Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ ПЕРЕВИВНОЙ ЭКТОДЕРМАЛЬНОЙ ОПУХОЛИ МЕЛАНОМЫ B16 МЫШЕЙ

Изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к фотодинамической терапии перевивной опухоли меланома В16 мышей.

При проведении ФДТ животным вводится фотосенсибилизатор (ФС), избирательно накапливающийся в злокачественных новообразованиях. Затем опухоль подвергается дистанционному облучению лазерным светом определенной длины волны, в соответствии со спектром возбуждения ФС. В результате облучения происходит фотохимическая реакция, где ФС фактически играет роль катализатора, и происходит образование активных форм кислорода (основным из которых является синглетный кислород) и различных радикалов, которые являются цитотоксическими агентами и вызывают разрушение клеток опухоли. Второй механизм ФДТ - деструкция эндотелия кровеносных сосудов в зоне лазерного облучения, в результате которой имеет место тромбоз сосудов и нарушение питания в опухоли.

Эффективность фотодинамического воздействия зависит от трех составляющих: ФС, света и кислорода. Избирательность разрушения опухоли связана с избирательностью накопления ФС в опухоли по отношению к здоровой ткани и с воздействием света определенной длины волны. Не пораженные опухолью ткани в меньшей степени поглощают ФС, но в результате лазерного облучения имеет место нежелательная частичная деструкция здоровых тканей.

Известен способ ФДТ злокачественных опухолей (RU 2119363), включающий системное введение ФС с последующим дистанционным лазерным облучением опухоли в световой дозе 124 Дж/см² и 98 Дж/см² на курс лечения.

Однако, в известном способе при минимальных побочных реакциях в зоне облучения достичь полной регрессии возможно лишь при воздействии на небольшие поверхностные опухоли.

Известен также способ ФДТ злокачественных опухолей (RU 2146159), включающий системное введение ФС и лазерное дистанционное облучение зоны опухолевого роста световой дозой 300-500 Дж/см².

Однако, данный способ применим, в основном, к поверхностным опухолям, т.к. лазерное облучение с используемыми параметрами приводит к развитию геморрагического некроза в здоровых тканях во время и после ФДТ.

Известен способ ФДТ злокачественных опухолей (RU 2169015), в котором ФДТ осуществляют путем введения ФС "Фотосенс" в дозе 0,3-0,8 мг/кг веса тела больного с последующим воздействием на зону опухолевого роста дистанционным лазерным излучением мощностью 100-500 мВт/см².

Однако, в этих условиях интенсивное лазерное воздействие, осуществляемое за короткий промежуток времени после введения ФС, приводит к полному терапевтическому эффекту при воздействии на поверхностные опухоли и сопровождается глубоким некрозом опухоли и части окружающих нормальных тканей.

Известен также способ ФДТ злокачественных новообразований (RU 2704202 С1), включающий, так же как и заявляемое изобретение, введение в организм пациента фотосенсибилизатора Фоторан Е6 и лазерное облучение зоны опухолевого роста световой дозой 150-300 Дж/см2.

Однако, известный способ направлен на терапию соединительнотканной солидной опухоли - саркома М-1 и не рассчитан на применение для ФДТ других видов опухолей, в частности такой агрессивной опухоли, как эктодермальная метастатическая меланома В16.

Известен также способ ФДТ злокачественных опухолей (RU 2146159), включающий системное введение ФС и лазерное дистанционное облучение зоны опухолевого роста световой дозой 300-500 Дж/см².

Однако, данный способ применим, в основном, к поверхностным опухолям, т.к. лазерное облучение с используемыми параметрами приводит к развитию геморрагического некроза в здоровых тканях во время и после ФДТ.

Проблема лечения злокачественных новообразований методом ФДТ - малая глубина проникновения света в ткани и недостаточная фотоактивность препаратов - фотосенсибилизаторов - для полной эрадикации опухоли.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является определение оптимального лекарственно-светового интервала (ЛСВИ) - времени от момента введения данного ФС до облучения лазером, подбор доз введенного ФС и подбор плотности мощности лазерного излучения на меланому В16 для достижения полной эрадикации опухоли с минимальным повреждением окружающих здоровых тканей.

Указанный технический результат, при осуществлении изобретения, достигается за счет того, что так же, как и в известном способе (RU 2704202 С1), в организм экспериментального животного вводят фотосенсибилизатор Фоторан Е6 дозе - 5 мг/кг с длиной волны в диапазоне 660-670 нм.

Особенностью заявляемого изобретения является то, что при внутривенном введении время между введением и сеансом облучения составляет от 45 мин до 1 часа, при внутрибрюшинном - от 1,5 до 2 часов, а затем проводят терапию лазерным светом с параметрами: Ps=0,25 Вт/см², Е=152 Дж/см².

Изобретение поясняется подробным описанием, сериями опытов и двумя таблицами.

В предлагаемом нами способе в экспериментальных исследованиях получено 100% полное излечение животных с меланомой В16 при проведении ФДТ с применением нового отечественного фотосенсибилизатора - Фоторан Е6.

Работа выполнена с соблюдением международных рекомендаций по проведению исследований с использованием лабораторных животных, изложенных в «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых в экспериментальных и других научных целях» (Страсбург, 1987), на 50 мышах гибридах линии F1 (СВА х С57 BL/6j) и 50 мышах С57 BL/6j массой 18-20 г, с имплантированной подкожно с внешней стороны бедра меланомой В16. Меланому перевивали мышам в виде суспензии в объеме 0,10-0,15 мл. Штамм опухоли получен в ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России. Животные получены из питомника лабораторных животных ФГБУН НЦБМТ ФМБА России (филиал «Андреевка»). Животные были здоровы, имели ветеринарный сертификат качества и состояния здоровья, и прошли 20-суточный карантин в виварии МРНЦ им. А.Ф. Цыба. При достижении наибольшего диаметра опухолевых узлов 0,4-0,6 см животных методом рандомизации распределяли на опытные и контрольные группы. Опухоли мышей контрольных групп не подвергались воздействиям. Лазерное облучение проводили в период максимального индекса контрастности опухоль/здоровая ткань после введения ФС. Для воздействия лазерным излучением на опухоли мышей использовали полупроводниковый аппарат «Аткус-2» (ЗАО «Полупроводниковые приборы», Санкт-Петербург). Длина волны излучения 662 нм, плотность энергии лазерного излучения (Е) - 152, 115 Дж/см², диаметр светового пятна - 1,0 см. Для фиксации животных использовали устройство (патент на полезную модель RU 190718). Объемы опухолевых узлов определяли в день экспериментального воздействия (V₀), на 3, 7, 10, 14 и 21 сутки (V_t) после ФДТ. В соответствии с Руководством по экспериментальному (доклиническому) изучению лекарственных препаратов для оценки противоопухолевой эффективности использовали следующие показатели: коэффициент абсолютного прироста опухоли (К); индекс торможения роста опухоли (ТРО, %); процент животных в группе с полной регрессией (ПР) опухоли (К=-1); относительно контрольных особей и критерий излечения животных при отсутствии признаков рецидивирования опухоли в течение 90 суток после терапии.

Способ осуществляют следующим образом.

Экспериментальным мышам со злокачественной эктодермальной опухолью меланома В16 вводят фотосенсибилизатор Фоторан Е6 в дозе - 5 мг/кг, внутривенно или внутрибрюшинно. Через оптимальный ЛСВИ (при внутривенном введении - от 45 мин до 1 часа, при внутрибрюшинном введении - от 1,5 до 2 часов) и далее опухоли у животных облучают лазерным светом с длиной волны 662 нм, Ps=0,25 Вт/см², Е=152 Дж/см².

Способ подтверждается экспериментальными исследованиями, которые выполнялись в пяти сериях опытов.

В I серии доза ФС составляла 5,0 мг/кг; плотность мощности (Ps) - 0,48 Вт/см², плотности энергии (Е) - 115 Дж/см².

Во II серии доза ФС - 2,5 мг/кг; Ps=0,48 Вт/см², плотности энергии (Е) - 152 Дж/см².

В III серии доза ФС - 5 мг/кг; Ps=0,48 Вт/см², плотности энергии (Е) - 115 Дж/см².

В IV серии доза ФС - 5 мг/кг; Ps=0,48 Вт/см², плотности энергии (Е) - 152 Дж/см².

В V серии доза ФС - 5 мг/кг; Ps=0,25 Вт/см², плотности энергии (Е) - 152 Дж/см².

Через 3 сутки после ФДТ на облученной коже над опухолями появлялись эрозии, покрытые тонкими струпами. На 7-10 сутки формировались плотные струпы с демаркационной линией между окружающей кожей и некротизированной тканью новообразований.

В день проведения сеанса фотодинамической терапии у животных:

- I опытной группы (5 мг/кг, 115 Дж/см², 0,48 Вт/см²) объем опухолевых узлов составлял 8,1±1,6 мм³,

- во II опыте - 10,0±0,9 мм³,

- в III - 17,8±8,3 мм³,

- в IV - 48,5±8,2 мм³,

- в V - 27,9±6,3 мм³.

На 21 сутки после ФДТ в зоне имплантации меланомы макроскопически и при пальпировании опухоли не определялись. В области облучения были видны плотные струпы или разной степени выраженности рубцы.

В I серии опытов, у мышей с дозой ФС 5 мг/кг на 21 сутки после ФДТ, уровень ТРО составлял до 84,6% при статистически значимом снижении коэффициента абсолютного прироста опухоли (р<0.05) у животных с продолженным ростом опухоли. Через 3 месяца полная регрессия опухолей зарегистрирована у 88,8% особей. Результаты количественного анализа исследованных показателей эффективности действия ФДТ с Фотораном Е6 на меланому В16 даны в таблице 1.

Во II серии опытов при снижении дозы ФС до 2,5 мг/кг и увеличении плотности энергии лазерного излучения до 152 Дж/см² полная регрессия отмечалась у 80% животных на 40 сутки после ФДТ. Показатели увеличения продолжительности жизни и излеченности животных на 90 сутки после ФДТ представлены в таблице 2.

В III, IV и V сериях опытов полная регрессия меланомы В16 наблюдалась на 21 сутки.

По данным сравнительного анализа, после ФДТ, проведенной в оптимальные сроки после введения ФС и подбора параметров лазерного излучения результат 100% излеченности на 90 сутки был достигнут в V серии опытов при дозе фотосенсибилизатора 5 мг/кг и при Ps=0,25 Вт/см².

Предложенный способ позволяет добиться полной эрадикации опухоли и увеличить продолжительность жизни животных, т.к. предложенные параметры лазерного воздействия снижают повреждения нормальных тканей, а последующая миграция клеток воспалительного инфильтрата в зону фотодинамической деструкции приводит к полной элиминации всех выживших после сеанса облучения опухолевых клеток.