Способ сонодинамической терапии опухоли саркомы М-1 у крысы в эксперименте

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ СОНОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ ОПУХОЛИ САРКОМЫ М-1 У КРЫСЫ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ(71) Заявитель Государственное учреждение Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н.Н.Александрова(72) Авторы Истомин Юрий Петрович Александрова Елена Николаевна Чалов Вадим Николаевич Церковский Дмитрий Александрович(73) Патентообладатель Государственное учреждение Республиканский научнопрактический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н.Н.Александрова(57) Способ сонодинамической терапии перевитой под кожу опухоли саркомы М-1 у крысы в эксперименте, включающий введение фотосенсибилизатора с последующим воздействием на опухоль ультразвуком, отличающийся тем, что в качестве фотосенсибилизатора вводят средство на основе хлорина е 6 и поливинилпирролидона низкомолекулярного медицинского в дозе 2,5 мг/кг массы тела, а воздействие ультразвуком оказывают спустя 3 ч в непрерывном режиме с частотой 880 кГц интенсивностью 0,7 Вт/см 2 в течение 10 мин. Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной онкологии, а именно к сонодинамической терапии перевитой под кожу саркомы М-1 у крысы, и предназначено для высокоэффективного разрушения опухоли. Способ сонодинамической терапии характеризуется селективным и органощадящим действием, что позволяет использовать его в случаях, когда традиционные способы лечения малоэффективны, не имеет противопоказаний, хорошо сочетается с другими видами терапии. Известен способ подавления опухолевого роста, заключающийся в том, что в опухолевую ткань вводят октанатриевую соль октакарбоксифталоцианина цинка в 10-150 мг/кг и через 1-3 ч осуществляют сеанс ультразвукового облучения с нагревом опухоли до 3642 С 1. Использование изобретения позволяет подавлять рост опухолевых клеток за счет твердофазной соносенсибилизации под действием октакарбоксифталоцианина металла и ультразвука. Недостатками этого способа являются необходимость введения высоких доз фотосенсибилизатора (ФС), длительный период его выведения из организма и возможный перегрев прилегающих к опухоли здоровых тканей. 17579 1 2013.10.30 Известен способ сонодинамической терапии опухоли мышей с использованием ФС порфиринового ряда 2. В экспериментальных условиях сонодинамическая терапия проводилась на мышах с перевитой карциномой толстой кишки 26. ФС вводился внутривенно в дозе 2,5 мг/кг за 24 ч до ультразвукового воздействия с частотой 500 кГц и 1 МГц,интенсивностью 1,0 Вт/см 2. Противоопухолевую эффективность способа оценивали через 7 дней на основании данных гистологического заключения. Недостатками этого способа являются невозможность провести точную количественную оценку площади повреждения и высокий риск инфицирования опухоли. Известен способ сонодинамической терапии, при котором в качестве ФС использовался метиленовый синий в дозе 5 мг/кг 3. Работа выполнена на 140 беспородных крысах одного возраста массой 200-300 г с карциносаркомой Уокера. Все воздействия осуществляли на 10-й день после однократной прививки опухоли. За 15 мин до лекарственного или ультразвукового воздействия внутрибрюшинно вводили 0,33 раствор этаминала натрия из расчета 1 мл на 100 г массы. Для облучения животных наркотизировали. После этого выбривали у животных кожные покровы над опухолью и осуществляли ультразвуковое воздействие. Облучение после введения метиленового синего и лекарственных препаратов(метронидазол, димексид) проводили на аппарате Криотон-ЛОР-2 м. Величина интенсивности облучения составляла 0,4-0,6 Вт/см 2, частота 0,88-2,64 МГц и длительность сеанса 3-4 мин. Динамическое наблюдение за животными проводили в течение 90 дней с момента ультразвукового воздействия, после чего животных умерщвляли, вскрывали и определяли наличие рецидивов опухоли и метастазов. Недостатки данного метода заключаются в многоэтапности методики, сложности использования и длительности экспериментального исследования. Известен способ сонодинамической терапии опухоли, заключающийся в том, что фотосенсибилизатор, производное порфирина АТХ-70, вводили экспериментальным крысам с химически индуцированной опухолью молочной железы в дозе 2,5 мг/кг, через 24 ч осуществляли ультразвуковое облучение опухоли с интенсивностью 3,0 Вт/см 2 4. Динамическое наблюдение за животными проводили на 3, 7, 14, 21 сутки, регистрировали общее физиологическое состояние, динамику роста опухолевых очагов. Основным недостатком этого способа является перегрев окружающих опухоль здоровых тканей. Наиболее близким по технической сущности и достигнутому положительному результату, принятым за прототип, является способ сонодинамической терапии опухоли, заключающийся в том, что фотосенсибилизатор Фотофринвводят в дозе 20 мг/кг массы тела животного 5. Работа выполнена на белых мышах массой 25-30 г с перевитым под кожу штаммом опухоли саркомы -180. В эксперимент было включено 4 группы по 5 особей в каждой со следующими параметрами ультразвука частота - 1 МГц интенсивность - 0,30,6-1,2 Вт/см 2. Динамическое наблюдение за животными осуществляли в течение 15 дней,после чего их умертвляли и определяли массу опухоли, а также проводили морфологическое исследование. Недостатками этого способа являются необходимость использования высоких доз ФС и невозможность провести оценку площади повреждения опухоли. Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в увеличении эффективности сонодинамической терапии саркомы М-1 у крысы после внутривенного введения отечественного фотосенсибилизатора, представляющего собой средство на основе порфиринов, содержащее хлорин е 6 и поливинилпирролидон низкомолекулярный медицинский, в ткань опухоли с последующим ее облучением ультразвуком с определенными параметрами. Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе лечения экспериментальной опухоли саркомы М-1 крысе внутривенно вводят ФС, представляющий 2 17579 1 2013.10.30 собой средство на основе порфиринов, содержащее хлорин е 6 и поливинилпирролидон низкомолекулярный медицинский, в дозе 2,5 мг/кг массы тела животного и через 3 ч после введения ФС опухоль облучают ультразвуком в непрерывном режиме с частотой 880 кГц, интенсивностью 0,7 Вт/см 2 в течение 10 мин. Способ осуществляется следующим образом. Белой беспородной крысе выполняют перевивку опухоли М-1 (саркома М-1), закупленную в банке опухолевых штаммов ГУ РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН. Опухоль перевивают подкожно, в левую паховую область путем введения 0,5 мл 10 опухолевой взвеси в растворе Хенкса. Животное берут в эксперимент через 9-11 дней по достижению размеров опухоли 1,5-2,0 см в диаметре. Все манипуляции на животном осуществляют после введения последнего в состояние нейролептоаналгезии (0,25 раствор дроперидола и 0,005 раствор фентанила в соотношении 21 по 0,3 мл на 100 г массы животного,внутримышечно). Все животные (25 белых беспородных крыс весом 18020 г разводки вивария РНПЦ ОМР им. Н.Н.Александрова) распределены на 5 групп в зависимости от параметров ультразвукового облучения опухоли. Наркотизированную крысу с перевитой опухолью М-1 фиксируют, депилируют шерсть над опухолью и внутривенно вводят ФС, представляющий собой средство на основе порфиринов, содержащее хлорин е 6 и поливинилпирролидон низкомолекулярный медицинский, в дозе 2,5 мг/кг. Сеанс сонодинамической терапии (аппарат УЗТ 1.04-0 с излучателем площадью 1,0 см 2 Россия) проводят через 3 ч после введения ФС ультразвуком частотой 880 кГц при интенсивности 0,7-1,0 Вт/см 2 в течение 10 мин в непрерывном режиме. В контрольной группе облучение опухоли ультразвуком производят без предварительного введения ФС. Через 24 ч после облучения наркотизированной крысе проводят витальное окрашивание синькой Эванса. Для этого в хвостовую вену крысы вводят 1 раствор синьки Эванса из расчета 1 мл на 100 г. Умерщвление животного осуществляют с помощью общепринятого метода эвтаназии. Опухоль иссекают, фиксируют в 10 растворе формалина и делают поперечные срезы по наибольшему диаметру новообразования. Срезы регистрируют цифровой камерой, сопряженной с компьютером. Расчет площади некрозов опухоли проводят с помощью компьютерных программ. Сущность изобретения поясняется следующим графическим материалом. На фигурах 1 и 2 показано, что при проведении сеанса сонодинамической терапии ультразвуком с интенсивностью 0,7 и 1,0 Вт/см 2 в течение 10 мин в опухоли возникают некрозы площадью 92,3 и 86,1 соответственно. Отличительными признаками, характеризующими предлагаемый способ терапии экспериментальной опухоли М-1 крыс, являются удаление лоскута кожи площадью 1,0 см 2 после депиляции шерсти не требуется внутривенное введение отечественного ФС, представляющего собой средство на основе порфиринов, содержащее хлорин е 6 и поливинилпирролидон низкомолекулярный медицинский, в хвостовую вену в дозе 2,5 мг/кг длительность экспозиции опухоли 3 ч проведение ультразвукового облучения опухоли с интенсивностью 0,7 Вт/см 2, частотой 880 кГц и длительностью сеанса 10 мин. Техническим результатом является создание эффективной концентрации ФС в опухолевой ткани и повышение эффективности сонодинамической терапии при минимальном риске возникновения побочных реакций. Предлагаемый способ позволяет направленно воздействовать на опухолевый очаг. Облучение накопившегося в ткани опухоли ФС ультразвуком соответствующих параметров приводит к его активации, вызывая индуцированную фотохимическую реакцию с образованием синглетного кислорода, обладающего 3 17579 1 2013.10.30 высокой окислительной способностью. Одним из механизмов, обуславливающих механические, физико-химические и термические нарушения в опухолевой ткани, является эффект кавитации. Пример 1. Лабораторной крысе массой 185 г с перевитой опухолью М-1 (2,0 см в диаметре) после введения в состояние нейролептоаналгезии и фиксации выполнена депиляция шерсти над опухолью. В хвостовую вену через тонкий катетер введен ФС, представляющий собой средство на основе порфиринов, содержащее хлорин е 6 и поливинилпирролидон низкомолекулярный медицинский, в виде раствора для инъекций в дозе 2,5 мг/кг. Через 3 ч проведен сеанс сонодинамической терапии с интенсивностью ультразвука 0,7 Вт/см 2, частотой 880 кГц и длительностью воздействия 10 мин. Через 24 ч после облучения в хвостовую вену крысы введен 1 раствор синьки Эванса из расчета 1,0 мл на 100 г массы тела животного. Умерщвление осуществлено спустя 2 ч,прибегнув к общепринятому методу эвтаназии (хлороформ). Опухоль иссечена, в течение 2 ч зафиксирована в 10 растворе формалина, сделаны поперечные срезы по наибольшему диаметру новообразования. Срезы зафиксированы цифровой камерой, сопряженной с компьютером. Расчет площади некрозов опухоли осуществлен с использованием специальной компьютерной программы. Площадь гистотопографического среза опухоли М-1 - 1,78 см 2, площадь некроза опухоли - 1,65 см 2, процент площади некроза опухоли - 92,30,63(фиг. 1). Пример 2. Лабораторной крысе массой 170 г с перевитой опухолью М-1 (2,4 см в диаметре) после введения в состояние нейролептоаналгезии и фиксации выполнена депиляция шерсти над опухолью. В хвостовую вену через тонкий катетер введен ФС, представляющий собой средство на основе порфиринов, содержащее хлорин е 6 и поливинилпирролидон низкомолекулярный медицинский, в виде раствора для инъекций в дозе 2,5 мг/кг. Через 3 ч проведен сеанс сонодинамической терапии с интенсивностью ультразвука 1,0 Вт/см 2, частотой 880 кГц и длительностью воздействия 10 мин. Через 24 ч после облучения в хвостовую вену крысы введен 1 раствор синьки Эванса из расчета 1,0 мл на 100 г массы тела животного. Умерщвление осуществлено спустя 2 ч,прибегнув к общепринятому методу эвтаназии (хлороформ). Опухоль иссечена, в течение 2 ч зафиксирована в 10 растворе формалина, сделаны поперечные срезы по наибольшему диаметру новообразования. Срезы зафиксированы цифровой камерой, сопряженной с компьютером. Расчет площади некрозов опухоли осуществлен с использованием специальной компьютерной программы. Площадь гистотопографического среза опухоли М-1 - 1,41 см 2, площадь некроза опухоли - 1,21 см 2, процент площади некроза опухоли - 86,12,31(фиг. 2). Таким образом, предлагаемый способ сонодинамической терапии перевитой под кожу саркомы М-1 у крысы подтверждает тот факт, что ультразвуковое воздействие обладает модифицирующей способностью, а фотосенсибилизатор, представляющий собой средство на основе порфиринов, содержащее хлорин е 6 и поливинилпирролидон низкомолекулярный медицинский, соносенсибилизирующими свойствами, позволяющими повысить эффективность леченияэкспериментальной опухоли саркомы М-1 у крысы. Источники информации 1. Патент РФ на изобретение 2375090, МПК 61 7/00, А 61 К 33/30, А 61 Р 35/00,2006. 2..,К.,.,.,.-//. - 1997. - . 112(1). - . 79-86. 4 17579 1 2013.10.30 3. Заболотный Д. И., Пухлик С. М., Пионтковская М. Б. Новые возможности применения сонодинамической терапии в онкоринологии // Медицина. - 2004. - Т. 10. -2. - С. 67-74. 4..,.,.,.,--70 //. - 2007. . 60 (6). - . 891-897. 5... , 2008. - . 1-46 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5