способ инициации гибели опухолевых клеток

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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 1×10 ⁷ 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.