2275920 - Способ лечения новообразований

Способ лечения новообразований

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к медицине, к средствам и способам лечения новообразований у млекопитающих, предпочтительно человека. Предложенное средство представляет собой воду, содержащую от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов. При этом способ лечения новообразования характеризуется тем, что включает этап введения млекопитающему эффективного количества указанного средства орально или парентерально. Дополнительно способ может включать этап введения млекопитающему янтарной кислоты или ее фармацевтической соли в количестве от 0.1 до 50 мг на кг веса. Предложенные способ и средство позволяют селективно индуцировать апоптоз в трансформированных клетках и усиливать выживаемость нетрансформированных клеток, в частности в костном мозге, за счет обеспечения адекватной концентрации перекиси водорода в клетках. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 табл., 2 ил.

Реферат

Область изобретения

Изобретение относится к средствам и способам лечения новообразований у млекопитающих, предпочтительно человека.

Обоснование изобретения

Новообразование есть любой аномальный рост новой ткани, который более не подчиняется нормальному физиологическому контролю. В соответствии с Международной классификацией болезней, десятый пересмотр (МКБ-10), новообразования подразделяются на злокачественные (раковые), доброкачественные, новообразования in situ и новообразования неопределенного или неизвестного характера. Злокачественные новообразования (рак) представляют группу заболеваний, каждое из которых характеризуется аномальным или неконтролируемым ростом особого типа клеток, известных как трансформированные клетки. Эта нарушенная пролиферация или неспособность трансформированных клеток подвергаться гибели вследствие апоптоза приводит к развитию опухолей.

Способы лечения новообразований в настоящее время включают хирургию, химиотерапию и радиотерапию. Хирургия обычно используется как первичное лечение новообразований, однако многие опухоли не могут быть полностью удалены хирургическими способами. Кроме того, рост метастазов новообразований может предотвращать полное удаление новообразований хирургическими способами. Радиотерапия не может быть использована для лечения многих новообразований вследствие чувствительности тканей, окружающих опухоль.

Химиотерапия включает введение в млекопитающих, нуждающихся в этом, химических соединений, имеющих противоопухолевую активность в отношении новообразований. Эффективность химиотерапии часто ограничивается серьезными побочными эффектами, включая угнетение костного мозга, поражения почек, угнетение центральной нервной системы, тошноту и рвоту.

Обычно средства лечения новообразований ингибируют пролиферацию и индуцируют апоптоз в чувствительных к ним клетках опухолей. Herr and Debatin, Blood, 2001, 98(9): 2603-2614. Часто такие средства, например паклитаксел, 5-фторурацил, данорубицин и препараты платины индуцируют апоптоз в клетках-мишенях, по меньшей мере, частично, через генерацию повышенных количеств внутриклеточных активных метаболитов кислорода и перекиси водорода (Н₂O₂). Varbiro G et al. Free Radic Biol Med 2001; 31:548-58. Hwang PM et al, Nat Med 2001; 7:1111-7. Baker DE. Rev Gastroenterol Disord 2003; 3:31-8. Однако Н₂O₂ индуцирует апоптоз как в трансформированных, так и в нетрансформированных клетках и по этой причине вызывает нежелательные побочные эффекты, такие как подавление костного мозга. Так, существует необходимость в безопасном и эффективном средстве лечения новообразований, которое селективно индуцирует апоптоз только в трансформированных клетках, для того чтобы избежать побочных эффектов подобно угнетению костного мозга.

Недавно было найдено, что Н₂О₂ по-разному воздействует на трансформированные и нетрансформированные клетки в узком интервале концентраций Н₂О₂, близком к верхней границе физиологических концентраций Н₂О₂, или незначительно выше. В концентрациях от десятков до сотни наномолей Н₂О₂ ингибирует пролиферацию и выживаемость трансформированных клеток, но, напротив, усиливает пролиферацию и выживаемость нетрансформированных клеток. Laurent A et al., Cancer Research 65: 948-956 (2005). Так, существует необходимость в способе лечения новообразований, который обеспечивает необходимые концентрации Н₂О₂ в клетке для того, чтобы селективного ингибировать пролиферацию и выживаемость трансформированных клеток при одновременном усилении пролиферации и выживаемости нетрансформированных клеток. Этот способ позволил бы достичь желаемого терапевтического эффекта в лечении злокачественных новообразований, но без побочных эффектов, подобных подавлению костного мозга.

Митохондрии являются главным источником H₂O₂ в организме млекопитающих, и янтарная кислота (ЯК) является наилучшим субстратом для генерации H₂O₂ митохондриями. Boveris A et al., Biochem J. 1972, 128: 617-630. Янтарная кислота (ЯК) является метаболитом человека и млекопитающих. Уровень ЯК в крови человека колеблется от 1 до 9 мкМ, но может подняться до 125 мкМ при гипоксии. Komaromy-Hiller G. et al., Ann. Clin. Lab. Sci. 1997. 27(2): 163-168. Hochachka P et al. Eur. J.Appl. Physiol. 1976. 35(4): 235-242. ЯК увеличивает генерацию Н₂O₂ в митохондриях с увеличением концентрации и обеспечивает скорость генерации Н₂O₂ на уровне менее одного наномоля в минуту при концентрациях ЯК от 1 до 9 мкМ. Помыткин И.А., Колесова О.Е. Бюлл. эксперим. биол. мед. 2003, 135(6): 634-635. Так, эндогенная концентрация ЯК обеспечивает образование Н₂О₂ в клетках на уровне, недостаточном для того, чтобы достичь значительного ингибирования деления трансформированных клеток. Таким образом, существует необходимость в увеличении скорости поддерживаемой ЯК генерации H₂O₂ в митохондриях для того, чтобы обеспечить концентрации H₂O₂, достаточные для достижения значительного противоопухолевого эффекта.

Известно, что изменение изотопного состава растворителя влияет на кинетику и равновесие реакций. Этот эффект известен как изотопный эффект растворителя. The IUPAC Compendium of Chemical Terminology 2nd Edition (1997). Обычно замена тяжелого изотопа на легкий в изотопном составе растворителя приводит к увеличению скорости реакций. В отношении поддерживаемой ЯК генерации Н₂О₂ легкий изотополог воды ¹Н₂ ¹⁶О, используемый как растворитель, может обеспечить особенно высокую скорость генерации Н₂О₂ по сравнению с тяжелыми изотопологами воды (например, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н₂ ¹⁷О, и т.д.) и, так, обеспечить внутриклеточные концентрации Н₂О₂, достаточные для достижения значительного противоопухолевого эффекта в организме млекопитающих. Термин "изотополог" относится здесь к молекулам, отличающимся только изотопным составом, например, ¹Н₂ ¹⁶О и ¹Н₂ ¹⁸О.

Известно, что природная вода представляет собой композицию девяти изотопных гомологов (изотопологов), а именно, ¹Н₂ ¹⁶О, ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О, причем уровень легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О составляет около 99.7317% (Венский стандарт среднеокеанской воды, VSMOW), а общий уровень остальных восьми тяжелых изотопологов около 0.2683% (например, 0.199983% ¹Н₂ ¹⁸О, 0.0372% ¹Н₂ ¹⁷О, 0.031069% ¹Н²H¹⁶О, 0.0000623% ¹Н²H¹⁸О, и 0.0000116% ¹Н²H¹⁷О). Rothman et al., J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 1998, 60, 665. Rothman et al., J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 2003, 82, p.9. Распространенность изотопологов воды в природной воде слегка варьируется от района и климатических условий и обычно выражается через отклонение δ относительно международного стандарта VSMOW. Вода, максимально обогащенная легким изотопологом ¹Н₂ ¹⁶О, находится в Антарктике (стандарт легких антарктических осадков, SLAP), где значения отклонения δ для остаточных тяжелых изотопологов обнаружены на уровне δ²H - 415.5‰, δ¹⁷O - 28.1‰, и δ¹⁸О - 53.9‰, что соответствует 99.757% уровню легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О. R. van Trigt, Laser Spectrometry for Stable Isotope Analysis of Water Biomedical and Paleoclimatological Applications, 2002, Groningen: University Library Groningen, p.50. Таким образом, вода с содержанием легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О больше, чем 99.757% не обнаружена в природе. Вода с содержанием легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О больше 99.76% может быть приготовлена в промышленном масштабе, например, высокоэффективной ректификацией.

Мы обнаружили, что вода, обогащенная легким изотопологом ¹Н₂ ¹⁶О до уровня 99.76% и выше, значительно увеличивает скорость генерации Н₂О₂ митохондриями по сравнению с обычной водой с природным содержанием легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О около 99.73%, если в качестве субстрата используется ЯК. Вследствие этого увеличения генерации Н₂О₂ уже становится возможным достичь уровня концентраций Н₂О₂ в клетках, достаточного для того, чтобы ингибировать пролиферацию и выживаемость опухолевых клеток и одновременно усилить пролиферацию и выживаемость нетрансформированных клеток. Так, использование воды, обогащенной легким изотопологом ¹Н₂ ¹⁶О, создает перспективные способы лечения новообразований, включающие усиление продукции Н₂О₂ до желаемых концентраций. Такие способы могут включать введение вышеуказанной воды в млекопитающее с тем, чтобы усилить генерацию Н₂О₂, поддерживаемую эндогенной ЯК при обычных эндогенных концентрациях ЯК от 1 до 9 микромолей. Особенно эффективные способы лечения новообразований могут далее включать введение вышеуказанной воды постадийно или в комбинации с экзогенной ЯК для того, чтобы дополнительно усилить генерацию H₂O₂ за счет повышения концентраций ЯК в организме млекопитающего.

Задачей настоящего изобретения является создание средства лечения новообразования, характеризующегося тем, что представляет собой воду, содержащую от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О.

Также задачей настоящего изобретения является создание способа лечения новообразования, характеризующегося тем, что этот способ включает стадию введения млекопитающему, нуждающемуся в этом, эффективного количества воды, содержащей от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О. Предпочтительно этот способ включает дополнительно стадию введения млекопитающему, нуждающемуся в этом, янтарной кислоты или ее фармацевтически приемлемой соли, средства лечения новообразований.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 показывает схематичный вид сбоку аппарата для производства воды, содержащей от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О.

Фиг.2 показывает эффект легкой воды, содержащей 99.78% легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О на поддерживаемую ЯК генерацию Н₂О₂ митохондриями по сравнению с контрольной водой, содержащей 99.73% легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О.

Детальное описание изобретения

В настоящем изобретении представлено средство лечения новообразования, характеризующееся тем, что представляет собой воду, содержащую от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов.

Также настоящее изобретение предоставляет способ лечения новообразования, характеризующийся тем, что этот способ включает этап введения млекопитающему, нуждающемуся в этом, эффективного количества воды, содержащей от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов.

Термин "изотополог" используется здесь в соответствии с руководством IUPAC (IUPAC Compendium of Chemical Terminology 2nd Edition (1997) и относится к молекулам, отличающимся только изотопным составом (номером изотопа), например ¹Н₂ ¹⁶О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н₂ ¹⁸О.

Здесь и далее понятие "остальные изотопологи" включает в себя: ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О. Настоящее изобретение относится к изотопологам воды, включающим только стабильные нерадиоактивные изотопы водорода и кислорода, т.к. присутствие в воде, используемой человеком, изотопологов воды, содержащих радиоактивные изотопы водорода и кислорода, недопустимо.

Вода, содержащая от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О, может быть приготовлена промышленными способами, например высокоэффективной ректификацией.

В способе изобретения воду, содержащую от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О вводят орально, парентерально, наружно или ректально. Предпочтительно эффективное количество воды, содержащей от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О, вводят орально или парентерально.

В способе изобретения вода, содержащая от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О может вводиться один день или дольше. Предпочтительно эффективное количество воды, содержащей от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О, вводится в ходе всего периода лечения новообразования вплоть до достижения полной ремиссии.

Предпочтительно эффективное количество воды, содержащей от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О, составляет от 0.5 до 50 мл в день на кг веса тела млекопитающего. По объему эффективное количество воды, содержащей от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О, может составлять от 0.5 до 3000 мл в день на одно млекопитающее.

Предпочтительно способ настоящего изобретения дополнительно включает этап введения млекопитающему, нуждающемуся в этом, янтарной кислоты или ее фармацевтически приемлемой соли в количестве от 0.1 до 50 мг на кг веса тела млекопитающего. Янтарная кислота или ее соли могут быть введены постадийно или одновременно с водой, содержащей от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О. Способ одновременного введения является предпочтительным.

Янтарная кислота имеет химическую формулу, представленную ниже:

НООССН₂СН₂СООН

Фармацевтически приемлемые соли янтарной кислоты приготавливают известными способами из органических и неорганических оснований. Такие основания включают (но не ограничиваются) нетоксичные основания щелочных и щелочноземельных металлов, например гидроокиси натрия, калия или кальция; гидроокись аммония и нетоксичные органические основания, такие как триэтиламин, бутиламин, диэтаноламин и триэтаноламин.

В способе изобретения янтарная кислота или ее фармацевтически приемлемые соли можно вводить орально, парентерально, наружно или ректально. Предпочтительно эффективное количество янтарной кислоты или ее фармацевтически приемлемой соли вводят орально или парентерально.

Предпочтительно способ настоящего изобретения дополнительно включает этап введения млекопитающему, нуждающемуся в этом, эффективного количества средства лечения новообразования. Предпочтительно средство лечения новообразования выбирается из группы, состоящей из ингибиторов митоза, ингибиторов ангиогенеза, алкилирующих агентов, антиметаболитов, интеркалирующих антибиотиков, ингибиторов факторов роста, ингибиторов клеточного цикла, ферментов, ингибиторов топоизомеразы, модификаторов биологического ответа, антигормональных агентов и антиандрогенов. Подходящее средство лечения новообразований может быть выбрано экспертом в данной области с целью лечения новообразований. Всеобще признанным руководством по применению вышеуказанных противоопухолевых средств является руководство "The Cancer Chemotherapy Handbook" 6th Edition, Fisher DS et al., 2003 или монография М.Д.Машковского "Лекарственные средства", 14 издание, 2002. Средство лечения новообразования может быть введено постадийно или одновременно с водой, содержащей от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О. Способ одновременного введения является предпочтительным.

Термин "средство лечения новообразований" взаимозаменяем с терминами противоопухолевое средство и средство лечения рака и относится к любому средству, используемому в лечении новообразований.

Предпочтительно способ настоящего изобретения дополнительно включает стадию радиотерапии новообразования.

Предпочтительно способ настоящего изобретения дополнительно включает стадию хирургического лечения новообразования.

Термин "новообразование" используется здесь в соответствии с Международной классификацией болезней, десятый пересмотр (МКБ-10, глава II, категории C00 - D48), и относится к заболеванию, характеризующемуся аномальным ростом новой ткани. Предпочтительно новообразование для лечения способами настоящего изобретения выбирается из группы, состоящей из злокачественных новообразований, доброкачественных новообразований, новообразований in situ и новообразований неопределенного или неизвестного характера.

Примеры злокачественных новообразований включают злокачественные новообразования губы, рта и глотки; органов пищеварения; органов дыхания; костей и суставных хрящей; кожи; мезотелиальной и мягких тканей; молочной железы; женских половых органов; мужских половых органов; мочевых путей; глаза, головного мозга, и других отделов центральной нервной системы; щитовидной железы и других эндокринных желез; лимфоидной, кроветворной и родственных им тканей; злокачественные новообразования неточно обозначенных, вторичных, и неуточненных локализаций; злокачественные новообразования самостоятельных (первичных) множественных локализаций.

Примеры доброкачественных новообразований включают доброкачественное новообразование рта и глотки; больших слюнных желез; ободочной кишки, прямой кишки, заднего прохода (ануса) и анального канала; других и неточно обозначенных органов пищеварения; среднего уха и органов дыхания; других и неуточненных органов грудной клетки; костей и суставных хрящей; жировой ткани; мезотелиальной ткани; мягких тканей забрюшинного пространства и брюшины; соединительной и других мягких тканей; меланоформный невус; другие доброкачественные новообразования кожи; доброкачественное новообразование молочной железы; лейомиому матки; другие доброкачественные новообразования матки; доброкачественное новообразование яичника; других и неуточненных женских половых органов; доброкачественное новообразование мужских половых органов; мочевых органов; глаза и его придаточного аппарата; мозговых оболочек; доброкачественное новообразование головного мозга и других отделов центральной нервной системы; щитовидной железы; доброкачественное новообразование других и неуточненных эндокринных желез; доброкачественное новообразование других и неуточненных локализаций; гемангиому и лимфангиому любой локализации.

Примеры новообразований in situ включают карциному in situ полости рта, пищевода и желудка; карциному in situ других и неуточненных органов пищеварения; карциному in situ среднего уха и органов дыхания; меланому in situ; карциному in situ кожи; карциному in situ молочной железы; карциному in situ шейки матки; карциному in situ других и неуточненных половых органов; карциному in situ других и неуточненных локализаций.

Примеры новообразований неопределенного или неизвестного характера включают новообразование неопределенного или неизвестного характера полости рта и органов пищеварения; среднего уха, органов дыхания и грудной клетки; женских половых органов; мужских половых органов; мочевых органов; мозговых оболочек; головного мозга и центральной нервной системы; эндокринных желез; полицитемию истинную; миелодиспластические синдромы; другие новообразования неопределенного или неизвестного характера лимфоидной, кроветворной и родственных им тканей; новообразование неопределенного или неизвестного характера других и неуточненных локализаций.

Вследствие ингибирования пролиферации и выживаемости трансформированных клеток с одновременным усилением пролиферации и выживаемости нетрансформированных клеток способ настоящего изобретения особенно полезен для лечения новообразований без побочных эффектов, таких как подавление костного мозга.

Вследствие безопасности и нетоксичности воды, содержащей от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О, настоящее изобретение обеспечивает особенно полезные способы лечения новообразований непрерывно в течение длительного времени, а также между курсами обычной химиотерапии, радиотерапии или хирургического вмешательства, чтобы избежать рецидивных новообразований.

В способе лечения новообразований существенные соединения настоящего изобретения могут быть входить в состав рецептуры разнообразных дозированных лекарственных форм, хорошо известных из уровня техники. Такие формы включают (но не ограничиваются) растворы, растворы для инъекций, растворы для спрэев и аэрозолей, гелевые таблетки, растворы для наружного применения, гели для наружного применения, или кремы.

Здесь и далее, термин "легкая вода" относится к воде, содержащей от 99.76 до 99.99 молекулярных % легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О.

Здесь и далее, содержание изотопологов выражено в молекулярных процентах.

Следующие примеры демонстрируют изобретение. Примеры представлены только для иллюстрации, и никоим образом не ограничивают пределы изобретения.

Пример 1.

Пример иллюстрирует способ получения легкой воды.

Легкую воду, содержащую от 99.76 до 99.99% легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов (¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О) приготавливают ректификацией природной воды, содержащей 99.73% легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О и до 100% остальных изотопологов (¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²H₂ ¹⁶O, ²H₂ ¹⁷O, ²Н₂ ¹⁸О) с использованием аппарата, показанного на фиг.1. Процесс ректификации включает испарение природной воды, содержащей 99.73% (C₁) легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О в бойлере 1; доставку водяных паров в нижнюю часть 2 ректификационной колонны 3; контакт между нисходящей жидкостью и восходящими парами на поверхности контактного устройства 4 (например, тарелки или насадка) внутри ректификационной колонны; конденсацию паров воды с концентрацией легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О от 99.76 до 99.99% (С₂) на конденсирующем устройстве 5 в верхней части колонны 3; сбор конденсата, представляющего собой легкую воду с содержанием от 99.76 до 99.99% легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О (С₂>C₁). Полученная легкая вода используется в примерах настоящего изобретения.

Пример 2.

Пример иллюстрирует изотопный эффект легкой воды на скорость выделения Н₂О₂ в митохондриях с янтарной кислотой в качестве субстрата.

Материалы. Была использована контрольная вода с содержанием легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О 99.73% и до 100% остальных изотопологов ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О, а также легкая вода с содержанием легкого изотополога ¹Н₂ ¹⁶О 99.78% и до 100% остальных изотопологов ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²H¹⁶О, ¹Н²H¹⁷О, ¹Н²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О.

Процедура. Митохондрии печени крыс инкубировали с разными концентрациями янтарнокислого натрия, растворенного в контрольной воде или в легкой воде. Скорости выделения Н₂О₂ измерили. Данные представлены в таблице 1 и на фиг.2 как средняя скорость выделения Н₂О₂ ± стандартное отклонение (n=4).

Таблица 1.Скорость выделения Н₂О₂
Янтарнокислый натрий, мкМ	Н₂О₂, нмоль/мин на 1 мг белка
Контрольная вода	Легкая вода
0	0,04±0,01	0,27±0,04*
5	0,13±0,02	0,30±0,02
10	0,18±0,01	0,41±0,02*
40	0,27±0,01	0,58±0,01*
60	0,30±0,01	0,63±0,01*
70	0,34±0,02	0,65±0,03*
80	0,38±0,01	0,70±0,01*
90	0,41±0,01	0,72±0,02*
*Достоверно отличается от контроля (р<0.05).

Таблица 1 демонстрирует, что легкая вода обеспечивает 7-кратное увеличение скорости генерации Н₂О₂ в митохондриях по сравнению с контролем при эндогенном уровне концентрации янтарной кислоты (экзогенного янтарнокислого натрия 0 мкМ).

Таблица 1 демонстрирует, что легкая вода обеспечивает более чем 2-кратное увеличение скорости генерации H₂O₂ в митохондриях по сравнению с контролем при концентрациях экзогенного янтарнокислого натрия от 5 до 90 мкМ. Видно, что абсолютные скорости выделения H₂O₂ значительно возрастают с увеличением концентрации янтарнокислого натрия, особенно в легкой воде.

Скорость выделения Н₂О₂ митохондриями удовлетворительно подчиняется уравнению Михаэлиса-Ментена V=Vmax[S]/(Km+[S]), где Vmax - это максимальная скорость, Km - это константа Михаэлиса, и [S] - концентрация янтарной кислоты (фиг.2). Изотопный эффект легкой воды проявляет себя преимущественно в 2-кратном увеличении Vmax (0.71 против 0.35 наномолей в минуту на 1 мг белка для легкой и контрольной воды соответственно), тогда как Km отличаются незначительно (7.3 против 9.5 мкМ для легкой и контрольной воды соответственно). Таким образом, тяжелые изотопологи воды ингибируют ферменты, вовлеченные в поддерживаемую янтарной кислотой генерацию Н₂О₂ в преимущественно неконкурентной манере. Соответственно легкая вода деингибирует исходно ингибированные ферменты и, таким образом, увеличивает скорость генерации Н₂О₂ в митохондриях, поддерживаемой янтарной кислотой, до уровней, обеспечивающих концентрацию Н₂О₂, достаточную для достижения значительного противоопухолевого эффекта.

Пример 3.