способ подавления опухолевого роста

Формула изобретения

Способ подавления опухолевого роста, включающий введение в опухолевую ткань цитостатика и последующее локальное воздействие на опухолевую ткань ультразвуковым облучением при нагревании, отличающийся тем, что после введения цитостатика дополнительно вводят бикарбонат натрия в количестве 0,2-1,5 г/кг за 1-3 мин до ультразвукового облучения, а опухолевую ткань нагревают до температуры 38-42°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области биологии и медицины, а именно к способам подавления роста злокачественных опухолей.

Широко известен способ подавления опухолевого роста с применением различных противоопухолевых препаратов (цитостатиков), таких как сарколизин, карбоплатин, доксорубицин, таксол и др. (К.В.Ярошенко, В.Г.Ашинский Злокачественные опухоли. Лечение и лекарственная профилактика. - СПб.: Изд-во 2ЛБИ-СПб. 2003, 165 с.) Этот способ используется преимущественно для лечения опухолей различной локализации, отличающихся пониженной чувствительностью к химиотерапии, вследствие чего применяющиеся в нем терапевтические дозы цитостатиков обладают повышенной токсичностью в отношении жизненно важных органов, не обеспечивая достаточно высокую терапевтическую эффективность.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ подавления опухолевого роста на основе комбинированной терапии злокачественных опухолей с использованием локального ультразвукового воздействия и цитостатиков (И.В.Андронова, Д.В.Филоненко, В.Е.Божевольнов, А.Л.Николаев, И.М.Трещалин, Е.М.Трещалина, Г.К.Герасимова, О.Л.Калия, Г.Н.Ворожцов «Комбинированная терапия злокачественных опухолей с использованием локального ультразвукового воздействия (экспериментальное исследование). Российский биотерапевтический журнал 2005, т.4, № 3, с.101-105). Этот способ включает введение в опухоль различных противоопухолевых препаратов и дополнительное воздействие на опухолевую ткань ультразвуковым облучением с 2 полей под водой температуры 36°С с 2 полей: 1-е поле - частота 0,88 МГц, интенсивность 1,0 Вт/см², второе поле - частота 2,64 МГц, интенсивность - 2,0 Вт/см². В качестве опухолевой модели использовали холангиоцеллюлярный рак PC1, который трансплантировали внутримышечно лабораторным животным. В сочетании с ультразвуком (УЗ) использованы следующие противоопухолевые препараты: сарколизин, карбоплатин, доксорубицин, 5-фторурацил и метотрексат в оптимальных терапевтических дозах. Препараты вводили внутрибрюшинно за 15-20 мин до УЗ. Наилучшие результаты при использовании данного способа были получены с использованием 5-фторурацила, метотрексата или карбоплатина в обычных терапевтических дозах. В оптимальном варианте использования способа показатель противоопухолевой эффективности К имеет величину 3,0-3,3. Данное решение имеет существенные преимущества по сравнению с обычной химиотерапией, поскольку повышает эффективность действия различных противоопухолевых препаратов более чем в 2 раза. Однако противоопухолевая активность этого способа остается неудовлетворительной, а повышение ее за счет увеличения дозы препарата-цитостатика или применения более жестких ультразвуковых и температурных режимов нежелательно из-за значительного снижения в этом случае переносимости лечения, определяемое как степенью выраженности местных реакций, так и общей токсичностью способа.

Задачей настоящего изобретения является изыскание более эффективного и менее токсичного способа подавления опухолевого роста.

Поставленная задача была решена путем введения в опухолевую ткань после введения цитостатика дополнительно бикарбоната (гидрокарбоната) натрия NaHCO₃ с последующим воздействием на нее УЗ, что приводит к существенному повышению терапевтической эффективности способа и позволяет использовать более низкие дозы цитостатиков. При этом используемая доза бикарбоната натрия составляет 0,2-1,5 г/кг, а воздействие на опухолевую ткань ультразвуком осуществляют при температуре опухолевых тканей 38-42°С через 1-3 минуты после введения бикарбоната натрия.

Отличительной особенностью предложенного способа по сравнению с прототипом является использование для подавления опухолевого роста дополнительного введения бикарбоната натрия, не проявляющего цитостатической активности, но дающего возможность, по нашему мнению, управлять эффективностью ультразвукового воздействия, в частности, процессами кавитации в биологических тканях. Имеющиеся экспериментальные данные свидетельствуют о том, что в предложенном способе действие от введения бикарбоната натрия приводит к временному повышению концентрации углекислого газа в опухоли и, как следствие, снижению ее кавитационной прочности.

Интервал используемых доз бикарбоната натрия необходим для обеспечения максимального целевого эффекта. При этом введение его в количестве, меньшем чем 0,2 г/кг нецелесообразно, поскольку не приводит к существенному подавлению роста опухолевой ткани. Применение же доз выше 1,5 г/кг существенно увеличивает вероятность нежелательных побочных эффектов.

Необходимость введения бикарбоната натрия в течение определенного временного интервала до ультразвукового воздействия также определяется необходимостью достижения максимального терапевтического эффекта, связанного со временем насыщения препаратом опухолевых тканей. При этом ультразвуковое облучение раньше чем за 1 минуту после введения бикарбоната натрия не обеспечивает необходимого терапевтического эффекта, а позднее чем через 3 минуты после введения бикарбоната натрия терапевтический эффект ухудшается за счет деградации препарата и возможного выхода углекислого газа из мест локализации его в опухоли.

Выбор температурных режимов ультразвукового облучения обусловлен также необходимостью достижения максимального терапевтического эффекта. При этом при температуре опухолевых тканей ниже 38°С усиления эффекта воздействия практически не наблюдается, а использование температур выше 42°С приводит к повреждению здоровых тканей и может сопровождаться токсическими эффектами.

Определение противоопухолевой активности предложенного способа было проведено на мышах с перевиваемыми опухолями (in vivo). Все эксперименты по оценке эффективности предложенного изобретения проводили на штаммах опухолей: меланома В 16 (примеры 1-10) и высокометастазирующей в легкие карциномы Льюиса LLC (примеры 11-23), которые, как и используемая в прототипе опухоль холангиоцеллюлярного рака PC 1, являются широко распространенными опухолевыми моделями.

В качестве противоопухолевых препаратов использовались цисплатин, а также терапевтическая пара ифосфамид + доксорубицин в оптимальных терапевтических и субтерапевтических (т.е. ниже оптимальных терапевтических) дозах.

Оценку терапевтического эффекта по данному изобретению, как и в прототипе, проводили по времени удвоения объема опухоли « ». Для этого до и после воздействия в разные сроки измеряли и рассчитывали средний объем опухоли: V₀ - объем опухоли до воздействия; V_t - объем опухоли в момент измерения. Затем вычисляли V_t/V₀ и графическим способом определяли « » в сравниваемых группах. Об эффективности судили по коэффициенту (К), который вычисляли по формуле К=« » контроля/« ». терапии, где « » контроля - время удвоения объема опухоли в группе без специфического воздействия; « » терапии - время удвоения объема опухоли в группе, подвергшейся воздействию по данному изобретению.

Полученные данные обрабатывали статистически, используя доверительные интервалы для средних сравниваемых величин по стандартному методу Стьюдента в модификации Р.Б.Стрелкова.

Нижеприведенные примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение.

Пример 1

Эксперимент проводили следующим образом.

В опыте использованы мыши-самцы гибридов BDF ₁ с массой тела 21-23 г· с в/м (в лапу) трансплантированной меланомой В 16. К началу терапии размер опухоли V₀ составлял 1,4±0,1 см³. Перед опытом мышей ранжировали по группам. Одну группу оставляли контрольной (число особей n=8) и вводили этим мышам внутривенно однократно физиологический раствор хлористого натрия.

Группы сравнения получали однократно УЗ (n=6) или УЗ + цисплатин (n=6) в указанных в таблице 1 режимах применения. Основная группа получала цисплатин и бикарбонат натрия с облучением ультразвуком (n=6).

Животное с опухолью В 16 фиксировали на специальном держателе и лапку с опухолью погружали в контактную среду (воду). Затем в/б вводили цисплатин в дозе 8 мг/кг (отдельно) или 6 мг/кг (в сочетании с бикарбонатом натрия). Схема лечения: первым вводили в/б цисплатин в терапевтической дозе 6 мг/кг (2/3 от терапевтической), затем через 15 минут - в/в вводили объемом 0,2 мл бикарбоната натрия в дозе 0,2 г/кг. УЗ-облучение проводили через 2 минуты после окончания введения бикарбоната натрия в течение 10 минут. При этом параметры ультразвука были следующими: частота 2,64 МГц, интенсивность - 2 Вт/см ². Опухоль облучали равномерно, перемещая излучатель по всей опухоли. Температуру в опухоли, которая составляла 41°С, фиксировали термопарой.

Аналогичным образом проводили сравнительные эксперименты по воздействию только ультразвука, ультразвука с бикарбонатом натрия и ультразвука с цисплатином (по прототипу, терапевтическая доза 8 мг/г).

Результаты эксперимента по данному примеру приведены в таблице 1.

Примеры 2-10

Эксперименты проводили аналогично примеру 1, за исключением того, что количество бикарбоната натрия варьировалось в пределах 0,2-2,0 г/кг, интервал времени после введения бикарбоната натрия до начала облучения от 0,5 до 4,0 мин. Результаты экспериментов также приведены в таблице 1.

Таблица 1
Зависимость торможения роста меланомы В16 от количества введенного бикарбоната натрия и времени до ультразвукового (УЗ) облучения. Цитостатик - цисплатин. Температура в опухоли - 41°С.
NN примера	Количество введенного бикарбоната натрия (г/кг)	Время до УЗ-облучения, мин	К
по прототипу	0	15	3,3
УЗ	0	0	1,8
УЗ	1,5	1	5,5
Пример 1	0,2	2	7,5
Пример 2	0,4	2	10,1
Пример 3	1,0	2	11,5
Пример 4	1,5	2	11,0
Пример 5	2,0	2	10,0
Пример 6	1,0	0,5	6,0
Пример 7	1,0	1,0	10,5
Пример 8	1,0	2,0	10,3,0
Пример 9	1,0	3,0	10,0
Пример 10	1,0	4,0	8,0

Примеры 11-20. Эксперименты проводили аналогично примеру 1, но в качестве перевиваемой опухоли использовали карциному Льюиса, а в качестве цитостатиков использовали комбинацию ифосфамид (200 мг/кг) + доксорубицин (7 мг/кг) (2/3 от терапевтической дозы).

Результаты экспериментов приведены в таблице 2.

Таблица 2
Зависимость торможения роста карциномы Льюиса LLC от количества введенного бикарбоната натрия и времени до ультразвукового (УЗ) облучения. Цитостатик - ифосфамид + доксорубицин. Температура в опухоли - 41°С.
NN примера	Количество введенного бикарбоната натрия (мг/кг)	Время до УЗ-облучения, мин	К
по прототипу	0	30	3,0
УЗ	0	-	2,5
УЗ	1,5	1	6,0
Пример 11	0,1	2	6,2
Пример 12	0,2	2	8,3
Пример 13	1,0	2	10,5
Пример 14	1,5	2	10,1
Пример 15	2,0	2	9,2
Пример 16	1,5	0,5	4,5
Пример 17	1,5	1,0	10,6
Пример 18	1,5	3,0	10,1
Пример 19	1,5	4,0	6,5

Примеры 20-23. Эксперименты проводили аналогично примеру 1, но в качестве перевиваемой опухоли использовали карциному Льюиса, а в качестве цитостатиков использовали комбинацию ифосфамид (200 мг/кг) + доксорубицин (7 мг/кг) (2/3 от терапевтической дозы). Количество введенного бикарбоната - 1,5 г/кг. Температуру в опухолевой ткани варьировали в интервале 36-42°С.

Результаты экспериментов приведены в таблице 3.

Таблица 3
Зависимость торможения роста карциномы Льюиса LLC от температуры в опухолевой ткани. Цитостатик - ифосфамид + доксорубицин.
NN примера	Температура в опухоли, °С	Время до УЗ-облучения, мин	К
Пример 20	36	2	6,2
Пример 21	38	2	10,1
Пример 22	42	2	10,3
Пример 23	43	2	10,5

Таким образом, наблюдаемый терапевтический эффект, выраженный через коэффициент К, для мышей, подвергшихся лечению по предлагаемому способу, в 2,2-3,5 раза выше по сравнению с прототипом. Гибели животных от острой токсичности не наблюдалось.

Из вышеприведенных данных следует, что использование предлагаемого способа позволяет эффективно подавить рост ряда злокачественных опухолей, а именно добиться торможения роста опухоли, а также понизить общую токсичность способа по сравнению с прототипом, в частности за счет снижения дозы цитостатиков (до 2/3 от терапевтической дозы).