способ индукции антипролиферативного действия в эксперименте

Формула изобретения

Способ индукции антипролиферативного действия в эксперименте, включающий внутрибрюшинное введение наночастиц металлов, отличающийся тем, что мышам-опухоленосителям с асцитной опухолью саркомой 37 через 4 дня после перевивки внутрибрюшинно вводят по 0,5 мл взвеси наночастиц металлов меди, цинка или железа в концентрации 10 мкг/мл ежедневно в течение 4-х дней, суммарная доза 20 мкг/мышь.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальным исследованиям в онкологии, и может быть использовано для получения противоопухолевого действия in vivo.

Известно, что многие макро- и микроэлементы участвуют в различных метаболических процессах, а при патологии их обмен может нарушаться. Общеизвестна роль железа в транспорте кислорода, цинка в формировании молекул гормонов тимуса. С другой стороны, металлы и их соединения обладают способностью подавлять рост клеток. Металлы, например платина, входят в состав некоторых химиопрепаратов.

Согласно приведенным в монографии данным в группу важнейших микроэлементов входят железо (Fe), медь (Сu), цинк (Zn). (Кудрин А.В., Громова О.М. Микроэлементы в иммунологии и онкологии. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. 544 с.).

Однако в монографии отсутствуют сведения о влиянии на биологические процессы металлов в виде наночастиц, которые в силу своего размера обладают повышенной способностью к проникновению в клетки и встраиванию в различные метаболические цепи.

Известен способ применения нанотехнологий для молекулярной визуализации, молекулярной диагностики и таргетной терапии раковых заболеваний (Иванов А.В. и соавт. Методы нанотехнологий в исследовании биологических структур // 6-я Всероссийская научно-практическая конференция «Отечественные противоопухолевые препараты». (Москва, 24-26 марта 2007). Российский биотерапевтический журнал, 2007. Т.6. № 1. С.74).

В качестве прототипа нами взята работа Ю.П.Мешалкина и Н.П.Бгатовой («Перспективы и проблемы использования неорганических наночастиц в онкологии», Journal of Siberian Federal University. Biology, 2008. Т.3. № 1. С. 204-208), где авторами описывается противоопухолевое действие на перевиваемой опухоли мышей при использовании введения конъюгата полупроводниковых наночастиц SiO₂ с поливинилпиролидоном, документированное гистологически и электронно-микроскопически.

Однако в литературе отсутствуют данные об исследовании влияния введения наночастиц (НЧ) металлов на рост перевиваемых асцитных опухолей.

Целью изобретения является оценка противоопухолевого действия наночастич металлов в эксперименте на модели перевиваемой асцитной опухоли мышей саркомы 37.

Поставленная цель достигается тем, что мышам-опухоленосителям с перевивавемой асцитной опухолью саркомой 37 внутрибрюшинно вводят по 0,5 мл взвеси наночастиц металлов в концентрации 10 мкг/мл ежедневно в течение 4 суток (суммарная доза - 20 мкг/мышь), а затем оценивают накопление асцитической жидкости в брюшной полости животных и количество в ней живых опухолевых клеток, в результате чего устанавливают, что максимальным антипролиферативным действием на данной модели обладают наночастицы цинка.

Изобретение «Способ индукции антипролиферативного действия в эксперименте» является новым, так как оно неизвестно из уровня медицины при исследовании влияния наночастиц металлов на рост перевиваемых опухолей.

Новизна изобретения заключается в том, что впервые был получен противоопухолевый эффект в эксперименте на перевиваемой асцитной опухоли мышей с помощью внутрибрюшинного введения взвеси наночастиц металлов, особенно выраженный при введении наночастиц цинка.

Изобретение является промышленно применимым, так как может быть использовано в здравоохранении при проведении экспериментальных исследованиий в НИИ онкологии.

«Способ индукции антипролиферативного действия в эксперименте» выполняется следующим образом. Осуществляют перевивку опухоли саркомы 37 (внутрибрюшинно по 0,1 мл асцитической жидкости опухоленосителя, разведенной в 0,2 мл среды 199), после чего опухоль растет в течение 4 суток. Затем, когда происходит очевидное увеличение объема живота опытных мышей, начинают ежедневное введение взвеси наночастиц металлов (меди, цинка или железа) в концентрации 10 мкг/мл по 0,5 мл внутрибрюшинно. НЧ вводят в течение 4 дней с ежедневным измерением объема живота, суммарная доза составляет 20 мкг/мышь. Затем введение НЧ прекращают и еще в течение 4 дней ежедневно измеряют объем живота, чтобы оценить стойкость полученного эффекта. Таким образом, опухоль развивается 12 дней, из них первые 4 дня и последние 4 дня НЧ мышам не вводят. Доза НЧ была выбрана исходя из средних доз современных металлосодержащих цитостатиков (препаратов платины), применяемых в клинике, и составила 1 мг/кг массы. На 13-е сутки у каждой мыши шприцом удаляют асцитическую жидкость (АЖ), измеряют ее объем. Затем в каждой пробе АЖ определяют количество опухолевых клеток путем подсчета в камере Горяева и процент погибших клеток в тесте с трипановым синим. Рассчитывают абсолютное количество живых опухолевых клеток на каждое животное по формуле:

N=V_АЖ×n×% _ЖК,

где N - абсолютное количество живых опухолевых клеток на каждую мышь; V - объем АЖ; n - количество опухолевых клеток в 1 мл АЖ; ЖК - живые опухолевые клетки. Результаты представлены в таблице.

Таблица
Влияние введения наночастиц металлов на рост саркомы 37 у мышей
Группы мышей	№ № животных	Объем АЖ (мл)	Количество опухолевых клеток в АЖ (106/мл)	Количество живых опухолевых клеток в АЖ (106/мышь)
Контроль	1	1,2	27,7	14,6
2	1,2	22,7	13,6
3	1,0	23,5	10,8
4	1,2	36,5	22,3
5	4,0	28,2	58,6
M±m	1,79±0,66**	27,7±2,86**	23,98±10,5**
НЧ меди	1	0,9	12	5,94
2	1,2	5	3,0
3	3,4	7	19,04
4	4,0	5,75	16,1
5	1,3	10,9	11,3
M±m	2,16±0,68**	8,13±1,54* **	11,1±3,53**
НЧ цинка	1	0,4	3,3	0,42
2	0,3	1,35	0,14
3	0,6	1,15	0,52
4	0,9	1,55	1,0
5	1,7	1,0	1,1
M±m	0,78±0,31*	1,67±0,5*	0,636±0,2*
НЧ железа	1	1,4	15	17,64
2	4,1	5,62	20,3
3	6,9	6,25	33,6
4	3,1	4,25	9,35
5	1,0	10,2	7,65
M±m	3,3±1,3**	8,26±2,37* **	17,7±5,7**
Примечание. * - статистически достоверные отличия от контроля; ** - статистически достоверные отличия от группы, получавшей НЧ Zn (P<0,05 или критерий Уилкоксона)

Как видно из таблицы, у мышей всех групп с перевивной саркомой 37 происходит нарастание объема АЖ, наиболее выраженное у животных, получавших НЧ железа и наименьшее - у животных, получавших НЧ цинка. Статистически достоверно ниже, чем в контрольной группе (по критерию Уилкоксона), были только показатели объема АЖ мышей, получавших НЧ цинка. У животных этой же опытной группы объем АЖ был также меньше, чем у мышей, которым вводили НЧ других металлов (меди и железа).

Количество опухолевых клеток в АЖ мышей, получавших введение НЧ всех исследованных металлов, было статистически достоверно ниже контрольных цифр. Наиболее выражено это снижение при введении НЧ цинка, а показатели, полученные при действии НЧ меди и железа, не различаются между собой.

Данные, характеризующие абсолютный уровень живых опухолевых клеток на мышь, свидетельствуют о том, что минимальные значения этого показателя определялись у животных, получавших НЧ цинка, а максимальное - у животных контрольной группы. Введение НЧ цинка приводит к статистически значимому снижению количества живых клеток саркомы 37 как по сравнению с контрольной группой (их количество составляло 2,6% от контроля), так и по сравнению с мышами, которым вводили НЧ меди и НЧ железа. Абсолютное количество живых клеток саркомы 37 у мышей, получавших НЧ меди и НЧ железа, хотя и было ниже, чем у контрольных животных, но из-за значительной вариабельности индивидуальных данных эти различия не были статистически достоверны.

Таким образом, нами установлено противоопухолевое действие наночастиц металлов при их локальном (внутрибрюшинном) введении мышам с перевиваемой саркомой 37, наиболее выраженное у НЧ цинка.

Технико-экономическая эффективность «Способа индукции антипролиферативного действия в эксперименте» заключается в возможности получения противоопухолевого эффекта in vivo путем внутрибрюшинного введения наночастиц металлов мышам-опухоленосителям с перевиваемой асцитной саркомой 37.