Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СТИМУЛЯЦИИ ХРОНИЧЕСКОЙ БОЛЬЮ ЗЛОКАЧЕСТВЕННОГО РОСТА В ЛЁГКИХ КРЫС

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно - к экспериментальной онкологии, и может быть использовано для воспроизведения злокачественного процесса в легких крыс, путем стимуляции хронической болью.

В настоящее время определено, что хроническая боль не является симптомом какого-либо заболевания, а представляет собой самостоятельную нозологию (см. Яхно Н.Н., Кукушкин М.Л. Хроническая боль: медико-биологические и социально-экономические аспекты // Вестник РАМН. 2012; 9: 54-58). Известно, что хроническая боль запускает механизмы нарушения гомеостаза. Болевые воздействия разного характера вызывают изменения основных видов обмена веществ, мобилизацию адаптивных метаболических механизмов и повреждение тканей.

Установлено, что длительная хроническая боль перестраивает течение биохимических процессов в организме, изменяет работу ферментов, нарушает иммунитет. Часто хроническая боль сопутствует онкологической патологии (см. Leppert W., Zajaczkowska R., Wordliczek J. et al. Pathophysiology and clinical characteristics of pain in most common locations in cancer patients // J. Physiology and Pharmacology. 2016; 67(6): 787-799). При этом механизмы хронической боли, возникающей на фоне злокачественного процесса, могут быть разными.

Особый интерес представляет часто встречающаяся нейропатическая боль, которая возникает в результате сдавливания нервного ствола растущей опухолью (см. Malfliet A., Leysen L., Pas R., Kuppens K., Nijs J., Van Wilgen P., Huysmans E., Goodman L., Ikmans K. Modern pain neuroscience in clinical practice: used for post-cancer, pediatric and sports pain // Braz J Phys Ther. 2017; 21, (4): 225-232). Так, у нормальных безопухолевых мышей нейромедиаторы в спинном мозге высвобождались только в ответ на сильное болевое раздражение, в то время как у мышей с раком костей в ответ на обычную безболезненную пальпацию зоны, пораженной опухолью, возникали выраженные болевые ощущения, которые были вызваны активацией рецепторов нейрокининовой системы особой субпопуляции нейронов спинного мозга вследствие высвобождения вещества Р в центростремительных нервных волокнах, а также появления c-fos протеина в нейронах спинного мозга (см. Hunt S.P., Mantyh P.W. The molecular dynamics of pain control // Nat Rev Neurosci. 2001; 2(2): 83-91).

С другой стороны, хроническая боль может влиять на злокачественный процесс.Боль может вызывать прогрессирование рака через иннервацию опухоли (см. Magnon С., Hall S.J., Lin J., Xue X., Gerber L., Freedland S.J., Frenette P.S. Autonomic nerve development contributes to prostate cancer progression // Science. 2013; 341 (6142): 1236361. doi: 10.1126/science. 1236361) и высвобождение тахикининов, таких как вещество Р (см. Garcia-Recio S., Fuster G., Fernandez-Nogueira P. et al. Substance P autocrine signaling contributes to persistent HER2 activation that drives malignant progression and drug resistance in breast cancer // Cancer Res. 2013; 73(21): 6424-6434. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-12-4573), эндогенные опиоидные пептиды, которые модулируют иммунную функцию (см. Boehncke S., Hardt K., Schadendorf D., Henschler R., Boehncke W.H., Duthey B. Endogenous μ-opioid peptides modulate immune response towards malignant melanoma // Exp Dermatol. 2011; 20(1): 24-28. doi: 10.1111/j.1600-0625.2010.01158.x) или простагландины (см. Mantyh P.W. Cancer pain and its impact on diagnosis, survival and quality of life // Nat Rev Neurosci. 2006; 7(10): 797-809). Т.е. хроническая боль является одним из промоутеров злокачественного процесса.

Наиболее распространенной онкопатологией в большинстве стран мира является рак легкого. В России за последние 20 лет заболеваемость злокачественными новообразованиями легкого выросла более чем в 2 раза (см. Чиссов В.И., Старинский В.В., Петрова Г.В. Злокачественные новообразования в России в 2010 году (заболеваемость и смертность). - М.: ФГУ МНИОИ им. П.А. Герцена Росздрава, 2012. - 255 с.). Кроме того злокачественное поражение легких часто является признаком прогрессирования различных злокачественных процессов: рака молочной железы, желудочно-кишечного тракта, щитовидной железы, мочевого пузыря и почек, матки и яичников, меланомы кожи и сарком мягких тканей (см. Riggio М., Perrone М.С., Polo M.L. et al. AKT1 and AKT2 isoforms play distinct roles during breast cancer progression through the regulation of specific downstream proteins // Sci Rep. 2017; 7:44244. doi: 10.1038/srep44244; см. Hovgaard T.B., Nymark Т., Skov O., Petersen M.M. Follow-up after initial surgical treatment of soft tissue sarcomas in the extremities and trunk wall // Acta Oncol. 2017: 1-9. doi: 10.1080/0284186X.2017.1299937).

Установлено, что одной из причин снижения продолжительности жизни при раке различных локализаций, в том числе и при раке легкого является хроническая боль (см. Efficace F., Bottomley A., Smit E.F. et al. Is a patient's self-reported health-related quality of life a prognostic factor for survival in non-small-cell lung cancer patients? A multivariate analysis of prognostic factors of EORTC study 08975 // Ann Oncol. 2006; 17(11): 1698-1704; см. Zylla D., Kuskowski M.A., Gupta K., Gupta P. Association of opioid requirement and cancer pain with survival in advanced non-small cell lung cancer // Br J Anaesth. 2014; 113(Suppl 1): i109 - i116. doi: 10.1093/bja/aeu351; Quinten C., Coens C., Mauer M. et al. Baseline quality of life as a prognostic indicator of survival: a meta-analysis of individual patient data from EORTC clinical trials // Lancet Oncol. 2009; 10(9): 865-871. doi: 10. 1016/S1470-2045(09)70200-1). Поэтому изучение роли хронической боли в патогенезе злокачественных новообразований легких в эксперименте представляется актуальным.

Одной из удобных моделей для экспериментальных исследований является саркома M1. Саркома M1 относится к числу быстрорастущих опухолей с достаточно коротким инкубационным периодом, отличается большой биомассой и высокой степенью перевиваемости: 98-100% (см. Коноплев В.П. Перевиваемые опухоли // в кн. «Модели и методы экспериментальной онкологии (практическое пособие)». Под ред. А.Д. Тимофеевского, М., 1960. - С. 144-162). Однако данный опухолевый штамм до настоящего времени перевивали только подкожно и не предпринимались попытки для воспроизведения саркомы M1 в ткани легкого.

Из патентных разработок известен «Способ воспроизведения злокачественного процесса в эксперименте», осуществляемый путем введения клеток саркомы 45 в подключичную вену крыс (см. Патент на изобретение RU 2388064 С1, опубл. 27.04.2010 г., Бюл. №12). Способ обеспечивает 100% воспроизводимость, приводя к перевиваемости опухолевых трансплантатов во всех случаях, при этом легкие являются единственным органом, пораженным опухолью. Однако в данном способе перевивали саркому С-45, а не M1, кроме того не исследовали влияние хронической боли на выход опухоли и степень перевиваемости.

Техническим результатом данного изобретения является разработка способа воспроизведения злокачественного процесса в легких крыс, путем стимуляции хронической болью.

Технический результат достигается тем, что крысам-самцам предварительно, за 2 недели до перевивки опухоли, создают модель хронической боли путем перевязки седалищных нервов с двух сторон, с последующей перевивкой путем введения в подключичную вену суспензии опухолевых клеток саркомы M1 в физиологическом растворе в объеме 0,5 мл и в разведении 1:10 и оценкой результатов эксперимента через 1,5-2 месяца после перевивки опухоли.

Изобретение «Способ стимуляции хронической болью злокачественного роста в легких крыс» является новым, так как оно неизвестно в области экспериментальных исследований в онкологии о влиянии хронической боли на воспроизведение саркомы M1 в легких крыс.

Новизна изобретения заключается в предваряющем внутривенную перевивку саркомы M1 воссоздании модели хронической боли у крыс, что способствует образованию опухолей в легких.

Изобретение «Способ стимуляции хронической болью злокачественного роста в легких крыс» является промышленно применимым, так как может быть использовано в научно-исследовательских учреждениях онкологического профиля для воспроизведения экспериментальной модели злокачественного процесса в легких крыс, протекающем на фоне хронического болевого синдрома с целью изучения особенностей патогенеза этого процесса и дальнейшей разработки методов его экспериментальной коррекции.

«Способ стимуляции хронической болью злокачественного роста в легких крыс» выполняется следующим образом.

Все манипуляции с животными производятся в боксе. Инструменты, посуду, руки дезинфицируют общепринятым способом. Каждому животному вводят ксила-золетиловый наркоз: за 10 минут до основного наркоза с целью премедикации животному внутримышечно вводят ксилазин (препарат Ксила) в дозе 0,05 мл/кг массы тела (по инструкции), затем - Золетил-50 в дозе 10 мг/100 г массы тела. После наступления медикаментозного сна ассистент фиксирует крысу в положении на животе, удаляет шерсть сзади в районе проекции седалищных нервов и смазывает кожу 70% спиртом. Экспериментатор в стерильных условиях выделяет седалищный нерв, накладывает на него лигатуру, ушивает рану послойно и обрабатывает шов 5% спиртовым раствором йода.

Через 45 дней после заживления операционной раны в подключичную вену вводят 0,5 мл взвеси опухолевых клеток саркомы M1 в физиологическом растворе в разведении (1*10⁶/л). Для этого, соблюдая все условия асептики, описанные выше, ассистент фиксирует крысу в положении на спине, предварительно сбрив шерсть и обработав кожу 5% спиртовым раствором йода в районе правой ключицы. Экспериментатор вводит иглу шприца с опухолевой взвесью в подключичную вену и натягивает поршень шприца на себя. После того, как в шприце появится кровь - все его содержимое вводят в вену, задерживаясь в ней на несколько секунд. Затем извлекает иглу, место введения плотно прижимает ватным тампоном, смоченным в 70% спирте с небольшим добавлением йода, на 1 минуту, чтобы исключить вытекание вводимой взвеси.

Контролем служили животные с перевивкой саркомы M1 в той же дозе и объеме, что и в основной группе, но без воспроизведения модели хронической боли.

Через 55 дней крысы основной группы (7 штук) начали дохнуть. Средняя продолжительность жизни составила 87 дней, максимальная - 128 дней. В контрольной группе (6 штук) пала 1 крыса, продолжительность ее жизни составила 123 дня.

Опухолевые очаги в легких на фоне хронической боли появлялись практически у всех крыс, развивались и приводили к гибели животных. В группе сравнения 1 крыса пала, однако, опухоли в легких обнаружены не были, продолжительность ее жизни оказалась на 36 дней больше, чем средняя продолжительность жизни в основной группе животных с хронической болью. Злокачественные очаги в легких у крыс основной группы были многофокусными, располагались как в правом, так и левом легком, с максимальным количеством новообразований в нижней доли правого легкого, диаметр опухолевых узлов варьировал от 1 до 8 мм. У павшей крысы из группы сравнения легкие были увеличенными, отечными, в плевральной полости - до 1 мл кровянистого экссудата, злокачественные очаги не визуализировались.

Технико-экономическая эффективность «Способ стимуляции хронической болью злокачественного роста в легких крыс» заключается в том, что боль провоцирует выход опухолей в легкие у 86% крыс, приводящее к гибели животных в среднем - через 87 дней. Разработанный способ может служить моделью изучения роли хронической боли в патогенезе злокачественного роста в легких, а также - для поиска путей медикаментозного лечения этой патологии. Способ экономичен, доступен.