научная статья по теме ПОИСК ПРОТИВОЛУЧЕВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА МОДЕЛИ ПРОЛОНГИРОВАННОГО ОБЛУЧЕНИЯ МЫШЕЙ С НИЗКОЙ МОЩНОСТЬЮ ДОЗЫ И ОЦЕНКА ИХ ВЛИЯНИЯ НА ЭКСПРЕССИЮ ГЕНОВ БЕЛКОВ ТЕПЛОВОГО ШОКА Биология

Текст научной статьи на тему «ПОИСК ПРОТИВОЛУЧЕВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА МОДЕЛИ ПРОЛОНГИРОВАННОГО ОБЛУЧЕНИЯ МЫШЕЙ С НИЗКОЙ МОЩНОСТЬЮ ДОЗЫ И ОЦЕНКА ИХ ВЛИЯНИЯ НА ЭКСПРЕССИЮ ГЕНОВ БЕЛКОВ ТЕПЛОВОГО ШОКА»

РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2015, том 55, № 4, с. 420-430

МОДИФИКАЦИЯ РАДИАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ ^

УДК 616.03:599.323.4:577.2:539.1.047

ПОИСК ПРОТИВОЛУЧЕВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА МОДЕЛИ ПРОЛОНГИРОВАННОГО ОБЛУЧЕНИЯ МЫШЕЙ С НИЗКОЙ МОЩНОСТЬЮ ДОЗЫ И ОЦЕНКА ИХ ВЛИЯНИЯ НА ЭКСПРЕССИЮ

ГЕНОВ БЕЛКОВ ТЕПЛОВОГО ШОКА

© 2015 г. Л. М. Рождественский*, В. Ф. Михайлов, Т. Г. Шлякова, Ж. М. Шагирова, Р. А. Щеголева, Н. Ф. Раева, Н. И. Лисина, Л. В. Шуленина, В. В. Зорин, А. В. Пчелка, К. Ю. Трубицина

Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И.Бурназяна ФМБА России, Москва

В опытах на мышах Б^СВА х С57В1) проводили оценку профилактической противолучевой эффективности различных радиомодификаторов по ранним клеточно-тканевым радиационным эффектам при пролонгированном у-облучении животных с низкой мощностью дозы и поиск индикаторов медикаментозно повышенной радиорезистентности по показателям экспрессии генов белков теплового шока и р53 в костном мозге. Противолучевой эффект был обнаружен только у беталейкина. Беталейкин оказывал разнонаправленное (стимулирующее и ингибирующее) воздействие на экспрессию генов белков теплового шока, не коррелировавшее с противолучевым эффектом препарата. Беталейкин оказал раннее и преходящее ингибирующее действие на экспрессию р53. Обсуждается перспективность исследования беталейкина как радиомодификатора длительного действия и р53/КБ-кВ сигнальных путей как индикаторов эффективности радиомодификаторов.

Радиомодификаторы, низкоинтенсивное излучение, пролонгированное облучение, беталейкин, белки теплового шока, ген р53, индикатор эффективности радиомодификатора.

БО1: 10.7868/80869803115040098

Для сценариев возможного (при аварийно-спасательных работах) низкоинтенсивного облучения человека медикаментозные средства противолучевой защиты на сегодняшний день практически отсутствуют. Речь идет об официально разрешенных к применению на человеке препаратах, способных снизить эффект поражения при пролонгированном (в течение нескольких часов) лучевом воздействии с относительно малой мощностью дозы. Правда, в инструкции, регламентирующей применение радиозащитных препаратов персоналом аварийных бригад, входящих в зону с повышенным уровнем радиации, для профилактической защиты от низкомощностного ионизирующего излучения рекомендуется препарат рибоксин [1]. Однако убедительного экспериментального обоснования такой рекомендации, не говоря уже о 2-й стадии клинических испытаний, в научной литературе обнаружить не удалось.

Абсолютное большинство веществ, часто позиционируемых как средства защиты от пролонгированного низкомощностного излучения, относится к довольно разномастной по характери-

* Адресат для корреспонденции: 123 182 Москва, ул. Живописная 46, ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И.Бурназяна ФМБА России; e-mail: lemrod@mail.ru.

стикам противолучевых средств группе под разными названиями — стимуляторы радиорезистентности, противолучевые препараты пролонгированного действия, радиомодификаторы длительного действия — РДД [2—4]. В данной работе будет использован термин "радиомодификаторы" и аббревиатура РДД по причине их нейтральности и краткости. Отличительными чертами радиомодификаторов являются их более слабая по сравнению с радиопротекторами эффективность у грызунов и при высоких смертельных дозах, а также проявление противолучевой эффективности при введении как до облучения (и притом нередко за сроки, измеряемые десятками часов), так и после облучения. Однако, в основном, радиомодификаторы исследованы в условиях острого лучевого воздействия, и перенесение их эффективности на условия низкомощностного излучения имеет чисто гипотетический характер.

Не надо забывать, что низкомощностные, даже пролонгированные, радиационные воздействия, и примыкающие к ним фракционированные локальные воздействия при лучевой терапии опухолей опасны не ранними эффектами типа острой лучевой болезни, а отдаленными последствиями типа раков и фиброзов. Могут ли РДД в указанных сценариях реально ослабить повреждающее дей-

ствие радиации на генетический аппарат клетки, определяющий развитие отдаленных последствий, остается неясным. Другим препятствием на пути превращения экспериментально обоснованного радиомодификатора в официальный препарат является отсутствие надежных индикаторов (маркеров) повышенной ими радиорезистентности в отношении именно отдаленных последствий облучения [5—7]. Без таких индикаторов невозможно проведение 2-й стадии (на специфическую активность) клинических испытаний, которые несовместимы с использованием радиационного воздействия на испытуемого. В отсутствие же таких испытаний невозможно обоснование возможности и целесообразности применения радиомодификатора у человека.

Целью наших исследований, открываемых данной публикацией, является разработка эффективного радиомодификатора. Конкретные задачи, стоящие на этом пути — это оценка противолучевого действия исследуемых препаратов в широком диапазоне доз низкой мощности по показателям молекулярного, клеточного и организ-менного уровня, разработка индикаторов повышенной радиорезистентности в отношении отдаленных последствий или предшествующих им патологических сдвигов, продвижение такого РДД до стадии клинических испытаний.

Проведению исследований предшествовал подбор на основании литературных данных препаратов и тест-показателей, перспективных на роль РДД и индикаторов — на повышенную радиорезистентность (ИПР).

Наш выбор остановился на препаратах, в отношении которых в литературе имелись какие-то, пусть и неполные, сведения об их исследовании в условиях пролонгированного облучения биообъектов с низкой мощностью дозы. Таковыми оказались цитокин беталейкин (рекомбинант-ный человеческий интерлейкин-1 в), антиокси-дант феноксан, антигипоксант лимонтар, нук-леозид рибоксин [8—10].

Беталейкин был исследован как РДД в опытах, проводившихся в ВМА им. С.М. Кирова [8—9]. В опыте на 10 крысах, облучавшихся в дозе 10 Гр при мощности дозы 1 Р/мин, введение беталей-кина за сутки до начала облучения в дозе 1 мкг/ кг позволило поднять выживаемость животных в острый период до 9 из 10 против 3 из 10 в контроле.

Лимонтар, действующей основой которого являются лимонная и янтарная кислоты, был исследован как РДД в МНПК "Биотики". При введении препарата крысам породы Вистар per os в дозе 2 мг/кг за 0.5 ч до начала у-облучения в дозе 16 Гр на установке ЛУЭ выживаемость возросла на 33% [10].

Рибоксин испытывался в качестве РДД в Институте биофизики Минздрава России. Введение рибоксина мышам внутрибрюшинно в дозе 300 мг/кг за 15 мин до начала пролонгированного облучения в дозе СД55 при мощности дозы 1 сГр/мин привело к повышению выживаемости животных на 35% [11].

Общий недостаток этих публикаций состоит в ограниченности/неясности числа экспериментальных животных и практически в отсутствии подробного описания условий их содержания (свобода передвижения, возможность постоянного доступа к воде и пище, т.е. исключение стресса) в процессе длительного радиационного воздействия.

В качестве индикатора повышенной (фармакологическим препаратом) радиорезистентности (ИПР) было решено исследовать, в первую очередь, показатель экспрессии генов белков теплового шока (БТШ), так как в научной литературе они давно уже были охарактеризованы как неспецифические защитные агенты при всех видах повреждающих (стрессовых) воздействиях на самые разные клетки [12—14].

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА Животные

В работе использовали мышей-гибридов Б1 (СБА х С57В1), самцов массой 20—25 г, поставляемых питомником РАМН "Столбовая". Животных содержали в клетках по 10 мышей при свободном доступе к воде и стандартному гранулированному корму. Исследования проводились в соответствии с требованиями нормативно-правовых актов.

Мышей выдерживали не менее 1 нед в виварии ФМБЦ и затем перевозили в виварий Московской академии ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина, где их содержали до достижения массы 20—25 г и затем подвергали облучению. Примерно через 5—7 дней после окончания процедуры животных возвращали в виварий ФМБЦ.

Облучение

Пролонгированное облучение мышей осуществляли на кафедре радиобиологии Московской академии ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина. Для облучения использовали два оппозитных подвижных облучателя цезиевой гамма-установки. Во время облучения животные находились в клетках обычного содержания со свободным доступом к воде и пище. Для более объективной оценки результатов в контрольной и опытной группе они были пред-

ставлены поровну в каждой клетке. После облучения практиковалось как раздельное, так и совместное их содержание, что не сказывалось на конечных результатах оценки.

Дозиметрические измерения были проведены сотрудниками кафедры радиобиологии Академии ветеринарной медицины с помощью клинического дозиметра 27012^, прошедшего поверку во ВНИИФТРИ. Равномерность радиационного поля с мощностью дозы в диапазоне 0.95— 1.02 Р/мин, достигалась в пространстве 80 х 40 см, вмещающем четыре клетки с мышами по 10 в каждой, при расстоянии 120 см от каждого из двух оппозитных облучающих источников. Приведенная выше мощность дозы в Р/мин соответствует поглощенной дозе 9 (в крайних клетках) и 10.0 (в срединных ) мГр/мин. Промеры были проведены как в открытом пространстве, так и непосредственно внутри клеток. Экранирующий эффект за счет стенок клеток практически отсутствовал.

ПРЕПАРАТЫ

Все препараты приобретали через аптечную сеть.

Беталейкин (ампулы с лиофилизированным препаратом по 1 мкг/амп), провоспалительный цитокин, разводили в физиологическом растворе и вводили внутрибрюшинно в дозах 50 мкг/кг за 2 ч (вариант Бл-50/2) или 3 мкг/кг за 22 ч (вариант Бл-3/22) до начала облучения.

Феноксан включает в себя феноксат (экстракт из листьев брусники), лактозу, корень солодки и ряд других веществ. Порошок из капсул (в 1 капсуле 420 мг) размешивали в растворе крахмала, суспензию вводили через рот по 0.2 мл из расчета 4 мг/кг двукратно за 24 и 1.5 ч до начала облучения.

Лимонтар включает лимонную и янтарную кислоты, играющие важную роль в энергетическом обмене клетки (цикл Кребса

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком