СРЕДСТВО, ОБЛАДАЮЩЕЕ ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНЫМ И АНТИФИБРОТИЧЕСКИМ ДЕЙСТВИЕМ В ЛЕГОЧНОЙ ТКАНИ ПРИ ЦИТОСТАТИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

Изобретение относится к области медицины, а именно к пульмонологии, и может быть использовано для фармакологической коррекции воспаления и фиброза в легочной ткани, развивающихся при назначении цитостатиков.

Одним из серьезных осложнений цитостатической химиотерапии является интерстициальная пневмония, которая может приводить к идиопатическому фиброзу легких. Идиопатический фиброз легких, хроническое прогрессирующее заболевание неясной этиологии, характеризуется развитием воспаления, интерстициального фиброза и нарастающей дыхательной недостаточностью с неблагоприятным исходом [1]. Терапия фиброза легких направлена главным образом на профилактику быстрого прогрессирования заболевания, а не на его предупреждение. Для этого в настоящее время используют глюкокортикостероиды, часто в комбинации с цитостатическими агентами, антиоксиданты (N-ацетилцистеин), антифиброзные средства (D-пеницилламин, колхицин) [2].

Задачей, решаемой данным изобретением, является расширение арсенала средств, обладающих противовоспалительным и антифибротическим действием в легочной ткани при цитостатическом воздействии.

Поставленная задача достигается применением резерпина в качестве средства, обладающего противовоспалительным и антифибротическим действием в легочной ткани при цитостатическом воздействии.

Новым в предлагаемом изобретении является использование курсового введения резерпина после введения цитостатика.

Нами впервые выявлена способность резерпина препятствовать развитию воспаления и фиброза в легочной ткани, развивающихся при использовании цитостатических препаратов.

Применение резерпина по новому назначению стало возможным благодаря выявленному авторами его новому свойству препятствовать развитию воспаления и фиброза в легочной ткани при введении цитостатиков.

Основным фармакологическим свойством резерпина является его симпатолитическое действие. Препарат, действуя на варикозные утолщения адренергических нервных окончаний, депонируется в мембранах везикул, нарушает вход дофамина в везикулы (и, следовательно, синтез норадреналина) и обратный захват норадреналина везикулами. Содержание норадреналина в везикулах снижается, уменьшается выделение норадреналина на нервные импульсы. Вследствие симпатолитического действия резерпин снижает стимулирующее влияние симпатической иннервации на сердце и кровеносные сосуды [3]. Действие резерпина распространяется и на ЦНС. Первоначально до появления современных нейролептиков препарат применяли для лечения психических заболеваний. В настоящее время резерпин используют в качестве антигипертензивного средства в ранних стадиях артериальных гипертензий, он также входит в состав ряда комбинированных лекарственных средств и применяется в качестве фармакологического агента при экспериментальных исследованиях [3]. На моделях невротических воздействий и миелосупрессий показана эффективная коррекция резерпином нарушений гемопоэза, в частности грануломоноцитарного и лимфоидного ростков кроветворения [4, 5].

Воспаление и фиброз легочного интерстиция, воздухоносных пространств, следующая за ними дезорганизация структурно-функциональных единиц паренхимы легких приводят к нарушению газообмена и развитию дыхательной недостаточности [6]. Считается, что развитие фиброза легких может быть обусловлено аномально активированными альвеолярными эпителиальными клетками, которые вырабатывают медиаторы, стимулирующие образование фибробластов и миофибробластов [7]. В очагах воспаления фибробласты и миофибробласты выделяют избыточное количество коллагена, способствующего, в свою очередь, рубцеванию и разрушению архитектуры легких. Предполагают, что адренергическая система может контролировать синтез коллагена в легких [8]. Кроме того, установлено, что развитие воспалительного процесса в легочной ткани при блеомицин-индуцированном фиброзе легких влияет на количество адренорецепторов в легких [9].

Отличительные признаки проявили в заявляемой совокупности новые свойства явным образом не вытекающие из уровня техники в данной области и не очевидные для специалиста. Идентичной совокупности признаков не обнаружено в проанализированной патентной и научно-медицинской литературе.

Изобретение может быть использовано для повышения устойчивости легочной ткани к воспалению и отложению фибротических масс при химиотерапии в эксперименте и клинике.

Исходя из вышеизложенного, заявляемое изобретение соответствует критериям патентоспособности изобретения «Новизна», «Изобретательский уровень» и «Промышленная применимость».

Предлагаемое действие резерпина изучено в экспериментах на 7-8 недельных мышах линии C57BL/6J в количестве 155 штук. Животные первой категории, инбредные мыши, получены из питомника отдела экспериментального биомедицинского моделирования ФГБУ «НИИ фармакологии» СО РАМН (сертификат имеется). Использование животных в экспериментах обосновано и согласовано с Комиссией по контролю за содержанием и использованием лабораторных животных ФГБУ «НИИ фармакологии» СО РАМН.

Изобретение будет понятно из следующего описания и приложенного к нему рисунка 1.

На рис.1 изображено легкое мыши, при окрашивании ткани легкого гематоксилином и эозином: а - интактной, б - получавшей блеомицин, в - получавшей резерпин на фоне моделирования фиброза; легкое мыши, при окрашивании ткани легкого по Ван-Гизону на соединительную ткань: г - интактной; д - получавшей блеомицин; е - получавшей резерпин на фоне моделирования фиброза.

Изобретение осуществляют следующим образом.

Фиброз легкого моделировали однократным интратрахеальным введением 80 мкг блеомицина («Блеомицетин», ОАО «Лэнсфарм», Россия) в 30 мкл физиологического раствора. Контрольным животным в аналогичных условиях вводили эквивалентный объем физиологического раствора (контроль). Блеомицин относится к группе противоопухолевых антибиотиков. Его механизм действия до конца не выяснен, хотя известно, что он способен подавлять синтез нуклеиновых кислот (преимущественно ДНК) и белка. Препарат активен в отношении клеток, находящихся как в митотическом цикле, так и вне его, но проявляет большую активность в фазе G₂. Основное токсическое действие цитостатик оказывает на легкие: вызывает пневмонию, фибротические изменения в паренхиме легких [3].

Резерпин ("Sigma", США) вводили внутрибрюшинно на 1-7, 9, 11, 13-е сутки после введения блеомицина в дозе 1 мг/кг внутрибрюшинно. Сроки введения и доза резерпина подобраны экспериментальным путем как наиболее оптимальные для моделирования истощения депо катехоламинов в нервной системе. Объем вводимого раствора составил 100 мкл. Непосредственно перед использованием препарат растворяли в стерильном физиологическом растворе. В качестве фона использовали интактных животных (интактный контроль).

На 7, 14, 21, 25 и 60 сут после введения блеомицина мышей умерщвляли передозировкой СО₂, изучали морфологическую картину легких. Для гистологического исследования кусочки легких фиксировали в 10% формалине. По стандартной гистологической методике выполняли проводку материала, заливали объекты исследования в парафиновые блоки, с которых делали гистологические срезы толщиной 5 мкм. Депарафинированные срезы окрашивали гематоксилин-эозином и по Ван-Гизону на соединительную ткань [10]. С помощью компьютерного графического анализа на стандартной площади гистологического среза измеряли площадь коллагеновых волокон в ткани легкого. Затем вычисляли долю этих показателей от стандартной площади среза.

На 7, 14, 21, 25 сут после введения блеомицина у животных определяли показатели периферической крови и костномозгового кроветворения стандартными гематологическими методами. Культуральными методами в костном мозге изучали содержание колоний гранулоцито-эритроидно-макрофагально-мегакариоцитарного типа (КОЕ-ГЭММ), состоящих из 4 различных типов гемопоэтических клеток (эритрокариоцитов, гранулоцитов, макрофагов и мегакариоцитов) и гранулоцитарных ассоциаций (КОЕ-Г) [11].

Математическую обработку результатов производили с применением стандартных методов вариационной статистики. Достоверность различий оценивали с использованием непараметрического U критерия Манна-Уитни.

Пример.

При окрашивании ткани легкого гематоксилином и эозином выявляется развитие отека межальвеолярных перегородок, инфильтрация интерстиция альвеол нейтрофилами, лимфоцитами, макрофагами и плазматическими клетками, что приводит к значительному нарушению гистоархитектоники легочной ткани мышей, получавших блеомицин (рис.1б). В стенках альвеол наблюдается венозное полнокровие и кровоизлияния. В просвете альвеол появляются плазматические клетки, нейтрофильные и эозинофильные лейкоциты, альвеолярные макрофаги, гистиоциты. В центральных отделах органа встречаются участки, где легочный рисунок отсутствует, часть альвеол эмфизематозно расширена.

При окрашивании легкого по Ван-Гизону на соединительную ткань в интерстиции альвеол мышей, получавших блеомицин, отмечается усиление образования коллагеновых волокон и прогрессирующее разрастание соединительной ткани (рис.1д). На 7 сут эксперимента соединительная ткань располагается в основном периваскулярно и перибронхиально, содержание соединительной ткани составляет 1,98±0,28% от площади ткани легкого (табл.1). На 14, 21 сут опыта наблюдается диффузное распространение фибротических масс. Картина пневмофиброза наиболее выражена на 25 сут наблюдения (рис.1д), когда содержание коллагеновых волокон составляет 5,45±0,74% от площади ткани легкого (табл.1).

Резерпин снижает интенсивность воспаления в блеомициновых легких мышей на протяжении всего периода наблюдения. Так, в условиях введения резерпина отек эпителия и гиперемия альвеолярных перегородок снижается, при этом сохраняется воздушность легочной ткани (рис.1в). Клеточная инфильтрация оказывается преимущественно перибронхиальной и периваскулярной. В отличие от мышей блеомицинового контроля у животных, получавших цитостатик и резерпин, отмечается незначительный выход воспалительных клеток в просвет альвеол. Одновременно с подавлением воспалительной реакции резерпин препятствует распространению фибротических масс в легких (рис.1е, табл.1).

Изучение реакций системы крови при пневмофиброзе позволило выявить, что наряду с активацией воспалительного процесса в легочной ткани инсталляция блеомицина вызывает лейкоцитоз в периферической крови (3, 14 сут). Повышение общего количества лейкоцитов было связано с повышением количества лимфоцитов (3 сут) и нейтрофилов (3, 7, 14 сут) (табл.2). Увеличение содержания нейтрофильных гранулоцитов (3, 7, 21, 25 сут) и лимфоцитов (7, 14, 21 сут) регистрируется и в костном мозге (табл.4).

Таблица 2 Динамика содержания общего количества лейкоцитов, нейтрофильных гранулоцитов и лимфоцитов (×109 клеток/л) в периферической крови у мышей в условиях введения блеомицина Сроки исследов., сутки Общее количество лейкоцитов Нейтрофильные гранулоциты Лимфоциты Интактный контроль 13,90±1,44 2,01±0,35 10,54±1,25 3 17,40±1,22 * 3,07±0,37 * 13,11±1,08 * 7 14,75±1,34 3,20±0,57 * 10,60±0,99 14 16,58±1,37 * 3,04±0,40 * 12,3±1,11 21 14,40±1,30 2,01±0,62 11,61±0,63 25 15,20±0,53 2,97±0,26 11,35±0,30 Примечание: * достоверность различия от интактного контроля (Р<0,05).

Резерпин отменяет нейтрофильный лейкоцитоз (3, 7 сут) и лимфоцитоз (3, 7, 14, 21 сут) в периферической крови мышей с пневмофиброзом (табл.2, 3). Аналогичным образом резерпин действует на костномозговые клетки: препарат уменьшает количество нейтрофильных гранулоцитов (3, 21, 25 сут) и лимфоцитов (7, 14, 21 сут) до уровня интактного контроля (табл.4, 5).

Пневмофиброз сопровождается увеличением количества гранулоцито-эритроидно-макрофагально-мегакариоцитарных (3 сут) и гранулоцитарных (3, 7, 14, 21 сут) клеток-предшественников в костном мозге (табл.6). Под влиянием резерпина происходит уменьшение содержания КОЕ-ГЭММ (3, 7 сут) и КОЕ-Г (3, 7, 14 сут) по сравнению с животными, получавшими только блеомицин (табл.6).

Таблица 3 Влияние резерпина на динамику содержания общего количества лейкоцитов, нейтрофильных гранулоцитов и лимфоцитов (×109 клеток/л) в периферической крови у мышей в условиях введения блеомицина Сроки исследования, сутки Общее количество лейкоцитов Нейтрофильные гранулоциты Лимфоциты Интактный контроль 13,9±1,44 2,01±0,35 10,54±1,25 3 12,40±1,22 & 2,30±0,29 & 9,03±0,98 & 7 10,20±0,41 & 1,91±0,19 & 7,16±0,38 & 14 12,70±0,80 2,76±0,40 8,66±0,79 & 21 3,38±1,13 *, & 2,20±1,10 1,16±0,01 *, & 25 14,75±2,18 2,97±0,58 10,96±1,73 Примечание: * достоверность различия от интактного контроля (Р<0,05), & достоверность различия у мышей в условиях введения блеомицина.

Таблица 4 Динамика содержания общего количества кариоцитов, нейтрофильных гранулоцитов и лимфоцитов в костном мозге (×106 клеток/бедро) у мышей в условиях введения блеомицина Сроки исследования, сутки Общее количество кариоцитов Нейтрофильные гранулоциты Лимфоциты Незрелые Зрелые Интактный контроль 10,10±0,85 0,65±0,13 4,29±0,34 2,55±0,3 3 14,39±0,55 * 1,36±0,19 * 7,06±0,14 * 2,78±0,23 7 12,48±1,46 1,02±0,15 * 5,21±0,68 3,47±0,37 * 14 14,39±1,18 * 0,77±0,07 5,31±0,48 4,24±0,53 * 21 15,36±0,71 * 1,26±0,11 * 6,34±0,17 * 4,34±0,34 * 25 12,29±0,84 1,11±0,13 * 5,82±0,49 2,71±0,22 Примечание: * достоверность различия от интактного контроля (Р<0,05).

Таблица 5 Влияние резерпина на динамику содержания общего количества кариоцитов, нейтрофильных гранулоцитов и лимфоцитов в костном мозге (×106 клеток/бедро) у мышей в условиях введения блеомицина Сроки исследов., сутки Общее количество кариоцитов Нейтрофильные гранулоциты Лимфоциты Незрелые Зрелые Интактные животные 10,1±0,85 0,65±0,13 4,29±0,34 2,55±0,3 3 11,61±0,78 & 1,09±0,12 5,34±0,46 & 2,18±0,28 7 11,44±0,49 1,02±0,12 4,70±0,38 2,33±0,23 & 14 12,76±1,13 0,64±0,12 6,53±0,72 2,22±0,43 & 21 9,36±0,14 & 0,71±0,15 & 3,93±0,40 & 2,58±0,18 & 25 10,44±1,20 0,68±0,16 & 4,41±0,98 2,45±0,86 Примечание: * достоверность различия от интактного контроля (Р<0,05), & достоверность различия у мышей в условиях введения блеомицина.

Таблица 6 Влияние резерпина на содержание КОЕ-ГЭММ и КОЕ-Г (×105 клеток) в костном мозге мышей в условиях введения блеомицина Сроки исследования, сутки КОЕ-ГЭММ КОЕ-Г Физ. раствор Резерпин Физ. раствор Резерпин Интактный контроль 2,50±0,43 2,50±0,43 1,00±0,26 1,00±0,26 3 10,17±0,98 * 4,00±0,43 *& 9,33±1,94 * 3,33±0,45 *& 7 2,00±0,37 0,67±0,11 *& 5,67±0,84 * 2,33±0,32 *& 14 0,83±0,18 * 0,17±0,07 *& 2,83±0,48 * 0,33±0,21 * 21 3,17±0,31 2,00±0,46 6,67±1,36 * 7,17±0,88 * Примечание: * достоверность различия от интактного контроля (Р<0,05), & достоверность различия у мышей в условиях введения блеомицина.

Таким образом, применение резерпина на фоне введения блеомицина препятствует развитию воспалительной реакции в интерстиции легких и отложению фибротических масс. Противовоспалительный эффект связан с угнетением активности кроветворных клеток-предшественников гранулоцито-эритроидно-макрофагально-мегакариоцитарного и гранулоцитарного типа.

Литература

1. Илькович М.М., Новикова Л.Н., Сперанская А.А. Идиопатический фиброзирующий альвеолит // Участковый терапевт - 2009. - №6. - С.1-3.

2. Андреева И.И. Фиброзирующие альвеолиты. В кн.: Саперов В.Н., Андреева И.И., Мусалимова Г.Г. (ред.) Практическая пульмонология. Чебоксары: Изд-во Чуваш. гос. ун-та; 2007. С.511-514.

3. Машковский М.Д. Лекарственные средства. Пособие для врачей. - 15-е изд., перераб., испр. и доп. - М.: «Новая волна», Издатель Умеренков, 2008. - С.453-454, 1003-1004.

4. Гольдберг Е.Д., Дыгай A.M., Провалова Н.В., Скурихин Е.Г., Суслов Н.И. Роль нервной системы в регуляции кроветворения. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. - С.87-90.

5. Дыгай A.M., Хмелевская Е.С., Скурихин Е.Г., Першина О.В., Андреева Т.В., Ермакова Н.Н. Особенности регуляции катехоламинами стромальных предшественников и стволовых кроветворных клеток при цитостатической миелосупрессии // Бюл. эксперим. биол. и медицины. - 2011. - Т.152, №12. - С.665-671.

6. Мостовая И.Д., Каредина B.C., Лучанинова В.Н. Морфофункциональная характеристика слизистой оболочки бронхиального дерева и альвеолярной ткани в динамике экспериментальной пневмонии // Тихоокеанский медицинский журнал. - 2007. - №1. - С.18-20.

7. King Т.Е., Pardo A. Selman М. Idiopathic pulmonary fibrosis // LANCET. - 2011. - V.378, №9807. - P.1949-1961.

8. Berg R.A., Moss J., Baum B.J., Crystal R.G. Regulation of Collagen Production by the (β-Adrenergic System // Journal of Clinical Investigation. - 1981. - V.67, May. - P.1457-1462.

9. Giri S.N., Sanford D.A., Jr., Robinson T.W., Tyler N.K. Impairment in coupled beta-adrenergic receptor and adenylate cyclase system during bleomycin-induced lung fibrosis in hamsters // Exp Lung Res. - 1987. - V.13, №4. - P.401-416.

10. Меркулов Г.А. Курс патогистологической техники. - СПб: Медицина, 1969. - С.14, 36-38, 58, 98-100, 163, 170.

11. Гольдберг Е.Д., Дыгай A.M., Шахов В.П. Методы культуры ткани в гематологии. - Томск, 1992. - 264 с.