[go: up one dir, main page]

RU2527154C1 - Способ повышения биодоступности цисплатина в саркому -45, индуцированную в эксперименте - Google Patents

Способ повышения биодоступности цисплатина в саркому -45, индуцированную в эксперименте Download PDF

Info

Publication number
RU2527154C1
RU2527154C1 RU2013113844/14A RU2013113844A RU2527154C1 RU 2527154 C1 RU2527154 C1 RU 2527154C1 RU 2013113844/14 A RU2013113844/14 A RU 2013113844/14A RU 2013113844 A RU2013113844 A RU 2013113844A RU 2527154 C1 RU2527154 C1 RU 2527154C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tumor
magnetic field
cisplatin
bioavailability
exposure
Prior art date
Application number
RU2013113844/14A
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Иванович Кит
Алла Ивановна Шихлярова
Алексей Юрьевич Максимов
Елена Михайловна Франциянц
Ольга Владимировна Тарнопольская
Алексей Николаевич Шевченко
Елена Валерьевна Филатова
Татьяна Анатольевна Куркина
Ирина Александровна Резинькова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Priority to RU2013113844/14A priority Critical patent/RU2527154C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2527154C1 publication Critical patent/RU2527154C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной онкологии, и может быть использовано для повышения доступности цитостатиков на примере цисплатина в клетки и ткани злокачественной опухоли на модели саркомы 45 с помощью сканирующих режимов сверхнизкочастотных магнитных полей с постоянной составляющей. Для этого в подкапсульное пространство опухоли однократно производят медленное капельное введение 0,5 мл раствора цисплатина в концентрации 0,5 мг/мл. Одновременно осуществляют воздействие сканирующим магнитным полем (СК МП) в диапазоне частот от 1 Гц до 150 Гц, индукцией 20 мТл, экспозицией 10 минут, в сочетании с постоянным магнитным полем 20 мТл от индуктора, расположенного в центре между полюсами сканирующего поля. Способ обеспечивает повышение проницаемости цитостатика, усиливая противоопухолевый эффект. При этом способ экономичен, доступен, благодаря недорогой отечественной магнитотерапевтической технике. 1 табл., 1 ил.

Description

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к экспериментальной онкологии, и может быть использовано для усиления проницаемости и накопления цитостатиков в ткани и клетках злокачественных опухолей, а также повышения эффекта ингибирования роста опухоли с помощью сканирующего магнитного поля.
Проблема борьбы со злокачественными опухолями актуализировала различные междисциплинарные подходы и продвижения технологий, включая биофизические взаимодействия на нано- и волновом уровнях в диапазонах лазерного, магнитного, ультразвукового излучений.
В публикации исследовательского сообщества Defence Network DARPA. Проект современных биотехнологий: [Электронный ресурс]. December, 2012. URL: http://defence_networt.livejournal.com.>37461.com (дата обращения 18.01.2013) сообщается об оригинальном методе использования наноразмерных частиц, обладающих магнитными свойствами, для введения точно в опухоль и наложения внешнего магнитного поля с сильным вращающим моментом. С помощью инициации термической реакции наночастиц достигается разогрев их тепловой энергией опухолевых клеток до несовместимой с жизнью температуры.
Противоопухолевая терапия посредством «магнитной гипертермии» безусловно перспективна в отношении «адресного» воздействия, уничтожающего раковые клетки, и не затрагивающего организм. Однако не учитываются дозы вводимых частиц для предотвращения возможности развития опасных аллергических состояний, связанных с запуском иммунного ответа организма. Кроме того, остается неконтролируемой температура в опухоли, не говоря о необходимости контроля за реакцией организма, обладающего высокой восприимчивостью к влиянию магнитного поля даже при малой индукции и экспозиции.
Исследователи из Национального института здоровья США сообщают об использовании импульсного ультразвука высокой интенсивности как метода разрушения опухолей в организме, не воздействуя на окружающую здоровую ткань. Уникальная способность высокоэнергетического потока ультразвуковых волн повышать температуру в ограниченных участках опухолевых тканей вызывает их повреждение вплоть до распада (OrthoMed.ru [Электронный ресурс]. May, 2005. URL: http://orthomed.ru/news.php?id=10313 (дата обращения 18.01.2013).
Показано, что ультразвук при воздействии на опухолевые ткани способствует улучшению проницаемости и снижению их устойчивости к лекарственным средствам. Так, в экспериментах на мышах после воздействия ультразвуком на раковые ткани проницаемость лекарств в них возрастала в десять раз. Перенос модели лечения рака импульсным высокоинтенсивным ультразвуковым воздействием с животных на людей небезоснователен, но проблематичен. Это определяется прежде всего ограничением площади воздействия параметрами излучателя УЗ-волн без захвата всей поверхности опухоли, а также возможностью повреждения здоровых тканей.
В Онкологическом научном центре им. Н.Н. Блохина РАМН разработан «Способ проведения фотодинамической терапии злокачественных новообразований кожи» (заявка на изобретение №95110639/14 от 28.06.1995, авторы: Шенталь В.В., Единак Н.Е., Лощенов В.Б., Стратонников А.А.). Поверхностная локализация опухоли определила возможность непосредственно перед облучением вводить в ткань опухоли через просвет внутримышечной иглы гибкий многоволоконный оптический катетер, позволяющий подавать лазерное излучение, и считывать спектр флуоресценции. Примечательно, что такое авторское решение обеспечило контроль за концентрацией фотосенсибилизатора в ткани опухоли, что позволило достичь снижения болевой чувствительности, сокращения времени процедуры, повышения эффективности лечения.
Однако данное решение не предусматривает одновременное влияние цитостатиков или других лекарственных воздействий путем повышения биодоступности для усиления разрушительного действия на опухоль, характеризуется нежелательной инвазивностью и болевой чувствительностью, что делает этот способ затруднительным при осложненных формах рака кожи.
В поисках прототипа были отмечены способы лечения и профилактики с помощью сочетанного воздействия на очаг патологии фармацевтических препаратов, низкочастотного излучения гелий-неонового лазера и переменного магнитного поля только в области офтальмологии («Способ лечения центральной хориоретинальной дистрофии», патент №2217112 от 26.09.2001, авторы: Мачехин В.А., Яблокова Н.В.) и стоматологии («Способ профилактики и лечения пародонтоза», патент №2080133 от 27.05.1997, авторы: Емельянов А.И., Лившиц А.З., Решетов В.А., Саввин С.Ю.). Технический результат авторы связывают с повышением проницаемости мембран для вводимых лекарственных препаратов и усилением эффективности лечения. В первом варианте для этого используют импульсное переменное магнитное поле и низкоинтенсивный гелий-неоновый лазер, а в другом - акцент делается на низкочастотной составляющей постоянного неоднородного полиградиентного магнитного поля, возникающего вследствие низкочастотного колебательного движения источника поля - магнитофорной пластины. При этом авторы не оценивают эффект проницаемости мембран клеток, используя доступные флуоресцентные методики, а результаты повышения биодоступности лекарственных средств под влиянием переменных и постоянных магнитных полей могут быть лишь аппроксимированы в онкологию, важные аспекты которой связаны с биологией опухолевых клеток.
Учитывая постоянное неконтролируемое самовоспроизводство опухолевых клеток с мозаичной ритмикой деления, с позиций биофизики опухоль можно охарактеризовать как генератор собственных колебаний.
В трудах основоположников биофизики рака - Н.М. Эмануэля, Р.Е. Кавецкого, Б.Н. Тарусова, Е.П. Сидорик, Я.И. Ажипы, Г.М. Франка представлены убедительные данные о сигналах электронного парамагнитного резонанса - ЭПР - сигналы от различных видов опухолей у животных и человека, в том числе, саркомы 45, саркомы М-1, саркомы Иенса, карциномы Герена, лимфосаркомы Плисса, рака желудка и рабдомиосаркомы человека, а также других солидных и асцитных опухолей, источником которых являются парамагнитные центры и свободные радикалы. Н.М. Эмануэль показал, что некоторые парамагнитные центры, регистрируемые в перерождающихся тканях и в развивающихся опухолях, «отсутствуют» в нормальных тканях (Н.М. Эмануэль «Биофизика рака», изд-во «Наукова Думка», Киев, 1976).
Как видно, опухоли обладают неупорядоченной осцилляторной активностью и индуцируют сильные частотные помехи в отношении ритмов нормальных тканей.
Альтернативой опухолевым осцилляциям и ее частотному хаосу может служить ограничение частотного разброса путем навязывания жесткого линейного режима сканирования с многократной периодичностью повторения фронта возмущения от минимума к максимуму. Эта идея может быть перспективной не только в отношении исключения демпфирования моночастотного сигнала, но в отношении нарушений частотного контура опухоли, структурно-функциональных пробоев на клеточном уровне: возможности изменения потока заряженных частиц через мембрану опухолевых клеток, высокой вариабельности мембранного потенциала, повышения проницаемости биомембран и, наконец, биодоступности клеточных барьеров к химиопрепаратам, а, следовательно, улучшения их доставки в опухоль.
Целью настоящего изобретения является разработка способа повышения биодоступности химиопрепарата цисплатина в клетки и ткани злокачественной опухоли на модели саркомы 45.
Поставленная цель достигается тем, что в подкапсульное пространство опухоли однократно производится медленное капельное введение 0,5 мл раствора цисплатина в концентрации 0,5 мг/мл и одновременно осуществляется двустороннее воздействие магнитным полем в диапазоне частот от 1 Гц до 150 Гц, индукцией 20 мТл, экспозицией 10 минут, в сочетании с постоянным магнитным полем 20 мТл от индуктора, установленного в центре между полюсами сканирующего магнитного поля.
Процесс повышения биодоступности цисплатина в опухоль под влиянием магнитных полей контролируется измерением интенсивности флуоресценции опухолевых клеток, витально окрашенных флуорохромами - потенциалозависимыми флуоресцентными зондами.
Изобретение «Способ повышения биодоступности химиопрепарата цисплатина в саркому 45, индуцированную в эксперименте» является новым, так как оно неизвестно из уровня медицины, а именно в экспериментальной онкологии при повышении мембранной проницаемости химиопрепарата в злокачественную опухоль экспериментальных животных.
Анализ известных способов увеличения проницаемости лекарственных средств в патологический очаг осуществляется без учета осцилляторных свойств тканей и дает основание говорить о новизне предлагаемого способа, который включает широкополосное сканирование частотного сигнала в сочетании с влиянием постоянного магнитного поля, подтвержденного флуоресцентными критериями 2-х кратного повышения биодоступности противоопухолевого препарата цисплатина в клетки злокачественной опухоли саркомы 45. В отличие от прототипа предлагаемый «Способ повышения биодоступности цисплатина в саркому-45, индуцированную в эксперименте» осуществляется без предварительной стимуляции лазерным воздействием и инфузионной терапии, а выполняется локально и подчиняется требованию, предъявляемому к локальному введению токсичных препаратов, которое постулирует медленное капельное поступление во избежание интоксикации и гибели животного.
Разработанный способ обладает изобретательским уровнем, так как явным образом не следует для специалиста из известного уровня развития экспериментальной онкологии, экспериментальной химиотерапии и повышения проницаемости мембран опухолевых клеток. В известных источниках информации России, стран СНГ и за рубежом аналогичный способ не обнаружен.
Изобретение является промышленно применимым, так как оно может быть многократно воспроизведено в научно-исследовательских учреждениях онкологического профиля, располагающими экспериментальными лабораториями и виварием.
Способ осуществляется следующим образом. Все манипуляции с животными производятся в условиях бокса с дезинфекцией инструментов, посуды и рук общепринятым способом. Ассистент фиксирует крысу в положении на животе, смазывает выстриженную на спине кожу над перевитой в подкожную клетчатку опухолью 70% спиртом с йодом и наркотизирует животное парами эфира. Экспериментатор делает надрез кожи и выделяет опухоль, сохраняя ее капсулу. Затем шприцем с тонкой иглой однократно производится прокол капсулы и медленное капельное подкапсульное введение 0,5 мл раствора цисплатина в концентрации 0,5 мг/мл и одновременно осуществляется двустороннее воздействие на опухоль магнитным полем в диапазоне частот от 1 Гц до 150 Гц, индукцией 20 мТл, экспозицией 10 минут, в сочетании с воздействием постоянного магнитного поля 20 мТл от индуктора, установленного в центре между полюсами сканирующего поля.
Процедура была проведена на 30 животных. После введения цисплатина, а также при его сочетании со сканирующим и постоянным магнитным полем, оценивали флуоресцентные и цитометрические показатели клеток саркомы 45 и инфильтрирующих опухоль лейкоцитов. Кроме традиционных цитометрических параметров (размеры клеток, клеточный состав, ядерно-цитоплазматическое соотношение) оценивали биофизическую характеристику - изменение мембранного потенциала опухолевых клеток, как критерия биодоступности мембраны для проникновения цитостатика в клетки опухоли.
Исследование прижизненных биоэлектрических свойств мембран опухолевых клеток по состоянию мембранного потенциала, оцениваемого методом потенциалозависимых флуоресцентных зондов: аниона-АНС (1-анилинонафталин-8-сульфонат) и катиона-ДСМ (4-н-диметиламиностирил-1-метилпиридиний), показало, что воздействие на опухоль сканирующим магнитным полем (СК МП) увеличивает мембранный потенциал живых клеток в среднем на 80% и гиперполяризует их. Применяемый режим поля является надпороговым воздействием и эффект гиперполяризации воспроизводится в 100% проведенных опытов. Данные витальной флуориметрии клеточной суспензии саркомы 45 характеризуют состояние опухолевых клеток и лимфоцитов, что демонстрирует представленная таблица.
Под влиянием СК МП значительно усиливалась флуоресценция, достоверно (практически в 2 раза) возрастала яркость свечения, что отражало высокую проницаемость мембраны для цитостатика. На рисунках четко видны эти различия, а также морфологические признаки повреждающего влияния цитостатика на опухолевые клетки: изменение размеров ядра, его разбухание, гиперохромность, усиленная вакуолизация цитоплазмы (фиг.1).
Картина деструктивных изменений клеток саркомы 45 в сочетании с визуальным контролем и статистическим подтверждением изменения мембранного потенциала методом флуоресцентных зондов в сторону повышения биодоступности цисплатина внутрь клеток дополнялась биохимическими данными содержания платины в ткани опухоли. Так, при введении под капсулу опухоли только цисплатина суммарное количество препарата в поверхностных слоях определялось в количестве 8,0 мкг. При введении цитостатика с одновременным воздействием сканирующего магнитного поля количество препарата составило 16,1 мкг. При наличии постоянной составляющей в сканирующем магнитном поле содержание платины достигло уровня 47,2 мг, что подтвердило правильность выбора способа воздействия для усиления биодоступности химиопрепарата в опухоль.
Полученный эффект повышения биодоступности химиопрепарата цисплатина в опухоль воспроизводится в 100% случаев, а потому обладает высокой прогностичностью. Способ экономичен, доступен благодаря недорогой отечественной магнитотерапевтической техники и является промышленно применимым.
Figure 00000001

Claims (1)

  1. Способ повышения биодоступности цисплатина в саркому-45, индуцированную в эксперименте, включающий использование электромагнитных полей, отличающийся тем, что в подкапсульное пространство опухоли однократно производят медленное капельное введение 0,5 мл раствора цисплатина в концентрации 0,5 мг/мл и одновременно осуществляют двустороннее воздействие магнитным полем в диапазоне частот от 1 Гц до 150 Гц, индукцией 20 мТл, экспозицией 10 минут, в сочетании с постоянным магнитным полем 20 мТл от индуктора, установленного в центре между полюсами сканирующего магнитного поля.
RU2013113844/14A 2013-03-27 2013-03-27 Способ повышения биодоступности цисплатина в саркому -45, индуцированную в эксперименте RU2527154C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013113844/14A RU2527154C1 (ru) 2013-03-27 2013-03-27 Способ повышения биодоступности цисплатина в саркому -45, индуцированную в эксперименте

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013113844/14A RU2527154C1 (ru) 2013-03-27 2013-03-27 Способ повышения биодоступности цисплатина в саркому -45, индуцированную в эксперименте

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2527154C1 true RU2527154C1 (ru) 2014-08-27

Family

ID=51456385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013113844/14A RU2527154C1 (ru) 2013-03-27 2013-03-27 Способ повышения биодоступности цисплатина в саркому -45, индуцированную в эксперименте

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2527154C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2217112C2 (ru) * 2001-09-26 2003-11-27 Мачехин Владимир Александрович Способ лечения центральной хориоретинальной дистрофии
RU2288752C2 (ru) * 2005-02-14 2006-12-10 Денис Анатольевич Карпиков Способ лечения злокачественных новообразований путем региональной гипертермии брюшной полости
EP2394652A2 (en) * 2004-02-06 2011-12-14 Elan Pharmaceuticals Inc. Methods and compositions for treating tumors and metastatic disease

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2217112C2 (ru) * 2001-09-26 2003-11-27 Мачехин Владимир Александрович Способ лечения центральной хориоретинальной дистрофии
EP2394652A2 (en) * 2004-02-06 2011-12-14 Elan Pharmaceuticals Inc. Methods and compositions for treating tumors and metastatic disease
RU2288752C2 (ru) * 2005-02-14 2006-12-10 Денис Анатольевич Карпиков Способ лечения злокачественных новообразований путем региональной гипертермии брюшной полости

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БЕЛЕВИТИН А. Б. Операционная изолированная химиогипертермическая перфузия легкого с удалением легочных метастазов. Вестник хирургии имени И. И. Грекова.,2010, Т. 169, N 4, С. 12-16. ШИХЛЯРОВА А.И. и др. Применение оптико-магнитных воздействий при неоадьювантной аутогемохимиотерапии больных с местнораспространенным раком молочной железы и изучение некоторых механизмов энергетического метаболизма. Паллиативная медицина и реабилитация, 2010, N 1, С. 64-68. COLEMAN A, Optimizing regional infusion treatment strategies for melanoma of the extremities Expert Rev Anticancer Ther. 2009 Nov; 9(11):1599-609, реф. HERMAN TS. Temperature dependence of adriamycin, cis-diamminedichloroplatinum, bleomycin, and 1,3-bis(2-chloroethyl)-1-nitrosourea cytotoxicity in vitro Cancer Res. 1983 Feb;43(2):517-20, реф *
СИДОРЕНКО Ю.С. и др. Результаты комплексной терапии злокачественных глиом головного мозга с применением переменных магнитных полей сверхнизких частот и постоянного магнитного поля. Сиб. мед. журнал, 2009, N 1, С. 48-50. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhu et al. Sonodynamic therapy with immune modulatable two-dimensional coordination nanosheets for enhanced anti-tumor immunotherapy
Mai et al. Thermoresponsive iron oxide nanocubes for an effective clinical translation of magnetic hyperthermia and heat-mediated chemotherapy
D’Ammando et al. Sonodynamic therapy for the treatment of intracranial gliomas
Wang et al. Microbubbles enhance the antitumor effects of sinoporphyrin sodium mediated sonodynamic therapy both in vitro and in vivo
Bonosi et al. Sonodynamic therapy and magnetic resonance-guided focused ultrasound: new therapeutic strategy in glioblastoma
Li et al. Sonodynamic antitumor effect of a novel sonosensitizer on S180 solid tumor
Liu et al. Polydopamine nanoparticles for deep brain ablation via near-infrared irradiation
US20180133319A1 (en) Synergistic nanotherapy systems and methods of use thereof
US11918652B2 (en) Nanoparticles sequentially exposed to low intensity acoustic waves for medical or cosmetic applications
US9427466B2 (en) Nanoparticle-assisted ultrasound for breast cancer therapy
Zhang et al. Multifunctional magnetic nanoclusters can induce immunogenic cell death and suppress tumor recurrence and metastasis
Duan et al. Pathological impact and medical applications of electromagnetic field on melanoma: A focused review
RU2527154C1 (ru) Способ повышения биодоступности цисплатина в саркому -45, индуцированную в эксперименте
Ayala et al. Comparative analysis of ALA mediated sonodynamic therapy considering tumor size, light combination and ultrasound delivery in murine cutaneous melanoma
Yang et al. Ultrasound-Targeted Microbubble Destruction Enhances the Inhibitory Effect of Sonodynamic Therapy against Hepatocellular Carcinoma
Zhang et al. The role of anti-tumor immunity of focused ultrasound for the malignancies: depended on the different ablation categories
CN105431199B (zh) 局部光动力疗法
US20240197883A1 (en) Nanoparticles sequentially exposed to low intensity acoustic waves for medical or cosmetic applications
WO2017037519A1 (ru) Способы воздействия на биологические ткани и система для осуществления способов
RU2726611C2 (ru) Способ инициации гибели опухолевых клеток 5-аминолевулиновой и янтарной кислотами и ВЧ- и СВЧ-энергией волнового излучения
Thorat et al. Introduction to external field stimulation modalities
Kobayashi Theranostic near-infrared photoimmunotherapy
RU2723884C2 (ru) Способ инициации гибели опухолевых клеток натриевой солью Хлорина-е6, янтарной кислотой и ВЧ- и СВЧ-энергией волнового излучения
RU2739252C2 (ru) Способ инициации гибели опухолевых клеток Хлорином-e6, аскорбиновой кислотой и ВЧ- и СВЧ-энергией волнового излучения
Qin et al. Hypoxia-improving strategy based on human-derived hemoglobin-based oxygen carriers for breast cancer monitored in vivo by functional photoacoustic mesoscopy

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150328