Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

АНТИОКСИДАНТЫ НА ОСНОВЕ 3-ОКСИПИРИДИНОВ ПОВЫШАЮТ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ ПРЕПАРАТОВ

Скопин П.И. 1 Скопина Ю.А. 1 Евстифеев С.В. 1 Сухова Л.А. 2 Кулаев М.Т. 1 Куслина А.В. 1
1 ФГБОУ ВПО "Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарёва"
2 ГБУЗ РМ "Республиканский онкологический диспансер"
Изучено влияние комбинированного применения мексидола и эмоксипина и противоопухолевых препаратов: циклофосфана, 5-фторурацила и рубомицина на рост опухоли, продолжительность жизни животных и метастатический процесс на модели спонтанного метастазирования – перевиваемой меланоме мышей В16 в присутствии первичного опухолевого узла. У животных оценивали объем первичного опухолевого узла, частоту метастазирования опухоли, количество метастазов на поверхности легких, подсчитывали индекс ингибирования метастазирования (ИИМ). Установлена способность мексидола, при ежедневно внутримышечном введении с 1 суток после перевивки опухоли в дозах 10 и 50 мг/кг, и эмоксипина в дозах 6,8 и 34 мг/кг повышать антиметастатическую активность исследуемых противоопухолевых препаратов. Комбинированное применение мексидола и эмоксипина с этопозидом, метотрексатом и доксорубицином усиливало противоопухолевую эффективность цитостатиков, способствуя увеличению индекса торможения роста опухоли и более выраженному уменьшению опухолевой массы.
метастазирование
меланома мышей в16
противоопухолевая химиотерапия
антиоксиданты
1. Семенова Е. В. Гепатопротекторная активность некоторых производных 3- гидроксипиридина при токсических повреждениях печени: автореф. дис. … канд. мед. наук / Мордовский государственный ун-т им. Н. П. Огарева. – Саранск, 2009.
2. Скопин П. И., Зорькина А. В., Скопина Ю. А. Этилметилгидроксипиридинасукцинат ограничивает эндотоксикоз на поздних сроках роста опухоли и снижает токсичность паллиативной химиотерапии в эксперименте // Фундаментальные исследования. – 2013. – №2. – С. 167-171.
3. Скопин П. И., Зорькина А. В., Скопина Ю. А., Минаева О. В. Производные 3-оксипиридина оптимизируют применение этопозида на модели карциномы легких Льюис // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 6; URL: http://www.science-education.ru/106-8026.
4. Чаиркина Н. В., Инчина В. И., Семенова Е. В., Семенов А. В., Исаак И. Н. Возможности коррекции гибридными антиоксидантами морфофункциональных изменений при токсическом повреждении печени // Морфологические ведомости. – 2007. – Т. 1. – № 1-2. – С.232-236.
5. Siprov A. V., Masyagin V. A., Vashurkina I. M. Comparative evaluation of antioxidant drug influence on a radio therapy efficiency and oxidative status in mice // Russian Open Medical Journal. – 2013. – Т. 2, № 3. – С. 0304.

Смещение прооксидантно-оксидантного равновесия, нарастающее параллельно опухолевой прогрессии, является одним из важнейших компонентов синдрома эндогенной интоксикации. В связи со значительным количеством пациентов, выявляемых в поздних стадиях заболевания, вопросы паллиативного лечения остро стоят как перед медицинской общественностью, так и обществом в целом, и особую актуальность приобретает внедрение в клиническую практику методов эффективной коррекции синдрома эндогенной интоксикации.

Основным компонентом паллиативного противоопухолевого лечения являются химиотерапия, реализация эффектов которой сопровождается дополнительной активацией процессов перекисного окисления, что вносит существенный вклад в прогрессирование эндотоксикоза. Однако разработка способов коррекции многочисленных нарушений в тканях организма, возникающих в результате противоопухолевой химиотерапии, без снижения ее противоопухолевых эффектов до настоящего времени остается актуальной задачей. Эту задачу могут решить антиоксидантные препараты [1–5], но их внедрению в клиническую практику и схемы противоопухолевого лечения препятствует вероятность развития антагонистических взаимодействий и снижения эффективности противоопухолевого влияния.

Целью нашего исследования явилась оценка влияния 3-окси-6-метил-2-этил-пиридина сукцината (мексидол®), относящегося к классу β-оксипроизводных азотистых гетероароматических антиоксидантов, на антиметастатическую активность некоторых противоопухолевых химиопрепаратов.

Материалы и методы исследования: использована модель спонтанного метастазирования – перевиваемая опухоль мышей – меланома В16 (штамм опухолевого банка НИИ Экспериментальной диагностики и терапии опухолей ГУ РОНЦ им. Н. Н. Блохина РАМН). Эксперимент проведен на мышах самках линии С57ВL/6 массой 20–22 г, мышах самках линии BDF1. Перевивку опухоли осуществляли путем инъекции под кожу спины взвеси опухолевых клеток (7´106 клеток в 0,2 мл среды 199). Оценка результатов проводилась на 25 день после перевивки опухоли. Все мыши забивались путем декапитации под эфирным наркозом. У животных оценивали объем первичного опухолевого узла, частоту метастазирования опухоли (процент животных из группы, имеющих макрометастазы), количество метастазов на поверхности легких, подсчитывали индекс ингибирования метастазирования (ИИМ). Влияние производных 3-оксипиридина – эмоксипина и мексидола – исследовали в условиях применения противоопухолевых препаратов, широко используемых в практической онкологии – циклофосфана, 5-фторурацила, рубомицина, этопозида, метотрексата и доксорубицина, которые вводили с первых суток после перевивки опухоли в режиме, вызывающем умеренное торможение опухолевого процесса (30–40 % торможения роста первичной опухоли при незначительном уменьшении интенсивности развития метастазов) (табл. 1,2).

Результаты исследований обрабатывали методами вариационной статистики на персональном компьютере с использованием программ Microsoft Office Excel, Primer of Biostatistics for Windows. Вычисляли среднюю арифметическую выборочную (М), ошибку средней арифметической (m) и стандартное отклонение. Значимость отличий средних величин выборок при нормальном распределении оценивали с помощью параметрического t-критерия Стьюдента, а при распределении признака, отличного от нормального, и при малых выборках – непараметрический критерий Манна – Уитни (Mann – Whitney U-test). Значимость различий показателей до и после лечения – с использованием парного критерия Вилкоксона. При сравнении долей, выраженных в процентах, применялся критерий согласия χ2 Пирсона. Различия средних величин, а также корреляционные связи признавались значимыми при уровне значимости р<0,05. Полученные данные представлены в виде M±m, р.

Таблица 1

Структура эксперимента. Исследование влияния производных 3-оксипиридина на
продолжительности жизни мышей линии BDF1 в условиях роста экспериментальных опухолей

Условия проведения исследования

n

1-2

Рост карциномы Льюис

Рост меланомы В16

0,9% р-р NaCl - 0,5 мл в/м в течение 14 суток (контроль)

24

3-4

Этопозид 6,5 мг/кг в/м через 1 день, 5 раз

 

24

5-6

+эмоксипин 17 мг/кг в/м ежедневно 14 суток

24

7-8

+ мексидол 33 мг/кг в/м ежедневно 14 суток.

24

9-10

Метотрексат в/м 13 мг/кг 2 раза в неделю, 4 раза

 

24

11-12

+эмоксипин 17 мг/кг в/м ежедневно 14 суток

24

13-14

+ мексидол 33 мг/кг в/м ежедневно 14 суток

24

15-16

Доксорубицин 1,3 мг/кг 1 раз в неделю в/б, 3 раза

 

25

17-18

+ эмоксипин 17 мг/кг в/м ежедневно 14 суток

25

19-20

+ мексидол 33 мг/кг в/м ежедневно 14 суток.

25

 

ВСЕГО

243

 

Таблица 2

Структура эксперимента по оценке антиметастатической эффективности
на модели меланомы В16

Условия проведения опыта

n

21

Физиологический раствор 0,2 мл в/м

5

22-23

Мексидол 10 мг/кг, 50 мг/кг в/м с 1 по 24 сутки ежедневно

10

24

Рубомицин 4 мг/кг с 21 суток в/б 4 раза через день

 

5

25-26

+мексидол 10 и 50 мг/кг в/м с 1 по 24 сутки ежедневно

10

27-28

+эмоксипин 6,8 и 34 мг/кг в/м с 1 по 24 сутки ежеднев.

10

29

5-фторурацил 10 мг/кг с 21 дня в/м 5 раз через день

 

5

30-31

+мексидол 25 и 50 мг/кг в/м с 1 по 24 сутки ежеднев.

10

 

ВСЕГО

55

Результаты исследования. Применение на фоне роста меланомы В16 этопозида в изученной дозе достоверного влияния на продолжительность жизни опухоленосителей не оказывало – она составила 20,5±1,8 суток (в контроле 18,1±1,6 суток). Включение в состав терапии эмоксипина увеличило продолжительность жизни экспериментальных животных 24,1±2,2, что достоверно выше, чем в контрольной группе (табл. 3). Комбинированное применение этопозида с мексидолом приводило к увеличению до 34,1±3,3 суток продолжительности жизни животных с меланомой В16, что превысило на 88 % (р<0,01) данный показатель у животных в контрольной группе и на 65 % (р<0,05) у животных, получавших монотерапию этопозидом.

При оценке массы опухоли меланомы В16 при использовании этопозида – достоверного изменения по сравнению с контролем не выявлено. Комбинированное использование этопозида и эмоксипина ограничивало на 33 % по сравнению с контрольной группой массу опухоли, ИТРО составил при этом 37 % (рис. 1).

Рис. 1. Некоторые показатели роста меланомы В16 в условиях комбинированного применения этопозида, эмоксипина и мексидола (# – данные достоверно отличаются от контрольных, ^ – достоверное отличие от показателей монотерапии этопозидом)

Таблица 3

Влияние комбинированного применения этопозида, эмоксипина и мексидола на продолжительность жизни мышей линии ВDF1 при росте меланомы В16(М±m)

Условия проведения

эксперимента

Продолжительность жизни

(сутки)

Контр.

18,2 ± 1,66

Этопоз.

20,6 ± 1,89; р>0,05

Этопоз. + эмокс.

24,0 ± 2,0; р<0,05; р1>0,05

Этопоз. + мекс.

34,0 ± 3,39; р<0,01; р1<0,05

Доксоруб.

18,8 ± 2,6; р>0,05

Доксоруб. + эмокс.

25,2 ± 1,3; р<0,001; р1<0,05

Доксоруб. + мекс.

35,4 ± 5,01; р<0,05; р1<0,05

Метотрекс.

18,4 ± 2,7; р>0,05

Метотрекс. + эмокс.

23,2 ± 2,97; р>0,001; р1 >0,05

Метотрекс. + мекс.

26,0 ± 3,61; р>0,05; р1>0,05

П р и м е ч а н и е: достоверность различия р по сравнению с контролем, р1 – с данными животных, получавших монотерапию цитостатиком.

Совместное использование этопозида с мексидолом сопровождалось снижением на 66 % массы опухоли от контрольного уровня и по сравнению с уровнем животных, получавших монотерапию этопозидом, на 57 %. Индекс массы опухоли снижался на 61 % при комбинированном применении этопозида и мексидола по сравнению с контролем и на 54 % по сравнению с уровнем при монотерапии этопозидом, ИТРО при этом возрос на 223 % по сравнению с монотерапией цитостатиком (табл. 4).

При оценке антиметастатической активности выявлено, что в изученной дозе этопозид на фоне роста меланомы способствовал снижению числа митозов в опухолевой ткани на 36 %, а комбинация этопозида с эмоксипином – дополнительно на 30 %, с мексидолом – на 50 %, относительно серии с монотерапией этопозидом.

Таким образом, комбинированное применение этопозида с мексидолом и эмоксипином увеличивает противоопухолевую эффективность этопозида, способствуя увеличению индекса торможения роста опухоли (эмоксипин и мексидол) и более выраженному уменьшению опухолевой массы (мексидол).

Таблица 4

Влияние комбинаций этопозида и метотрексата с эмоксипином и мексидолом на некоторые показатели роста опухоли меланомы В16 (М±m)

Условия проведения эксперимента

Вес мыши общий,

г

Вес без учета опухоли (собствен-

ный вес), г

Масса опу-холи,

г

ИМО,

%

ИТРО,

%

Интактные

24,32±0,89

24,32±0,89

-

-

-

Контроль

29,5±0,29*

24,58±0,51

5,23±0,39

17,56±1,41

-

Этопозид

26,42±0,47#

22,25±0,49*#

4,17±0,35

15,77±1,15

20,30±6,01

Этопозид +

эмоксипин

22,65±0,38

*#^

19,15±0,36

*#^

3,50±0,26

#

15,42±1,07

36,90±4,01

^

Этопозид +

мексидол

25,5±0,29

#^

23,7±0,50

*^

1,80±0,49

#^

7,02±1,93

#^

65,58±9,44

^

Метотрексат

24,00±0,18#

19,40±0,24*#

4,60±0,26

19,15±1,03

13,78±3,96

Метотрексат +

эмоксипин

24,75± 0,34

#

21,87± 0,37

*#^

2,83±0,28

#^

11,63±1,09

#^

44,87±5,05

^

Метотрексат +

мексидол

24,83± 0,49

#

22,85± 0,48

*#^

1,82±0,24

#^

7,32±0,84

#^

65,27±4,17

^

П р и м е ч а н и е: * – данные достоверно отличаются от показателей интактной группы, # – от показателей контрольной группы, ^ – от данных серии монотерапии цитостатиком.

В условиях роста меланомы В16 достоверное увеличение продолжительности жизни подопытных животных по сравнению с группой, получавшей монотерапию доксорубицином, достигнуто при комбинации доксорубицинас эмоксипином на 36 (р<0,05) и на 88 % (р<0,05) при использовании доксорубицина с мексидолом.

Доксорубицин в изученной дозе проявил достоверный противоопухолевый эффект на фоне роста меланомы В16 – произошло снижение ИМО на 28 %. Комбинированное введение доксорубицина с эмоксипином привело к усилению противоопухолевого эффекта препарата, что проявилось в дальнейшем уменьшении ИМО на 21 % по сравнению с монотерапией доксорубицином, ростом ИТРО на 62 % (р<0,05). Комбинация доксорубицина с мексидолом также способствовала снижению массы первичного опухолевого узла на 53 % по сравнению с показателем при монотерапии доксорубицином (р<0,01), снижение ИМО составило 50 %, ИТРО увеличился в 2,4 раза по сравнению с данными группы, получавшей доксорубицин в виде монотерапии.

При совместном использовании метотрексата с мексидолом продолжительность жизни животных с меланомой В16 возросла на 43 % по сравнению с показателями монотерапии метотрексатом (рис. 2). Совместное применение эмоксипина с метотрексатом повлияло на весовые показатели опухоли – почти в 2 раза по сравнению с контролем и на 39 % по отношению с уровнем при монотерапии метотрексатом снижалась масса опухоли, ИТРО при этом увеличился в 3,3 раза по сравнению с монотерапией цитостатиком.

Применение метотрексата на фоне роста меланомы снижало митотическую активность опухолевых клеток на 34 %, комбинация метотрексата с эмоксипином – на 32 %, а с мексидолом – в 2 раза, по сравнению с данными группы монотерапии метотрексатом.

Рис. 2. Продолжительность жизни мышей с меланомой В16 в условиях сочетанного применения химиопрепаратов с эмоксипином и мексидолом, % к данным контрольной группы (* – данные достоверно отличаются от контрольного уровня, # – достоверное отличие от данных серии монотерапии цитостатиком)

Таким образом, комбинация метотрексата с эмоксипином и мексидолом на фоне роста меланомы В16 потенцировала противоопухолевую эффективность цитостатика.

При использовании на фоне меланомы В16 5-фторурацила и рубомицина в режимах монотерапии, наблюдалось достоверное уменьшение объема первичной опухоли, однако не было влияния на метастазирование у подопытных животных (частота составила 100 %). При введении 5-фторурацила индекс ингибирования метастазирования составил 47,9 %, рубомицина – 39,7 %. Но исследуемые цитостатические препараты в изученных дозах не вызывали достоверного уменьшения метастатического процесса, т.к. среднее количество метастазов у животного составило в группе с использованием 5-фторурацила – 7,6±2,0 (р>0,05), рубомицина – 8,8±1,86 (р>0,05).

Дополнительное применение эмоксипина приводило к достоверному сокращению числа метастатических узлов в ткани легких – индекс ингибирования метастазирования комбинаций 5-фторурацил и эмоксипин 25 мг/кг составил 100 %, при использовании рубомицина и эмоксипина 6,8 мг/кг ИИМ составил 96,68 %, а рубомицина с эмоксипином в дозе 25 мг/кг – 98,52 %.

Достоверное снижение частоты метастазирования отмечалось при использовании следующих комбинаций: 5-фторурацил и эмоксипин 25 мг/кг – до 20 %, рубомицин с эмоксипином в дозах 6,8 мг/кг и 25 мг/кг – также до 20 %. Во всех опытных группах наблюдалось достоверное снижение среднего количества метастазов на 1 животное.

Таблица 5

Оценка антиметастатической активности комбинаций противоопухолевых препаратов с мексидолом на модели меланомы В16(М±m)

Группы

Частота метаст., %

Средн.
объем
первичн.
опухоли, см3

Средн.
число
метаст. у всех животн. в группе

Индекс
ингибиров. метастазиров., %

Контр.

100

4,48±0,56

14,59±2,93

Мекс. 10 мг/кг

60

4,2±0,8

2,79±1,92#

80,82

Мекс. 50 мг/кг

40*

2,83±0,61

0,40±0,27#

97,26

Циклофосфан20 мг/кг

100

2,27±0,45#

8,00±2,42

45,21

Мекс.10 мг/кг + циклоф.

40*

1,88±0,37#

0,80±0,65#^

94,52

Мекс. 50 мг/кг + циклоф.

60

2,89±0,72#

1,60±0,84#^

87

5-ФУ 10 мг/кг

100

2,68±0,42#

7,57±2,02

47,95

Мекс. 10 мг/кг + 5-ФУ

60

3,32±1,11

2,37±1,89#

83,56

Мекс. 50 мг/кг + 5-ФУ

40*

3,12±1,18

1,77±1,75#^

87,67

Рубомицин4 мг/кг

100

2,69±0,29#

8,79±0,86#

39,73

Мекс. 10 мг/кг+ рубомиц.

60

2,75±0,42#

2,17±0,92#^

90,96

Мекс. 50 мг/кг+ рубомиц.

40*

3,92±0,78

0,79±0,58#^

97,81

П р и м е ч а н и е: # – данные достоверно отличаются от аналогичного показателя контрольной группы, ^ – данные достоверно отличаются от аналогичного показателя группы сравнения с введением соответствующего цитостатика, рассчитанные с помощью t-критерия Стъюдента; * – данные достоверно отличаются от показателя контрольной группы, рассчитано с помощью χ².

Комбинированное применение циклофосфана и мексидола в дозе 10 мг/кг угнетало метастатический процесс у экспериментальных животных – частота метастазирования у них составила 40 %, среднее число метастазов снизилось до 0,80±0,65 (р<0,01), ИИМ составил 94,52 %. При дальнейшем увеличении дозы мексидола не наблюдалось нарастания антиметастатического эффекта комбинации. При комбинировании циклофосфана и 50 мг/кг мексидола частота метастазирования снизилась до 60 % (р<0,05), индекс ингибирования метастазирования составил 87 % (табл. 5).

Комбинированное применение мексидола в дозе 10 мг/кг и рубомицина не привело к достоверному изменению частоты метастазирования от группы, получавшей монотерапию рубомицином. Количество метастазов составило 2,20±0,92 (p<0,005), что на 75 % меньше, чем у животных, которым вводился химиопрепарат в виде монотерапии. Индекс ингибирования метастазирования в этой группе составил 90,96 %. При увеличении дозы мексидола до 50 мг/кг не наблюдалось изменения частоты метастазирования от предыдущей группы. В отличие от серии, где применялся только рубомицин, среднее число метастазов уменьшилось на 91 % – до 0,79±0,58 (p<0,001), ИИМ составил 97,81 %.

Комбинация 5-фторурацила с мексидолом приводила к значительному снижению числа метастатических узлов в ткани легкого по сравнению с группой, получавшей только цитостатик – индекс ингибирования метастазирования в сочетании с мексидолом 50 мг/кг составил 87,67 %. В этой группе достоверно снижалась частота метастазирования – до 40 %. Во всех группах среднее количество метастазов на одно животное достоверно снижалось.

Выводы. Таким образом, проведенные исследования выявили отчетливую способность мексидола и эмоксипина усиливать эффективность противоопухолевых химиопрепаратов – этопозида, метотрексата, рубомицина и 5-фторурацила по замедлению реализации отдаленных метастазов и увеличению продолжительности жизни в условиях быстрорастущей модели неоплазии (меланома В16) в присутствии первичного опухолевого узла, в отличие от монотерапии цитостатиками.


Библиографическая ссылка

Скопин П.И., Скопина Ю.А., Евстифеев С.В., Сухова Л.А., Кулаев М.Т., Куслина А.В. АНТИОКСИДАНТЫ НА ОСНОВЕ 3-ОКСИПИРИДИНОВ ПОВЫШАЮТ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ ПРЕПАРАТОВ // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 2. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=24259 (дата обращения: 29.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074