметастати ческих средств с патогенетической направленностью действия.
5.Разработать схемы сочетанного применения традиционных спо собов противоопухолевой терапии и антиметастатических средств с патогенетической направленностью действия.
- 4 -6.Определить перспективы поиска антиметастатических средств с татогенетической направленностью действия, а также подходы к совершенствованию дизайна известных противоопухолевых препаратов с делью повышения их антиметастатической активности.
Научная новизна:
Разработаны и внедрены в научную практику методические рекомендации по доклиническому изучению средств, способных ингибиро-зать процесс метастазирования злокачественных опухолей.
Разработаны новые модели для проведения экспериментов по экс-іериментальной химиотерапии: модель метастазирования колоректаль-іого рака в печень, модель для тестирования активности препаратов з режиме адъювантной терапии, модель для оценки активности инги-зиторов неоангиогенеза.
Дано теоретическое и экспериментальное обоснование новых под-содов к терапии и профилактике метастазов злокачественных опухо-іей на основе использования средств, способных ингибировать био-югические процессы, лежащие в основе механизма метастазирования.
Показана принципиальная возможность ингибирования процесса (етастазирования опухолей с помощью ингибиторов протеиназ, адге-іивннх межклеточных взаимодействий, неоангиогенеза. Разработаны іринципьі сочетанного применения таких агентов и методов традици-)нной терапии опухолей.
Впервые показана возможность повышения антиметастатичеекой іктивности таких средств путем иммобилизации их на полимерных но-іителях, обладающих собственной биологической активностью.
Получены новые данные о воздействии на процесс метастазирова-іия нсвых химических соединений и известных фармакологических средств, в частности ингибиторов протеиназ, блокаторов кальциевых :аналов, ингибиторов агрегации тромбоцитов и др.
Получены новые данные, расширяющие представления о механизме [етастазирования.
Выявлены существенные различия содержания и состава гликос-іинголипидов плазматических мембран клеток опухолей, различающих-;я по способности к метастазированию, а также метастазов одной и 'ой же опухоли в различные органы.
Показана возможность воздействия экзогенных ганглиозидов на іетастазирование экспериментальных опухолей, усиления эффекта при .спользовании последних в виде механической смеси с сополимером ивинилового эфира и малеинового ангидрида (DIVEMA), обладающим дъювантными свойствами на фоне хирургического удаления первичной
- 5 -опухоли.
Выявлена цитотоксическая активность церамидов, выделенных и; нормальных тканей и снижение цитотоксичности церамидов , полученных из опухолей соответствующего гистогенеза.
Эти данные открывают возможность разработки принципиально нового метода противоопухолевой терапии, основанной на применена средств, модулирующих биосинтез клеточных церамидов.
Получены новые, данные о способности оригинальных химически: соединений и известных фармакологических средств, в частности ингибиторов протеиназ, блокаторов кальциевых каналов, ингибиторої агрегации тромбоцитов и др. воздействовать на процесс метастази-рования. У ряда применяющихся в практике фармакологически: средств, в том числе-аминокапроновой кислоты, индометацина, ве-рапамила, тамоксифена, супрастина выявлена антиметастатическаі активность.
Показана возможность повышения противоопухолевой и антиметастатической активности цитостатиков при сочетанном применении ( индометацином, верапамилом.
Показана возможность стимуляции роста и метастазирования опухолей при воздействии модификаторов биологических реакций: фактора активации тромбоцитов (ФАТ), G-CSF и Qrf-CSF и др.
Впервые показано, что ФАТ обладает способностью резко стимулировать продукцию опухолевыми клетками активатора плазминоген; типа урокиназы (у-АЛ), участвующего в реализации их метастатического фенотипа.
Показана способность лектинов. обладающих повышенной троп ностью к мембранам опухолевых клеток, повышать цитотоксическуі активность цитостатиков. включенных в виде липидных производных мембрану липосом.
Научно-практическая значимость результатов:
Разработаны и Енедрены в практику "Методические рекомендаци по доклиническому изучению средств, обладающих способностью инги бировать процесс метастазирования и повышать эффективность цитос татической терапии злокачественных опухолей" (Утверждении МЗ ССС в 1991 г.).
Усовершенствованы методические и методологические принципы от бора и углубленного изучения антиметастатических средств, разра ботаны критерии корректной оценки их активности.
На основе глубокого системного анализа биологических процес сов, лежащих в основе механизма метастазирования, охарактеризова
- б -
ы мишени воздействия потенциальных антиметасгатических средств с атогенетической направленностью действия,что создает рациональ-ые основы для экспериментальной разработки новых способов тера-ии метастазов.
Намечены принципиально новые подходы к воздействию на процесс етастазирования с помощью средств, модифицирующих биосинтез ли-идов клеточных мембран.
Обоснованы принципы рационального построения схем сочетанного рименения агентов,способных ингибировать процесс метастазирова-ия и традиционных методов противоопухолевой терапии (химиотера-ия, хирургия).
Разработана серия конъюгатов рубомицина (Rb) и цисплатина СР) с полимерным носителем DIVEMA, обладающих меньшей токсич-остью и более высокой противоопухолевой и антиметастатической ктивностью по сравнению со свободными цитостатиками. Спеиифичес-ая активность конъюгата DIVEMA-Rb изучена в объеме, достаточном ля представления материалов в ФК.
Данные по синтезу и биологической активности двух новых конъ-гатов СР с новым полимерным носителем на основе 1,4-диизопропок-ибутена-2 (DIPB-2) защищены патентами РФ.
На рациональной основе, как потенциальные антиметастатические генты. созданы конъюгаты Rb и СР с DIVEMA, дополнительно модифи-ированные ингибитором протеиназ -аминокапроновой кислотой (АКК). оказана высокая противоопухолевая и антиметаетатическая актив-ость этих оригинальных по строению новых соединений.
Впервые продемонстрирована возможность повышения активности нтиметастатических средств с патогенетической направленностью =йствия путем иммобилизации их на полимерном носителе.
На основании полученных данных о гиперпродукции опухолевыми летками с высоким метастатическим потенциалом у-АЛ. создан конъ-гат Rb, связанного с полимерным носителем с помощью пептидного іейсера, чувствительного к воздействию у-АЛ. Данное макромолеку-їрное соединение представляет собой "про-лекарство", способное -ітивироваться опухолевыми клетками, имплантирующимися е тка-л-мишени. Данное соединение может быть средством профилактики гтастазирования.
Изучено влияние на процесс метастагировакия ряда регуляторов грегации тромбоцитов, в частности ингибитора llbllla интегрина joene, индометацина, блокаторов кальциевых каналов, ФАТ и его эоизводных.
Показана способность ингибировать процесс метастазирования
- 7 -ингибиторами адгезивных клеточных взаимодействий.
Разработаны схемы сочетанного применения потенциальных ингибиторов ыетастазирования, цитостатиков и хирургического воздействия, заслуживающие апробирования в клинической практике.
Методические подходы к оценке антиметастатической активності соединений, разработанные автором, применяются в других научны: учреждениях, о чем имеются акты внедрения.
Результаты исследования полностью отражены в опубликованны: работах. По теме диссертации опубликовано 33 работы (6 из них - і зарубежных изданиях). Основные положения диссертации обсуждены н< 4 Республиканских и Всесоюзных и 5 Международных конференциях.
Апробация диссертации:
Апробация диссертации проведена на межлабораторной конференции в ОЩ им. Н.Н.Блохина РАМН. Материалы диссертации доложен: на IV Всесоюзном съезде онкологов,1986 г..Ленинград;ЇХ Всесоюзної симпозиуме "Синтетические полимеры медицинского назначения",199 г., Звенигород; Международной конференции "Контроль роста и тера пия рака", 1994 г. Будапешт; Научно-практической конференци Каз.НИИ.клинической и экспериментальной хирургии им. А.И.Сызгано ва, 1993 г., Алма-Ата; V111 и IX международных конференциях Наци опального ракового института (США) и Европейской организации изу чения и терапии рака "Новые лекарства в терапии рака", 1994 1996 гг. Амстердам, Голландия; Х111 Международном симпозиуме п медицинской химии, 1994 г., Париж, Франция; 1 Съезде онколого стран СНГ, 1996 г.,Москва; 111 Всероссийском национальном конг рессе " Человек и лекарство", 1996 г., Москва.
Структура и объем диссертации:
