Способ инициации гибели опухолевых клеток

Способ инициации гибели опухолевых клеток

Реферат

Изобретение относится к биологии и медицине и может быть применено для индукции гибели опухолевых клеток у животных и человека со злокачественными опухолями.

Известен способ профилактики рецидивов и метастазов у больных раком мочевых путей, включающий радикальную операцию и послеоперационную магнитотерапию, притом с 3-5-х суток после радикальной операции и уровнем лейкоцитов периферической крови, не превышающим 8,8-10⁹/л, вызывают стресс-реакцию ежедневным воздействием сначала (первым этапом) центрально на область затылка головы синусоидальным магнитным полем частотой 50 Гц, модулированным прямоугольными импульсами длительностью 0,5 с и с периодом повторения 1 с, индукцией 1 мТл, начальной экспозицией 5 с и последующим ее нарастанием на 1-2 с при очередном воздействии, суммарно не превышая 12 с; затем (вторым этапом) проводят магнитное воздействие местно: на мочевой пузырь у больных раком мочевого пузыря и на область почки у больных раком почки двумя индукторами синусоидальным полем частотой 50 Гц и начальной индукцией 10 мТл, с последующим ее увеличением на 10 мТл при каждом новом воздействии, не превышая 50 мТл, при постоянной экспозиции 20 мин, по достижении стресс-реакции с уровнем лейкоцитов 10-11⁹/л на вторые сутки после двойного воздействия прекращают центральное воздействие, продолжая местное без увеличения дозы до достижения адаптационных реакций с общим количеством лейкоцитов крови, не превышающим 8,8-10⁹/л, и относительным числом лимфоцитов не более 37% (патент РФ №2152811, МПК A61N 2/04, 5/10, 1996).

Недостатком данного способа является то, что он основан на использовании магнитного поля с частотой 50 Гц, а существует информация, что магнитные поля с данной частотой сами способны инициировать опухолевое перерождение здоровых клеток, ингибируя процессы апоптоза.

Задача изобретения - индукция гибели опухолевых клеток путем инициации процесса апоптоза.

Технический результат, в отличие от прототипа, достигается за счет того, что способ индукции гибели опухолевых клеток включает магнитотерапию, притом биологический объект подвергают ежедневно комплексному воздействию постоянного магнитного поля с интенсивностью 25 мкТл и переменного магнитного поля частотой 3,1 Гц и интенсивностью 5 мкТл, экспозиции 60 минут/день единовременно, в течение 5 дней.

Эксперименты проведены на беспородных белых мышах, по 100 животных в каждой группе, на опытной установке, выполненной Красноярским техническим университетом по заказу Красноярской медицинской академии и Красноярского государственного аграрного университета.

Мышам инокулировали внутрибрюшинно 1×10⁷ клеток асцитной карциномы Эрлиха в 0,2 мл раствора Хенкса. Животные были разделены на две группы: контрольную (без комплексного облучения магнитным полем) и опытную - для изучения действия комбинированных слабого постоянного и слабого низкочастотного магнитных полей. В течение нескольких дней проводили ежедневно комплексное воздействие магнитными полями при разной экспозиции в одно и то же время. В результате проведенного курса магнитотерапии (комплексное воздействие слабым постоянным полем с интенсивностью 25 мкТл и переменным с частотой 3,1 Гц и интенсивностью 5 мкТл) произошла достоверная индукция апоптотического процесса, что было установлено наличием одного из специфических его признаков - межнуклеосомной деградации хроматина.

В наших экспериментах обнаружена выраженная межнуклеосомная фрагментация ДНК. При этом степень фрагментации при действии комплексного постоянного магнитного поля с интенсивностью 25 мкТл и переменного магнитного поля частотой 3,1 Гц и интенсивностью 5 мкТл, в течение 5 дней была максимально выраженной при времени экспозиции 60 минут/день единовременно (р<0,05) (Табл.1).

Таблица 1
Изменение степени фрагментации ДНК при комплексном действии магнитных полей в зависимости от времени их воздействия
Вид воздействия	Степень фрагментации (усл. ед.)
Контроль (без облучения)	3,351±0,15
Магнитные поля, экспозиция 15 мин	3,351±0,67
Магнитные поля, экспозиция 30 мин	3,360±0,19
Магнитные поля, экспозиция 45 мин	3,363±0,15
Магнитные поля, экспозиция 60 мин	3,810±0,21
Магнитные поля, экспозиция 75 мин	3,810±0,14
Магнитные поля, экспозиция 90 мин	3,811±0,85

При исследовании влияния различных частот переменного магнитного поля на степень фрагментации ДНК было установлено, что наиболее эффективное воздействие происходит при частоте 3,1 Гц (р<0,05) (Табл.2).

Таблица 2
Зависимость степени фрагментации ДНК от частоты переменного магнитного поля
Частота (Гц)	Степень фрагментации (усл. ед.)
0,1	3,351±0,15
0,2	3,351±0,15
0,3	3,351±0,15
0,4	3,351±0,15
0,5	3,351±0,15
0,6	3,351±0,15
0,7	3,351±0,15
0,8	3,351±0,15
0,9	3,351±0,15
1,0	3,351±0,15
1,1	3,351±0,15
1,2	3,351±0,15
1,3	3,351±0,15
1,4	3,351±0,15
1,5	3,351±0,15
1,6	3,351±0,15
1,7	3,351±0,15
1,8	3,351±0,15
1,9	3,351±0,15
2,0	3,351±0,15
2,1	3,351±0,15
2,2	3,351±0,15
2,3	3,351±0,15
2,4	3,351±0,15
2,5	3,351±0,15
2,6	3,351±0,15
2,7	3,351±0,15
2,8	3,351±0,15
2,9	3,351±0,15
3,0	3,358±0,15
3,1	3,810±0,21
3,2	3,371±0,15
3,3	3,351±0,15
3,4	3,351±0,15
3,5	3,351±0,15

Было установлено достоверное снижение текучести мембран митохондрий асцитных клеток, что свидетельствует о нарушении функции этих структур. Наиболее выраженное снижение текучести зарегистрировано при экспозиции 60 минут/день единовременно, в течение 5 дней (р<0,05) (Табл.3).

При исследовании зависимости изменения текучести мембран митохондрий асцитных клеток от частоты переменного магнитного поля установлено максимальное достоверное снижение микровязкости при частоте, равной 3,1 Гц (р<0,05) (Табл.4).

Таблица 3
Изменение текучести мембран митохондрий асцитных клеток от времени комплексного воздействия на них магнитных полей
Вид воздействия	268 нм (белок - липидный контакт)	334 нм (липидный бислой)
Контроль (без облучения)	0,1461±0,0050	0,0686±0,0018
Магнитные поля, экспозиция 15 мин	0,1461±0,0051	0,0686±0,0048
Магнитные поля, экспозиция 30 мин	0,1461±0,0050	0,0686±0,0008
Магнитные поля, экспозиция 45 мин	0,1450±0,0057	0,0677±0,0048
Магнитные поля, экспозиция 60 мин	0,1427±0,0070	0,0621±0,0023
Магнитные поля, экспозиция 75 мин	0,1427±0,0050	0,0621±0,0018
Магнитные поля, экспозиция 90 мин	0,1427±0,0055	0,0621±0,0038

Таблица 4
Зависимость изменения текучести мембран от частоты переменного магнитного поля
Частота (Гц)	268 нм (белок - липидный контакт	334 нм (липидный бислой)
0,1	0,1461±0,0050	0,0686±0,0018
0,2	0,1461±0,0052	0,0686±0,0090
0,3	0,1461±0,0040	0,0686±0,0056
0,4	0,1461±0,0057	0,0686±0,0023
0,5	0,1461±0,0055	0,0686±0,0076
0,6	0,1461+0,0050	0,0686±0,0089
0,7	0,1461±0,0040	0,0686±0,0089
0,8	0,1461±0,0033	0,0686±0,0018
0,9	0,1461±0,0056	0,0686±0,0018
1,0	0,1461±0,0078	0,0686±0,0064
1,1	0,1461±0,0052	0,0686±0,0095
1,2	0,1461±0,0058	0,0686±0,0088
1,3	0,1461±0,0036	0,0686±0,0048
1,4	0,1461±0,0056	0,0686±0,0012
1,5	0,1461±0,0050	0,0686±0,0019
1,6	0,146110,0050	0,0686±0,0053
1,7	0,1461±0,0059	0,0686±0.0018
1,8	0,1461±0,0050	0,0686±0,0042
1,9	0,1461±0,0060	0,0686±0,0073
2,0	0,1461±0,0078	0,0686±0,0018
2,1	0,1461±0,0096	0,0686±0,0089
2,2	0,146110,0064	0,0686±0,0038
2,3	0,1461±0,0090	0,0686±0,0042
2,4	0,1461±0,0034	0,068610,0093
2,5	0,1461±0,0067	0,0686±0,0083
2,6	0,1461±0,0080	0,0686±0,0037
2,7	0,146110,0045	0,0686±0,0018
2,8	0,1461±0,0033	0,0686±0,0011
2,9	0,1461±0,0089	0,0686±0,0019
3,0	0,1461±0,0050	0,0686±0,0018
3,1	0,1427±0,0070	0,0621±0,0023
3,2	0,1461±0,0089	0,0686±0,0098
3,3	0,1461±0,0012	0,0686±0,0033
3,4	0,1461±0,0078	0,0686±0,0088

Таблица 5
Зависимость количества выживших животных и средней продолжительности жизни животных от количества сеансов магнитотерапии
Количество сеансов облучения (экспозиция 60 мин), дней	Количество выживших животных, шт	Средняя продолжительность жизни животного, дней
Контроль(без облучения)	нет	21
1	нет	21
2	нет	21
3	нет	21
4	3	25
5	35	37
6	15	37
7	15	36
8	14	36

Наиболее эффективным оказался курс магнитотерапии в течение 5 дней. В результате проведенного курса выжило 35% животных, которым была инокулирована асцитная карцинома Эрлиха, в то время как в группе контрольных животных погибли все. Средняя продолжительность жизни животных достоверно увеличилась от 21 до 37 дней (р<0,05) (Табл.5).

На основании проведенных исследований оптимальным является: ежедневное комплексное воздействие постоянного магнитного поля с интенсивностью 25 мкТл и переменного магнитного поля частотой 3,1 Гц и интенсивностью 5 мкТл при экспозиции 60 минут/день единовременно, в течение 5 дней.

Магнитные поля с данными параметрами способны воздействовать на митоходрии опухолевых клеток и усиливать процесс продукции свободных радикалов, что и является причиной инициации апоптоза.

Статистическая обработка результатов проводили методами математической статистики с использованием критериев Стьюдента, критерия Фишера и метода однофакторного дисперсионного анализа, непараметрических методов с применением критерия Манна-Уитни.

Преимуществом предлагаемого способа магнитотерапии является специфичность воздействия - оно осуществляется через индукцию процесса апоптоза, осуществленную благодаря нарушению функции митоходрий опухолевых клеток. В силу своей патогенетичности, использование предлагаемого способа позволяет избежать возможности усиления патологического процесса, что возможно при терапии известными способами.

Способ индукции гибели опухолевых клеток, включающий магнитотерапию, отличающийся тем, что биологический объект подвергают ежедневно комплексному воздействию постоянного магнитного поля с интенсивностью 25 мкТл и переменного магнитного поля частотой 3,1 Гц и интенсивностью 5 мкТл, экспозиции 60 мин/день единовременно, в течение 5 дней.