Архив номеров
Эффективность фотон-захватной терапии с использованием золотосодержащих соединений на основе гиалуроновой кислоты (экспериментальные исследования)
DOI: 10.21870/0131-3878-2017-26-2-49-61
Корякин С.Н.1, Ульяненко С.Е.1, Исаева Е.В.1, Бекетов Е.Е.1, Ульяненко Л.Н.1, Успенский С.А.2,3, Селянин М.А.2, Зеленецкий А.Н.3
«Радиация и риск». 2017. Том 26. № 2, с.49-61
Сведения об авторах
Корякин С.Н.1 – зав. лаб., к.б.н. Контакты: 249036, Калужская обл., Обнинск, ул. Королёва, 4. Тел.: (484) 399-72-76, e-mail:
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФБГУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Ульяненко С.Е.1 – зав. отд., д.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФБГУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Исаева Е.В.1 – ст. научн. сотр., к.вет.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФБГУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Бекетов Е.Е.1 – зав. лаб., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФБГУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Ульяненко Л.Н.1 – в.н.с., д.б.н., проф. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФБГУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Успенский С.А.2,3 – ст. научн. сотр., к.х.н. АНО «МНИЦИТ МАРТИНЕКС», ИСПМ РАН.
Селянин М.А.2 – президент АНО «МНИЦИТ МАРТИНЕКС».
Зеленецкий А.Н.3 – зав. лаб., д.х.н., проф. ИСПМ РАН.
Аннотация
Оценена эффективность фотон-захватной терапии с использованием синтезированного нанокомпозита золота в эксперименте на крысах с модельной опухолью саркома М-1. Животных подвергали рентгеновскому облучению в сочетании с однократным введением в опухоль золотосодержащего соединения на основе гиалуроновой кислоты и меланина из расчёта 4 мг Au на животное за 15 мин до облучения. Доза локального рентгеновского облучения при моделировании фотон-захватной терапии составила 28 Гр. Отмечен сходный характер кривых динамики роста опухоли в течение 27 сут после облучения в вариантах опыта, моделирующих фотон-захватную терапию, и при однократном остром локальном облучении животных в дозе 32 Гр, то есть выигрыш в поглощённой дозе за счёт фотон-захватных событий составил 4 Гр (14%). Выигрыш в противоопухолевом эффекте, оцениваемом по индексу торможения роста опухоли, в группе экспериментальной фотон-захватной терапии по сравнению с группой облучения в дозе 28 Гр составил 26%. Степень проявления кожных реакций при рентгеновском облучении в дозе 28 Гр без и при внутриопухолевом введении золотосо-держащего соединения не имела значимых отличий. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования нанокомпозита золота в составе соединения с гиалуроновой кислотой и меланином для целей фотон-захватной терапии. Обнаруженные различия при использовании разных критериев оценки биологического эффекта (относительный объём опухоли, индекс торможения роста и коэффициент роста опухоли, коэффициент эффективности облучения, кожные реакции) свидетельствуют о необходимости выработки комплексного методологического подхода. Это ещё раз подчёркивает важность радиобиологических экспериментов в условиях in vivo (по сравнению с расчётными данными и результатами опытов in vitro), являющихся основой для разработки медицинских технологий.
Ключевые слова
Фотон-захватная терапия, рентгеновское излучение, золотосодержащее соединение, наночастицы, гиалуроновая кислота, меланин, крысы с саркомой М-1, внутриопухолевое введение, поглощённая доза, противоопухолевая эффективность, кожные реакции.
Список цитируемой литературы
1. Давыдов М.И., Голанов А.В., Канаев С.В., Костылев В.А., Матякин Г.Г., Мардынский Ю.С., Паньшин Г.А., Ткачёв С.И., Хмелевский Е.В., Юрьева Т.В. Анализ состояния и концепция модернизации радиационной онкологии и медицинской физики в России //Вопросы онкологии. 2013. Т. 59, № 5. С. 529-538.
2. Каприн А., Ульяненко С. Адронная терапия – точки развития //Медицина: целевые проекты. 2016. № 23. С. 56-59.
3. Хохлов В.Ф., Кулаков В.Н., Шейно И.Н., Насонова Т.А., Митин В.Н., Добрынина О.А. Способ фотон-захватной терапии опухолей. Патент РФ № 2270045. Бюл. № 5. 20.02.2004.
4. Kobayashi K., Usami N., Porcel E., Lacombe S., Le Sech C. Enhancement of radiation effect by heavy elements //Mutat. Res. 2010. V. 704. P. 123-131.
5. Хохлов В.Ф., Ижевский П.В., Кулаков В.Н., Липенгольц А.А., Слободяник И.И., Федотов Ю.А. Фармакокинетическая оценка препаратов для бинарной лучевой терапии в рамках скринингового исследования //Российский биотерапевтический журнал. 2009. Т. 8, № 1. C. 25.
6. Черепанов А.А., Липенгольц А.А., Насонова Т.А., Добрынина О.А., Кулаков В.Н., Шейно И.Н., Хохлов В.Ф., Климанов В.А., Григорьева Е.Ю. Увеличение противоопухолевого эффекта рентгеновского облучения при помощи гадолиний-содержащего препарата на примере мышей с трансплантируемой меланомой B16F10 //Медицинская биофизика. 2014. № 3. С. 66-69.
7. Rahman W.N., Bishara N., Ackerly T., He C.F., Jackson P., Wong C., Davidson R., Geso M. Enhancement of radiation effects by gold nanoparticles for superficial radiation therapy //Nanomedicine. 2009. V. 5. P. 136-142.
8. Koryakin S.N., Yadrovskaya V.A., Beketov E.E., Isaeva E.V., Ulyanenko S.E., Uspenskiy S.A., Khabarov V.N., Selyanin M.A. The study of hyaluronic acid compounds for neutron capture and photon activation therapies //Cent. Eur. J. Biol. 2014. V. 9, N 10. Р. 922-930.
9. Корякин С.Н., Ульяненко С.Е., Исаева Е.В., Бекетов Е.Е., Ядровская В.А., Успенский С.А., Селянин М.А. Оценка цитотоксичности и накопления в опухоли золотосодержащих соединений на основе гиалуроновой кислоты //Радиация и риск. 2015. Т. 24, № 3. С. 115-124.
10. Корякин С.Н., Исаева Е.В., Ульяненко С.Е., Бекетов Е.Е., Трошина М.В., Ядровская В.А. Изучение эффектов фотон-захватной терапии по тесту клоногенной активности клеток меланомы В-16 //Труды регионального конкурса проектов фундаментальных научных исследований. Калуга, 2016. Вып. 21. С. 204-210.
11. X-5 Monte Carlo Team. MCNP – A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 5. Volume I: Overview and Theory. LA-UR-03-1987, 2005.
12. Ульяненко С.Е., Соловьев А.Н., Литяев В.М., Федоров В.В., Корякин С.Н. Математическое моделирование фотон- и протон-захватной терапии с использованием препаратов золота //Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2016. № 5. С. 59-64.
13. Apte M., Girme G., Bankar A., RaviKumar A., Zinjarde S. 3, 4-dihydroxy-L-phenylalanine-derived melanin from Yarrowia lipolytica mediates the synthesis of silver and gold nanostructures //J. Nanobiotechnology. 2013. V. 11, N 2. P. 1-9.
14. Южаков В.В, Кветной И.М., Кузнецова М.Н., Хавинсон В.Х., Фомина Н.К. Кинетика роста и функциональная морфология саркомы М-1 у интактных крыс после гамма-облучения //Вопросы онкологии. 2001. Т. 47, № 3. С. 328-334.
15. Урбах В.Ю. Биометрические методы. М.: Наука, 1964. 415 с.
16. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. М.: Мир, 1975. 297 с.
17. Hainfeld J., Slatkin D., Smilowitz H. The use of gold nanoparticles to enhance radiotherapy in mice //Phys. Med. Biol. 2004. V. 49, N 18. P. 309-315.
18. Chang M.-Y., Shiau A.-L., Chen Y.-H., Chang C.-J., Chen H.-H., Wu C.-L. Increased apoptotic potential and dose-enhancing effect of gold nanoparticles in combination with single-dose clinical electron beams on tumor-bearing mice //Cancer Sci. 2008. V. 99, N 7. P. 1479-1484.
19. Ceresa C., Bravin A., Cavaletti G., Pellei M., Santini C. The combined therapeutical effect of metal-based drugs and radiation therapy: the present status of research //Curr. Med. Chem. 2014. V. 21, N 20. P. 2237-2265.
20. McQuade C., Al Zaki A., Desai Y., Vido M., Sakhuja T., Cheng Z., Hickey R.J., Joh D., Park S.J., Kao G., Dorsey J.F., Tsourkas A.A. Multifunctional nanoplatform for imaging, radiotherapy, and the prediction of therapeutic response //Small. 2015. V. 11, N 7. P. 834-843.
21. Хлебцов Н.Г., Богатырев В.А., Дыкманов Л.А., Хлебцов Б.Н. Золотые наноструктуры с плазмонным резонансом для биомедицинских исследований //Российские нанотехнологии. 2007. Т. 2, № 3. С. 69-86.
22. Simon T., Boca-Farcau S., Gabudean A.M., Baldek P., Astilean S.J. LED-activated methylene blue-loaded Pluronic-nanogold hybrids in vitro photodynamic therapy //Biophotonics. 2013. V. 6, N 11-12. Р. 950-953.
Полная версия статьи