Evaluation of oncological safety of Magnerot on a model of lung carcinoma

Full Text

Введение Недостаточность магния встречается, по разным дан- ным, у 30-60% населения. При своевременном выявлении дефицита магния и проведении долговременной коррек- ции можно предотвратить возникновение и развитие ши- рокого круга коморбидных дефициту магния патологий [1], в том числе опухолевых заболеваний [2]. Подчеркнем, что эффективная коррекция дефицита магния подразуме- вает достаточно длительные курсы терапии (месяцы, го- ды). Поэтому оценка онкологической безопасности раз- личных солей магния весьма актуальна. Для длительной коррекции дефицита магния, как прави- ло, пользуются препаратами на основе органических со- лей магния (аспарагинат, цитрат, лактат, глицинат, оротат и др.) вследствие их высокой биодоступности и безопас- ности. Онкологическая безопасность этих солей недоста- точно исследована, что вызывает многочисленные не- обоснованные спекуляции относительно эффектов тех или иных солей магния. Рассмотрим этот вопрос более подробно на примере оротата магния и лактата магния, так как обе эти соли ши- роко используются для изготовления препаратов для кор- рекции дефицита магния. Например, в эксперименте при однократном введении проканцерогенного диэтилнитро- замина в дозе 200 мг/кг диета с очень высоким содержани- ем аргинина (3,5-15 г/кг в сутки) [3] или оротовой кисло- ты (10-25 г/кг в сутки) [4] может способствовать усилению роста опухолей. Заметим, что взаимосвязь между оротовой кислотой, диэтилнитрозамином и другими канцерогена- ми и развитием опухолей наблюдалась только в экспери-менте. Данные о способности оротовой кислоты стимули- ровать развитие опухолей у человека отсутствуют. Однако результаты нескольких исследований, проведен- ных, во-первых, только на экспериментальном уровне, во- вторых, в присутствии специальных канцерогенов и, в- третьих, с чрезвычайно высокими дозами оротовой кис- лоты (мегадозы) ни в коем случае не позволяют делать аб- сурдный вывод, что оротовая кислота и ее соли якобы кан- церогенны. Гораздо больше имеется научных обоснова- ний для обсуждения проканцерогенных эффектов высо- ких доз молочной кислоты и ее солей, лактатов. Например, в экспериментальных и клинических иссле- дованиях было показано, что уровни лактата в тканях коррелируют с развитием опухолей, так что опухоли с более высоким содержанием лактата характеризуются более высокой малигнизацией [5]. Онкотрансформация клеток человека ассоциирована с повышением уровней основного фермента метаболизма лактата, лактат дегид- рогеназы [6]. Общеизвестно, что онкотрансформация клеток приводит к повышенному потреблению глюкозы раковой клеткой и более активной конверсии пирувата именно в лактат (так называемый эффект Варбурга). Эф- фект Варбурга усиливает выживание и деление раковых клеток [7], всасывание фолиевой кислоты и миграцию ра- ковых клеток [8]. Более того, в клинических исследованиях было показа- но, что гиперлактатемия является независимым предикто- ром высокой смертности пациентов от рака. Например, исследование пациентов с раком легких IV степени (n=85, 45-96 лет) показало, что уровни лактата в плазме крови более 1,4 ммоль/л ассоциированы с достоверно более низ- ким выживанием пациентов [9]. Таким образом, вопрос об онкологической безопасно- сти той или иной соли магния требует проведения специ- альных исследований. Целью настоящей работы являлась оценка влияния препарата Магнерот на рост и метастази- рование злокачественных новообразований на модели карциномы легких Льюис (КЛЛ). Рис. 1. Динамика роста массы тела в экспериментальных группах: а - масса тела; б - эмпирические функции распре- деления массы тела в разных группах. а 31 Контрольная группа 29 Магнерот, 5 мг/кг Магнерот, 10 мг/кг 27 25 23 21 19 17 0 5 10 15 20 25 Время, сут б 1,00 Контрольная группа Магнерот, 5 мг/кг 0,80 Магнерот, 10 мг/кг 0,60 Материалы и методы Описание препарата. Согласно фармакопее Россий- 0,40 ской Федерации, Магнерот представляет собой таблетиро- ванный препарат, содержащий в качестве действующего 0,20 вещества 500 мг магния оротата дигидрат на 1 таблетку. В исследованиях Магнерот использован в фармакопейной 0,00 20 22 24 26 28 30 таблетированной форме для перорального введения («Верваг Фарма ГмбХ и Ко. КГ», Германия). При проведении Масса тела, г работ препарат хранился в защищенном от света месте при температуре ниже 25°C. Лабораторные животные. Исследования проведены на 45 самцах мышей-гибридов F1 (CBA?C57BL6j) в возрасте 2,5-3 мес с массой тела 22-26 г. Животные были получены из питомника ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий» ФМБА России, имели ветеринарный серти- фикат и прошли 20-суточный карантин в виварии Меди- цинского радиологического научного центра им. А.Ф.Цы- ба. Содержались животные в соответствии с требованиями Приказа МЗ РФ №708н: в клетках Т-3 с соблюдением норм группового размещения, в условиях естественного осве- щения и принудительной 16-кратной вентиляцией, при температуре 18-20°C и относительной влажности воздуха 40-70%, на подстилке из простерилизованных древесных стружек, со свободным доступом к питьевой воде и корму. Животные получали стандартный (ГОСТ Р50258-92) бри- кетированный корм ПК-120-1 (ООО «Лабораторснаб», РФ). Все экспериментальные работы с лабораторными жи- вотными выполнены в соответствии с общепринятыми этическими нормами, на основе стандартных операцион- ных процедур, принятых в МРНЦ им. А.Ф.Цыба, которые со- ответствуют правилам Европейской конвенции по защите животных, используемых для научных целей (ETS 123). Опухолевая модель. Исследования проведены на пе- ревиваемой КЛЛ. Штамм КЛЛ получен из банка опухоле- вых материалов ФГБУ «Российский онкологический на- учный центр им. Н.Н.Блохина» Минздрава России и под- держивался на самцах мышей C57BL6j. Трансплантацию КЛЛ самцам мышей F1 (CBA?C57BL6j) проводили подкож- ным введением 1,6?106 опухолевых клеток в 0,1 мл суспен-зии в область латеральной поверхности правого бедра, на которой предварительно депилировали шерстный покров. Экспериментальные группы, способы введения и дозы препарата. После перевивки КЛЛ животных мето- дом рандомизации распределили в 3 группы, по 15 особей в каждой, - контрольную и 2 подопытные. Животные контрольной группы в дальнейшем не получали никаких воздействий. Животным подопытных групп со 2 по 20-е сутки после трансплантации опухоли ежедневно ин- трагастрально вводили Магнерот в дозах 5 и 10 мг/кг (в расчете на элементный магний) в виде суспензии в крах- мальном геле. Изученные дозы соответствуют максималь- ным суточным дозам магния, рекомендованным для чело- века при длительном применении данного препарата [10]. Оценка эффектов. Переносимость Магнерота оцени- вали путем ежедневного наблюдения за животными, в ко- тором изучался неврологический статус по характеру спонтанной двигательной активности, общей возбудимо- сти и реакции на тактильные и звуковые раздражители, а также по пищевой активности животных и динамике при- роста их массы тела. Специфическое влияние Магнерота на опухолевый про- цесс изучали по динамике роста и активности метастази- рования КЛЛ. Для этого с 7-х суток опыта, по достижению опухолями измеряемого размера, каждые 2-3 сут у всех жи- вотных проводили измерение калипером двух диаметров опухолевых узлов: L - максимальный диаметр узла; W - диа- метр, ортогональный к L. Расчет объемов узлов проводили в приближении: V=(L?W2)?(?/6), которое надежно коррелирует с данными магнитно-резонансной томографии [11]. Влияние препарата на рост КЛЛ оценивали путем статисти- ческого сравнения объема опухолевых узлов в контроль- ных и подопытных группах на разных сроках наблюдения, по длительности задержки роста опухоли и индексу торможения роста опухоли (ТРО): ТРО=(Vk-Vo)/Vk?100%, где Vk и Vo - средние объемы узлов в контрольной и опытной группе [12]. На 21-е сутки роста карциномы животных вы- водили из опыта путем цервикальной дислокации под эфирным наркозом, выделяли легкие, фиксировали их 24 ч в жидкости Буэна и далее проводили подсчет числа круп- ных и мелких легочных метастазов. Влияние Магнерота на процессы метастазирования и рост метастазов оценивали путем статистического сравнения числа метастазов в конт- рольных и опытных группах. Статистическая обработка. При данной постановке эксперимента присутствует несколько подопытных групп, поэтому оценку межгрупповых различий приводили мето- дами множественного сравнения - путем рангового дис- персионного анализа Краскела-Уоллиса с применением критерия Данна. Различия полагали достоверными на 0,05 уровне значимости. Расчеты выполнены с помощью про- граммного пакета Statistica 7.0 (StatSoft Inc., США). Результаты Субхроническое интрагастральное введение Магнерота в дозах 5 и 10 мг/кг переносилось подопытными животны- ми легко и не вызывало у них каких-либо изменений в нев- Таблица 2. Динамика роста КЛЛ в разных экспериментальных группах Срок на- блюде- ния, сут Средний объем опухолевых узлов, мм3 (M±SE) Контроль Магнерот, 5 мг/кг Магнерот, 10 мг/кг 7-е 98,7±9,8 99,0±10,7 85,8±7,4 10-е 236,4±34,7 206,3±26,7 202,8±24,7 14-е 667,7±90,5 721,3±101,6 515,1±85,7 17-е 1302,9±159,6 1370,0±146,4 1370,3±189,7 21-е 2101,9±235,7 2433,7±252,0 2374,1±313,9 Таблица 3. Метастатическая активность КЛЛ в разных экспери- ментальных группах Показа- тель Среднее число легочных метастазов на 21-е сутки роста КЛЛ (M±SE) Контроль Магнерот, 5 мг/кг Магнерот, 10 мг/кг Крупные 6,3±1,1 5,9±1,0 6,1±1,7 Малые 45,9±7,8 43,6±4,1 42,3±7,5 Всего 52,3±8,5 49,6±4,4 48,4±8,4 рологическом статусе и пищевой активности. Не наблюда- лось также и статистически значимых различий в динами- ке прироста массы тела животных в разных эксперимен- тальных группах (табл. 1). Анализ эмпирических функций распределения значения массы тела в экспериментальных группах посредством тестов Колмогорова и Смирнова так- же подтвердил отсутствие достоверных различий между группами (рис. 1). В данном опыте рост КЛЛ носил типичный характер - к 7-м суткам после трансплантации опухолевый узел опреде- лялся и достигал измеряемого размера у 100% животных, а единичная гибель подопытных животных отмечалась на поздних сроках роста неоплазии - на 20-21-е сутки после перевивки. Анализ пучков индивидуальных кривых скоро- сти роста опухолей подтвердил отсутствие достоверных различий между группами в течение всего периода иссле- дования (рис. 2). Анализ динамики роста КЛЛ в разных группах показал, что Магнерот в обеих использованных дозах в данном опыте не оказывал статистически значимого проопухоле- вого действия. Как показано в табл. 2, на всех сроках наблю- дения объем опухолевых узлов КЛЛ в подопытных группах статистически не различался с показателями контрольной группы. Более того, в группе, получавшей Магнерот в дозе 10 мг/кг, была отмечена умеренная задержка роста карци- номы (на 20-22%) к 14-м суткам. Однако этот эффект не достигал уровня статистической значимости по тесту Дан- на (р=0,05) и не наблюдался в последующие дни (рис. 3). В то же время на 7-е сутки было установлено достовер- ное различие между контрольной группой и группой полу- чавших Магнерот (Mg2+ - 10 мг/кг) с использованием дру- гого статистического теста - непараметрического теста Колмогорова. Значение максимального уклонения (D) между распределениями, построенными для групп «слу- чай» и «контроль», на 7-е сутки составило D=0,40 (что соот- ветствовало достоверным различиям, р=0,010; рис. 4). Та- ким образом, приему препарата Магнерот соответствовали более низкие значения объема опухолей. Тем не менее дан- ный эффект со временем затухал и к 14-м суткам достовер- ные различия между группами отсутствовали (см. рис. 4). Не было отмечено влияния препарата Магнерот на про- цессы метастазирования и рост метастазов карциномы: число легочных метастазов на 21-е сутки роста КЛЛ в экс- периментальных группах статистически не различалось (табл. 3; рис. 5). Выводы Магнерот в дозах 5 и 10 мг/кг при субхроническом энте- ральном введении животным-опухоленосителям не ока- зывает никакого проопухолевого или прометастатическо- го действия на КЛЛ. Более того, для дозы в 10 мг/кг (в рас- чете на элементный магний) отмечены достоверно более низкие объемы опухолей на 7-е сутки эксперимента. Ре- зультаты доказывают высокую онкологическую безопас- ность препарата и указывают на возможность компенса- ции Магнеротом дефицита магния у пациентов с опухоле- выми заболеваниями.

About the authors

L. V Adamyan

V.I.Kulakov Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology of the Ministry of Health of the Russian Federation; A.I.Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry of the Ministry of Health of the Russian Federation

117997, Russian Federation, Moscow, ul. Akademika Oparina, d. 4; 127473, Russian Federation, Moscow, ul. Delegatskaia, d. 20, str. 1

O. A Gromova

Ivanovo State Medical Academy of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: unesco.gromova@gmail.com
153462, Russian Federation, Ivanovo, pr. Sheremetevskii, d. 8

O. N Gracheva

Samara State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

443099, Russian Federation, Samara, ul. Chapaevskaia, d. 89

A. G Kalacheva

Ivanovo State Medical Academy of the Ministry of Health of the Russian Federation

153462, Russian Federation, Ivanovo, pr. Sheremetevskii, d. 8

I. Yu Torshin

Moscow Institute of Physics and Technology

141700, Russian Federation, Dolgoprudnyi, Institutskii per., d. 9

M. V Filimonova

National Medical Research Radiological Centre of the Ministry of Health of the Russian Federation

249036, Russian Federation, Obninsk, ul. Koroleva, d. 4

References

Supplementary files