Інтенсивність оксидативного стресу та склад вільних амінокислот крові при гальмуванні росту карциноми Герена сполуками ренію

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ БІОХІМІЇ ім. О.В. ПАЛЛАДІНА НАН УКРАЇНИ

УДК 546.719: 54.024:577.1

03.00.04 - біохімія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

ІНТЕНСИВНІСТЬ ОКСИДАТИВНОГО СТРЕСУ ТА СКЛАД ВІЛЬНИХ АМІНОКИСЛОТ КРОВІ ПРИ ГАЛЬМУВАННІ РОСТУ КАРЦИНОМИ ГЕРЕНА СПОЛУКАМИ РЕНІЮ

СКОРИК

ОЛЕНА ДЕНИСІВНА

Київ

2009



ДИСЕРТАЦІЄЮ Є РУКОПИС

Робота виконана у Дніпропетровському національному університеті імені Олеся Гончара

Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник - доктор біологічних наук, професор

Штеменко Наталія Іванівна,

Дніпропетровський національний університет

імені Олеся Гончара,

завідувач кафедри біофізики та біохімії.

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Стародуб Микола Федорович,

Національний університет біоресурсів і природокористування України,

професор кафедри молекулярної генетики та біобезпеки;

кандидат біологічних наук,

старший науковий співробітник

Грузіна Тамара Григорівна,

Інститут біоколоїдної хімії ім. Ф.Д.Овчаренка НАН України, провідний науковий співробітник.

Захист відбудеться "16" листопада 2009 pоку о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.240.01 в Інституті біохімії

ім. О.В. Палладіна НАН України (01601, Київ, вул. Леонтовича 9).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту біохімії

ім. О.В. Палладіна НАН України (Київ, вул. Леонтовича 9).

Автореферат розісланий "16" жовтня 2009 p.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат біологічних наук Кірсенко О.В.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність. У наш час комплексні сполуки перехідних металів знаходять все більше застосування в медичній практиці [Jones C.J., 2007, Reedjik J., 1999]. Дослідження біологічної активності кластерних сполук ренію(ІІІ) з органічними лігандами виявило антигемолітичну, антирадикальну та антиоксидантну активність [Штеменко Н.І., 2001-2009]. Сполуки ренію мають низьку токсичність, стабілізують мембрани еритроцитів та коригують стан окисного стресу при гемолітичних анеміях, розроблено методи отримання ліпосом зі сполуками ренію [Зеленюк М. А., 2001]. Отже, маючи нетоксичні металоорганічні сполуки із значним антиоксидантним потенціалом, який здатний відігравати регуляторну функцію у канцерогенезі, актуальною задачею стало з'ясування питання про можливість реалізації антиоксидантної властивості обраних у попередніх експериментах сполук ренію на карциномі Герена Т-8, яка є зручною моделлю для дослідження впливу препаратів на розмір та швидкість росту новоутворення. Одним з актуальних напрямків пошуку антиканцерогенних препаратів вважається не стільки створення нових сполук, як пошук сполучення декількох препаратів з різним механізмом дії [Fuertes M.A., 2003]. Вивчення впливу сполук ренію разом з відомим протипухлинним препаратом цисплатином на біохімічні показники тварин-пухлиноносіїв є одним з актуальних напрямків сучасних біохімічних досліджень, який називають "біохімічна модуляція механізму дії платинідів."

Розвиток патологічного процесу організму, у тому числі і ріст пухлини, супроводжується не тільки оксидативним стресом, а також порушенням багатьох біохімічних процесів, у тому числі й обміну білків [Барабой В.А., 1997, Desrois M. 2003., Мariani A. 1999, Suleiman M. S., 1997]. Отже, вивчення складу амінокислот плазми та еритроцитів крові тварин за розвитку карциноми Герена Т-8 та застосування сполук ренію поряд з вивченням параметрів окисно-відновного стресу організму є актуальним напрямком біохімічних досліджень, який повязаний із розробкою додаткових діагностичних засобів.

Зв'язок роботи з науковими темами. Дисертаційна робота виконана у розрізі наукових тематик кафедри біофізики та біохімії Дніпропетровського національного університету ім. О. Гончара: держбюджетної теми "Дослідження біологічної активності кластерних сполук ренію з органічними лігандами" (номер державної реєстрації 0100V005660); держбюджетної теми "Дослідження механізмів взаємодії сполук ренію з біомолекулами при діагностиці і корекції патологічних станів" (номер державної реєстрації 0104V000960).

Мета і задачі дослідження. Мета роботи полягала у з'ясуванні впливу кластерних сполук ренію(ІІІ) з органічними лігандами у ліпосомній формі на інтенсивність оксидативного стресу, систему антиоксидантного захисту, амінокислотний склад крові, біохімічні та морфологічні показники еритроцитів та у встановленні протипухлинної ефективності сполук ренію in vivo при їх застосуванні за схемою антиоксидантної терапії на моделі пухлинного росту карциноми Герена Т-8 та разом з цисплатином.

Для досягнення поставленої мети було сформульовано такі завдання:

1. Вивчити вплив кластерних сполук ренію з органічними лігандами, похідними таких карбонових кислот: масляної, г-аміномасляної та адамантанкарбонової - на біохімічні показники крові у моделі пухлинного росту.

2. Вивчити інтенсивність процесу перекисного окиснення ліпідів, активність ферментів супероксиддисмутази та каталази, вміст ТБК-активних продуктів, концентрацію гемоглобіну та морфологічні форми еритроцитів в крові щурів-пухлиноносіїв у моделі пухлинного росту при введені сполук ренію.

3. Дослідити ефективність протипухлинної системи реній-платина.

4. Вивчити пул вільних амінокислот еритроцитів, плазми крові щурів-пухлиноносіїв та зміни співвідношення амінокислот плазма/ еритроцит.

Об`єкт дослідження - оксидативний стрес, амінокислотний обмін, антиоксидантна, антианемічна та протипухлинна дія кластерних сполук ренію за умов експериментальної моделі пухлинного росту на щурах лінії Вістар.

Предмет дослідження - біохімічні механізми антиоксидантної, антианемічної та протипухлинної дії кластерних сполук ренію за умов експериментальної моделі пухлинного росту, перекисне окиснення ліпідів, інтенсивність росту карциноми Герена Т-8, активність ферментів антиоксидантного захисту, концентрація гемоглобіну та морфологічні форми еритроцитів, вміст вільних амінокислот плазми та еритроцитів крові, морфологічні характеристики пухлини.

Методи дослідження - біохімічні методи дослідження: визначення активності ферментів супероксиддисмутази та каталази, концентрації ТБК-активних продуктів спектрофотометричними методами, дослідження концентрації гемоглобіну, загального аміноазоту фотоколориметричними методами, дослідження амінокислотного складу крові методом іонообмінної хроматографії, метод атомно-емісійної спектроскопії, експериментальна модель пухлинного росту, метод виготовлення мазків крові, мікроскопія, гістологічні методи дослідження, методи математичної статистики.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше показано значну антиоксидантну властивість кластерних сполук ренію з органічними лігандами - ізобутиратними, г-аміномасляною кислотою та адамантанкарбоновими - у моделі пухлинного росту, при їх введенні за схемою антиоксидантної терапії.

Вперше розроблено нову протипухлинну систему реній-платина. Показано, що її застосування призводить до значного гальмування росту карциноми, навіть до зникнення ракових пухлин у більшості щурів. Вперше виявлено коригуючі властивості кластерних сполук ренію щодо стану еритроцитів та системи антиоксидантного захисту, які порушувалися внаслідок канцерогенезу. Найбільш ефективними виявилися сполуки ренію з ізобутиратним лігандом.

Вперше виявленні закономірності змін амінокислотного складу еритроцитів та плазми крові при канцерогенезі за умов його гальмування.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані дані щодо антиканцерогенних, антиоксидантних, антианемічних властивостей ліпосомних форм комплексних сполук ренію є підґрунтям для розробки засобів і схем корекції онкологічних захворювань та патологій, пов'язаних з низьким рівнем гемоглобіну та порушенням прооксидантно-антиоксидантної рівноваги та роблять актуальними подальші дослідження кластерних сполук ренію з органічними лігандами як перспективних лікарських препаратів.

Експериментально обґрунтовано здатність кластерних сполук ренію виявляти властивості біохімічної модуляції механізму дії цисплатину, що може бути застосовано у медичній практиці для корекції патологій зі зміненим оксидативним станом.

Вивчення амінокислотного обміну у моделі пухлинного росту дає можливість поглиблювати знання щодо змін амінокислотного складу плазми та еритроцитів крові, спричинених ростом пухлини. На основі одержаних даних запропоновано показник співвідношення амінокислот плазма/ еритроцит, який змінюється в залежності від ступеню гальмування пухлинного росту і може бути інформативним показником у дослідженні ефективності протипухлинних заходів.

Особистий внесок здобувача. Дисертант самостійно опрацювала літературу за темою дисертаційної роботи, виконала експериментальну частину, аналіз і статистичну обробку отриманих результатів. Обговорення отриманих даних проведені спільно з науковим керівником д.б.н., професором Штеменко Н.І. У синтезі ліпосомних форм кластерних сполук ренію, а також при підготовці публікацій брали участь співробітники кафедри неорганічної хімії Українського державного хіміко-технологічного університету (м. Дніпропетровськ) ( д.х.н., проф. Штеменко О.В., к.б.н. Берзеніна О.В., Єгорова Д.Є.), співробітники кафедри біофізики та біохімії Дніпропетровського національного університету ім. О. Гончара (к.б.н. Тихомиров А.О., к.б.н. Сорочан О.О., Воронкова Ю.С., Леус І.В.), у визначенні накопичення сполук ренію у тканинах щурів брали участь співробітники Інституту монокристалів НАН України (м. Харків) (Глушкова Л.В., Шевцов Н.І., Штительман З.В.)

Апробація результатів дисертації. Матеріали, викладені у дисертаційній роботі, було представлено на Всеукраїнській науково-практичній конференції „Біохімія" (Дніпропетровськ, 2003), на Міжнародній науково-практичній конференції „Дні науки" (Дніпропетровськ, 2005), на Першій Міжнародній конференції студентів та аспірантів (Львів, 2005), на ІХ Українському біохімічному з'їзді (Харків, 2006), на ІХ Міжнародній конференції "Metal Ions in Biology and Medicine" (Лісабон, Португалія, 2006), на ІІ Міжнародній конференції молодих вчених „Біологія: від молекули до біосфери" (Харків, 19-21 листопада 2007 р.), на 2-му з'їзді Українського товариства клітинної біології (Київ, 23-26 жовтня 2007р.), на Х Міжнародній конференції "Metal Ions in Biology and Medicine" (Франція, травень, 2008), всеукраїнська наукова конференція "Актуальні проблеми сучасної біохімії та клітинної біології" (Дніпропетровськ, 30-31 жовтня 2008р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 21 робота, серед яких 11 статей, що надруковані у провідних фахових виданнях України і за кордоном.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, огляду літератури, експериментальної частини, яка містить матеріали і методи, результатів досліджень та їх обговорення, висновків, списку літератури, який містить 245 посилань. Робота викладена на 138 сторінках машинописного тексту, містить таблиць 13, рисунків 28.

Перелік скорочень. ВАК - вільні амінокислоти крові; ГАМК - гама-аміномасляна кислота; КРОЛ - комплекси ренію з органічними лігандами; ПОЛ - перекисне окиснення ліпідів; СОД - супероксиддисмутаза; ТБК - тіобарбітурова кислота.



ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури. Огляд літератури складається з чотирьох підрозділів, у яких розглянуті сучасні знання про біохімічні властивості кластерних сполук ренію; інтенсивність оксидативного стресу та склад вільних амінокислот крові в нормі та при патологіях. Викладено сучасний погляд на доцільність та перспективи використання кластерних сполук ренію та цисплатину як антиканцерогенних препаратів.

Матеріали та методи. У роботі досліджувалася біологічна активність наступних кластерних сполук ренію: Re₂(i-C₃H₇COO)₄Cl₂ - Re1- дихлоротетра-м-і-бутиратодиреній(ІІІ); цис-Re₂(AdCOO)₂Cl₄• 2СН₃СN - Re2 - цис-тетрахлороди-м-адамантилкарбоксилатодиреній(ІІІ); цис-[Re₂(GABA)₂Cl₅]Cl H₂O - Re3 - цис-тетрахлороди-м-г-амінобутиратодиреній(ІІІ) хлорид.

Модель пухлинного росту вивчали з використанням 110 щурів лінії Вістар масою 150-200 г віком 2-3 місяці. Дослідні тварини були поділені на групи по 15 щурів у кожній: № 1- здорові інтактні щури; № 2 - щури з карциномою Герена Т-8; № 3 - щури з карциномою Герена Т-8, яким вводили цисплатин; № 4 - щури з карциномою Герена Т-8, яким вводили Re1; № 5 - щури з карциномою Герена Т-8, яким вводили Re2; № 6 - щури з карциномою Герена Т-8, яким вводили Re3; № 7; щури з карциномою Герена Т-8, яким вводили Re1 та цисплатин № 8 - щури з карциномою Герена Т-8, яким вводили Re2 та цисплатин; № 9 - щури з карциномою Герена Т-8, яким вводили Re3 та цисплатин. Клітини карциноми Т-8, суспендовані у стерильному фізіологічному розчині, було трансплантовано підшкірно у ліву задню ногу [Тимофеевский, 1960].

Цисплатин вводили одноразово у дозі 8 мг/кг на 9 добу після трансплатації пухлини [Taylor, 2003]. Сполуки ренію вводили за схемою антиоксидантної терапії [Мєєрсон, 1983], починаючи з 3 доби після трансплантації пухлини з інтервалом в 1 добу у кількості 7 мкмоль/кг кожне введення. Визначали об'єм пухлини шляхом вимірювання [Тимофеевский, 1960]. Ліпосомні форми комплексних сполук ренію виготовляли за [Munechika А., 1997]. Для визначення гемоглобіну крові використовували геміглобінціанідний метод з застосуванням ацетонціангідрину за [Горячковский А.М., 1994]. Для вивчення стану еритроцитів застосовували цитохімічний метод виготовлення мазків крові за Романовским-Гімзе [Бычков И.А., 1987]. Вплив КРОЛ на антиоксидантну систему крові оцінювали за визначенням активності СОД у плазмі та еритроцитах [Костюк В.А., 1990], визначенням активності каталази [Королюк М.Л., 1988, Чевари С., 1991] та використовували метод визначення ТБК-активних продуктів [Андреева Л.И., 1988]. Накопичення сполук ренію з ізобутиратниими лігандами в тканинах та органах здорових щурів та щурів-пухлиноносіїв досліджувалося за допомогою спектрографа DFS-8, генератора IVS-28 методом атомно-емісійної спектроскопії.

Вивчення кількості вільних амінокислот проводили за допомогою спектрофотометричних та хроматографічних методів на автоматичному амінокислотному аналізаторі ААА 339 (ЧССР). Гістологічну оцінку пухлини виконували за [Лушников Е.Ф., 2001, Лавникова Г.А, 1973, 1976]. Статистичну обробку результатів проводили за допомогою програми Excel, використовуючи t-критерій Ст'юдента. Вірогідними вважали результати, якщо р < 0,05 (Лакин Г.Ф.,1990).



РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Вплив цисплатину та кластерних сполук ренію на інтенсивність перекисного окиснення ліпідів. При розвитку пухлинного процесу спостерігається інтенсифікація перекисного окиснення ліпідів та підвищення вмісту ТБК-активних продуктів у 5,3 рази (рис.2,3).

Рис. 2. Концентрація ТБК-активних продуктів (мкмоль/л) у сироватці крові щурів при введені сполук ренію з різними органічними лігандами. (Примітка: К-контроль; # - вірогідна різниця у порівнянні з групою К; * - вірогідна різниця у порівнянні з групою Т-8)

При введені кластерних сполук ренію як індивідуально, так і разом з цисплатином виявлено зниження рівня ТБК-активних продуктів. Введення Re1 та Re2 знижувало рівень ТБК-активних продуктів на 21%, порівняно з контролем. В умовах впливу Re3 цей показник зменшувався майже в 3 рази порівняно з групою Т-8. Встановлено, що під впливом Re1 у комплексі з цисплатином концентрація ТБК-активних продуктів у 4,3 рази менша у порівнянні з групою Т-8. Під впливом Re2 та Re3 рівень ТБК-активних продуктів зменшувався в 1,6 та 1,7 рази відповідно порівняно з групою Т-8.

Таким чином, введення сполук ренію та цисплатину супроводжувалося таким значним антиоксидантним ефектом, який не був знайдений серед природних та штучних антиоксидантів.

Отже, показано антиоксидантну властивість сполук ренію, яка проявлялася у зниженні інтенсивності перекисного окиснення ліпідів в моделі канцерогенезу. Цей ефект виявився більшим при застосуванні сполук ренію разом з цисплатином та залежав від структури органічного ліганду. Максимальне зниження продуктів ПОЛ спостерігалося під впливом сполуки з ізобутиратним лігандом. Подальшим завданням було дослідити вплив сполук ренію на активність ферментів антиоксидантного захисту.

Вплив цисплатину та кластерних сполук ренію на активність ферментів антиоксидантного захисту. При розвитку карциноми Герена активність СОД сироватки крові знижувалася на 13 % (рис. 4, 5).

Після введення досліджуваних сполук спостерігалося значне підвищення активності СОД в сироватці крові щурів у групах, де вводили цисплатин та Re3 - у 3,7 та у 3 рази відповідно, та помірне у групах, де досліджували Re1 та Re2 - на 71% та 47% відповідно порівняно з контрольною групою. При визначенні активності ферменту в гемолізаті еритроцитів крові встановлено, що цей показник значно зростав (більше ніж у 3 рази) при індивідуальній дії сполук.

Виявлено, що застосування комплексних сполук ренію разом з цисплатином сприяло нормалізації активності СОД, проте цей ефект залежав від структури ліганду і був різний для сироватки та еритроцитів (рис.6,7).

Серед сполук з трьома різними лігандами, під впливом кластерних сполук ренію з адамантанкарбоновим та ізобутиратним лігандами та цисплатина активність СОД досягала значень, які спостерігалися у щурів контрольної групи. Можливо, механізм впливу даних сполук пов'язаний як з властивостями сполук ренію стабілізувати еритроцитарну мембрану з одного боку, так з антирадикальною активністю комплексів ренію завдяки наявності почверного зв'язку реній-реній, їх здатності знижувати кількість продуктів ПОЛ та нейтралізувати їх токсичний вплив на клітину.

Активність каталази практично не змінювалася у крові щурів за розвитку карциноми у порівнянні зі здоровими тваринами. Однак, при введенні Re1 разом з цисплатином виявлено достовірне зниження активності каталази на 52%. Це можна пояснити наступним чином: оскільки введення Re1 та цисплатину значно зменшувало вміст ТБК-активних продуктів, на відміну від Re2 та Re3 (у 2,6 - 3 рази відповідно), то зниження активності каталази у цій групі може частково бути пов'язане із зниженням продукції радикалів та регуляцією активності ферменту на рівні субстратів. Також не виключений безпосередній вплив сполук ренію на активність каталази. Відомо, що сполуки ренію можуть взаємодіяти з білками [Gorelaya, 2002]; деякі сполуки перехідних металів здатні проявляти активність подібну до СОД та каталази [Jones C.J., 2007]. Амінокислоти, зокрема, тирозин, триптофан, гістидин можуть відігравати значну роль у таких процесах, як робота системи антиоксидантного захисту, проліферація клітин, впливати на клітини крові, тому подальшою метою дисертаційної роботи було визначення концентрації вільних амінокислот плазми та еритроцитів крові щурів при розвитку карциноми Герена Т-8 та її гальмуванні сполуками ренію.

Вивчення складу вільних амінокислот плазми та еритроцитів крові щурів при розвитку карциноми Герена Т-8 та її гальмуванні сполуками ренію. перекисний окиснення ліпід супероксиддисмутаз

Під впливом канцерогенезу значно змінюється амінокислотний склад плазми та еритроцитів крові. При дослідженні загального пулу вільних амінокислот крові (ВАК) плазми та еритроцитів щурів виявилося, що у здорових щурів значення показника К_р/е (співвідношення концентрації ВАК плазма/еритроцит) менше одиниці (Табл. 1).

Таблиця 1

Вміст вільних амінокислот в плазмі та еритроцитах щурів в нормі та при розвитку карциноми Герена

Дослідна група	Вміст ВАК, мМ	Кр/е
	плазма	еритроцити
Контроль	0,70±0,03	1,53±0,04	0,46±0,01
Т-8	1,73±0,08*	5,90±0,24*	0,29±0,01*
T-8 + СisPt	1,59±0,08*	2,95±0,14*	0,54±0,02*
T-8 + Re1	0,86±0,03	4,71±0,23*	0,18±0,01*
T-8 + Re1 + СisPt	1,74±0,09*	2,28±0,11*	0,76±0,04*

Примітка: * - вірогідна різниця порівняно з контрольною групою, р<0,05

Ріст пухлини викликав зниження цього показника на 40% у порівнянні з нормою. Цікаво, що у випадках швидкого прогресування пухлини (контрольна група) та слабкої протипухлинної дії Re1 показник К_р/е мав тенденцію до зменшення, порівняно з нормою, а у щурів, які піддавалися впливу цисплатину окремо та разом з Re1 і ріст пухлини гальмувався, К_р/е збільшувався. Отже, показник К_р/е може бути індикатором процесів росту та гальмування пухлини і може відображати ефективність протипухлинних препаратів.

Були отримані дані вмісту вільних гістидину, тирозину і триптофану в плазмі та еритроцитах досліджуваних тварин. Внаслідок пухлинного росту концентрація цих амінокислот збільшувалася як у плазмі, так і в еритроцитах щурів порівняно з контролем. При гальмуванні росту карциноми сполуками ренію та цисплатином пул зазначених амінокислот зменшувався на 20-50%, порівняно з групою Т-8. Отже, сполуки ренію здатні нормалізувати біохімічні показники крові та гальмувати ріст пухлини.

Вплив сполук ренію на ріст карциноми Герена та систему червоної крові у щурів. Обрана модель пухлинного росту - карцинома Герена (Т-8) - інтенсивно розвивалася та на 21 день після імплантації ракових клітин досягала ваги 40-85 г, що складало 20 - 40% ваги тварини. Введення сполук ренію призводило до гальмування росту пухлини до 40% (рис.8).

Pис. 8. Динаміка росту карциноми Герена в групі Т-8 (-^-- ) та при введенні сполуки ренію з ГАМК-лігандами Re3 (-- --); * - вірогідна різниця порівняно з групою Т-8, р<0,05.

Дослідження динаміки росту пухлини підтверджувалося даними, отриманими при зважуванні видалених пухлин (табл.2).

Таблиця 2

Вага видалених пухлин (г) та концентрація гемоглобіну (г/л) у крові щурів на 21 добу з дня інокуляції пухлинних клітин

Група	Вага, г	Hb, г/л
Контроль	-	153,61 15,34*
Т-8	63,27 15,19	89,86 10,36
Т-8 + Re1	58,88 15,60	72,02 11,12
Т-8 + Re2	45,27 16,77*	82,02 14,12
Т-8 + Re3	40,310,34*	107,26 5,36*

Примітка: * - вірогідна різниця порівняно з групою Т-8, р<0,05;

Результати дослідження концентрації гемоглобіну (табл.2) свідчили про антигемолітичний ефект сполуки Re3. В групі щурів, де вводили Re3, не дивлячись на помірний протипухлинний ефект, концентрація гемоглобіну значно підвищувалася порівняно з групою Т-8. Ріст пухлини призводив до зсуву кількості морфологічних форм еритроцитів у бік зростання кількості патологічних та змінених форм еритроцитів - ехіноцитів (таблиця 3).

Таблиця 3

Морфологічні форми еритроцитів крові тварин на 21 добу після інокуляції пухлинних клітин,%

Група	Дискоцити	Ехіноцити	Патологічні форми еритроцитів
Контрольна	65,00 6,12	23,30 3,12	11,70 2,16
Т-8	8,47 1,88 #	52,57 3,66 #	48,96 4,54 #
Т-8 + Re1	46,33 4,15 *	39,47 2,16 *	12,23 3,04 *
Т-8 + Re2	56,33 4,32 *	22,14 2,16 *	21,53 2,34 *
Т-8 + Re3	50,75 5,11 *	26,75 1,58 *	29,50 2,36 *

Примітка: * - вірогідна різниця порівняно з групою Т-8, р<0,05; # - вірогідна різниця порівняно з контрольною групою, р<0,05;

Введення сполук ренію сприяло нормалізації стану еритроцитів. Найбільш позитивний ефект виявився при введені Re2 та Re3, де відсотковий вміст дискоцитів зростав у 7 разів, а ехіноцитів зменшувався у 2 рази. Слід відзначити, що не дивлячись на слабкий протипухлинний ефект введення Re1 сприяло значному зниженню кількості патологічних форм еритроцитів (майже у 5 разів). Таким чином, введення тваринам-пухлиноносіям кластерних сполук ренію за схемою антиоксидантної терапії призводило до помірного гальмування росту пухлини, підвищенню рівня гемоглобіну та покращенню морфологічної картини крові.

Накопичення ренію в тканинах щурів-пухлиноносіїв. Досліджено накопичення сполук ренію в тканинах щурів з карциномою Герена. В результаті введення гострої дози Re1 сполука була виявлена в еритроцитах, печінці, нирках. Наприкінці першої доби сполуки ренію виводилися з організму

у великих кількостях із сечею (90-100 мкг/мг). Сполука також накопичувалася в пухлині у значній кількості (0,5-2 мкг/г). Отже, ліпосомні форми кластерних сполук ренію можуть ефективно досягати пухлини.

Вплив сполук ренію та цисплатину на ріст карциноми Герена та стан еритроцитів. Досліджено вплив сполук ренію та цисплатину на ріст пухлини та порівняно з ефектом дії одного цисплатину. Пригнічення пухлинного росту, яке викликано цисплатином (рис.9), найбільш інтенсивно проявлялось у І та ІІ періоди росту пухлини.

Рис. 9. Динаміка росту карциноми Герена під впливом цисплатину (-¦-) та при введенні Re1 разом з цисплатином (-¦-); ** - вірогідна різниця порівняно групою cis-Pt , р<0,01.

На відміну від цисплатину, активне зменшення пухлинного об'єму під впливом комплексної дії сполук цисплатину та ренію проявлялося на ІІ та кінцевій стадії і пухлина майже не пальпувалася. При дії цисплатина вага пухлини на 21 добу знижувалася у 5,3 рази порівняно з контрольною групою (Табл.4).

Таблиця 4

Вага видалених пухлин (г) та концентрація гемоглобіну (г/л) у крові щурів на 21 добу з дня інокуляції пухлинних клітин

Група	Вага, г	Hb, г/л
Т-8	63,27 15,19	89,86 10,36
Cis-Pt	11,88 4,90 #	129,49 12,43 #
Т-8+ Cis-Pt + Re1	0,28 0,10 *	153,61 15,34 # *
Т-8+ Cis-Pt + Re2	3,92 1,55 *	95,75 9,04
Т-8+ Cis-Pt + Re3	7,92 2,30 *	115,45 5,77 #

Примітка: # - вірогідна різниця порівняно з групою Т-8, р<0,05; * - вірогідна різниця

порівняно з цисплатиновою групою, р<0,05;

Застосування системи цисплатин + Re2 викликало гальмування росту карциноми у 3 рази порівняно з цисплатиновою групою. В результаті введення цисплатину та Re1 пухлина майже повністю зникала. У цих експериментах також спостерігалася кореляція між збільшенням концентрації гемоглобіну та ступенем гальмування пухлинного росту. У групі, де вводили цисплатин та Re3 рівень гемоглобіну збільшувався на 28 % порівняно з контрольною групою. Введення цисплатину та Re1 призводило до нормалізації рівня гемоглобіну. Застосування системи реній-платина сприяло нормалізації морфологічної картини крові, а саме підвищенню кількості дискоцитів у 7 - 8 разів, зниженню вмісту ехіноцитів більш ніж у 2 рази, що приблизно відповідало таким показникам у інтактних щурів (табл.5).

Таблиця 5

Морфологічні форми еритроцитів крові тварин на 21 добу після інокуляції пухлинних клітин, %

Група	Дискоцити	Ехіноцити	Патологічні форми еритроцитів
Контрольна	65,00 6,12	23,30 3,12	11,70 2,16
Т-8	8,47 1,88 #	52,57 3,66 #	48,96 4,54 #
Cis-Pt	46,36 3,18 *	24,99 3,84 *	28,65 3,98 *
Т-8 + Cis-Pt + Re1	63,87 5,54 *	29,36 3,68 *	10,25 2,54 *
Т-8 + Cis-Pt + Re2	60,67 5,54 *	30,18 4,08 *	9,15 2,08 *
Т-8 + Cis-Pt + Re3	65,40 4,36 *	15,80 0,93 *	18,80 1,07 *

Примітка: * - вірогідна різниця порівняно з групою Т-8, р<0,05; # - вірогідна різниця порівняно з контрольною групою, р<0,05;

Кількість патологічних форм еритроцитів зменшується у 5 разів порівняно з групою Т-8 і у 3 рази порівняно з цисплатиновою групою.

Отже, розроблено нову протипухлинну систему реній-платина, яка призводить не тільки до суттєвого пригнічення росту пухлини, але й до нормалізації системи червоної крові, до стабілізації еритроцитарної мембрани та нормалізації біохімічних показників крові щурів. Показано здатність сполук ренію до біохімічної модуляції механізму дії цисплатину.

Морфологічне дослідження пухлини. Ізобутиратний комплекс ренію разом з цисплатином впливали на структуру тканин, викликаючи певні зміни, що призводило врешті-решт до зменшення розмірів новоутворення та його зникнення. На гістологічних препаратах спостерігались дистрофічні та некробіотичні зміни пухлини, було помічено появу великої кількості гігантських пухлинних клітин. Для даних тканин характерним було посилення апоптозу з появою апоптотичних тілець, поява елементів фіброзу, як наслідок дії препарату, а також наявний виражений клітинний поліморфізм та поява химерних пухлинних клітин.

Аналіз та узагальнення результатів дослідження. Обговорюються можливі механізми антиоксидантної, протипухлинної дії та біохімічної модуляції механізму дії цисплатитну сполуками ренію, взаємодії кластерних сполук ренію з клітинною мембраною.

Сполуки ренію здатні проявляти антиоксидантні властивості. При цьому цей ефект значно потужніший при застосуванні сполук ренію разом з цисплатином. Здатність до гасіння ПОЛ у моделі пухлинного росту є унікальною властивістю кластерних сполук ренію, яка не спостерігалася раніше у сполук перехідних металів. Механізм антиоксидантної дії сполук полягає в тому, що почверний зв'язок Re-Re є пасткою для радикалів. При застосуванні цієї системи найкращими властивостями біохімічної модуляції володіла сполука Re1, яка має симетричне розташування чотирьох ізобутиратних лігандів у порівнянні з Re2 та Re3 - представниками цис-дикарбоксилатів. За останній час, шляхом дослідження реакцій зі штучними радикалами доведено, що кластерні сполуки ренію взаємодіють з такими частками з різною швидкістю, в залежності від природи та розташування органічного ліганду [Shtemenko А., 2007]. Так Re1 взаємодіє з вердазильним радикалом на протязі 32 діб, тобто є повільною пасткою для радикалів. В той же час дикарбоксилати диренію, до яких відносяться Re2 i Re3, дезактивують повністю штучні радикали за 2 години (швидкі пастки).

Вірогідно, в експериментах, де відсутній цисплатин і продукція радикалів нижча, краще спрацьовують швидкі пастки для радикалів; і навпаки: у присутності прооксиданта цисплатина, коли інтенсивність перекисного окиснення ліпідів досягає максимальних значень, повільні пастки для радикалів є більш ефективними.

Припущено, що серед найбільш вірогідних механізмів протипухлинної дії та біохімічної модуляції механізму дії цисплатину сполуками ренію можливі наступні: 1) підсилення акумуляції цисплатину, як це показано для дипіридамолу, амфотерицину В та циклоспорину. Підвищення проникності мембрани клітин є однією з відомих властивостей цих сполук, що й призводить до поліпшення ефектів. У наших попередніх роботах було показано незвичайну здатність деяких ренієвих сполук збільшувати провідність штучних ліпідних мембран [Bovykin B.A., 1995] та утворювати мембранні пори, які викликають вихід К⁺; 2) детоксикація платини глутатіоном. Володіючи потужним відновним потенціалом, показаним у цій роботі, кластерні сполуки ренію мають можливість залучатися до функціонування системи глутатіону як на рівні субстратів, так і на рівні ферментів, як це було показано на прикладі L-SR-бутіонін сульфоміксину (L-ВСО) - інгібітору г-глутаміл-цистеїн синтетази; 3) регуляція внутрішньоклітинного рівня АТФ, що зумовлює клітинну загибель шляхом апоптозу, як це показано для цілої низки сполук [Fuertes М.А., 2003]. Кластерні сполуки ренію можуть змінювати біоенергетичний показник клітини, оскільки є активними антиоксидантами; 4) взаємодія з церамід -сфінгозин-сфінгозин-1-фосфатним комплексом, що підтримує баланс між життєздатністю клітин й апоптозом.

Кластерні сполуки ренію з органічними лігандами мають унікальний почверний зв'язок між двома атомами металів (Re-Re), відсутній у біологічних молекулах, він утворюється d-електронами (2 - зв'язки), що дозволяє ідентифікувати його за допомогою електронної спектроскопії (EС) завдяки * переходу. Це дозволило показати, що різні за структурою кластерні сполуки, які вивчалися у роботі, а саме цис-дикарбоксилати та тетракарбоксилати - мають різні механізми взаємодії з фосфатидилхоліном. У тетракарбоксилатах диренію відбувається поступове заміщення карбоксилатних лігандів фосфатними групами фосфатидилхоліну навколо Re₂⁺⁶ - центру (Рис.10).

Рис. 10. Структурний фрагмент сполук диренія(ІІІ) з фосфатними лігандами фосфатидилхоліну.

А в дикарбоксилатах диренію такого заміщення не відбувається. Фосфатна група у цього структурного типу сполук заміщує термінальні хлориди із збереженням місткових карбоксилатів.

Отже, такі спостереження можуть пояснювати різні антиоксидантні, антипроліферативні та антигемолітичні властивості сполук, що вивчалися та різні транспортні можливості ліпосомних форм сполук ренію в залежності від їхньої будови.



ВИСНОВКИ

1. Пошук нових малотоксичних сполук перехідних металів, які б проявляли біологічну активність та які б можна було застосовувати, зокрема, разом з протипухлинними препаратами є актуальною проблемою біохімії. В дисертації показано антиоксидантну і антигемолітичну властивості кластерних сполук ренію з органічними лігандами - ізобутиратними, г-аміномасляною кислотою та адамантанкарбоновими - у моделі пухлинного росту та при їх застосуванні з цисплатином.

2. Введення сполук ренію зумовлює зниження інтенсивності перекисного окиснення ліпідів на 21- 64%, зростання активності супероксиддисмутази в 1,7 - 3,7 рази.

3. Встановлено підвищення рівня гемоглобіну (на 19%), кількості еритроцитів у вигляді дискоцитів (у 5,5 - 7 разів) в крові щурів-пухлиноносіїв під впливом сполук ренію.

4. Коригуючі властивості сполук ренію залежать від природи лігандів та виявилися максимальними для сполук ренію з лігандами г-аміномасляної кислоти.

5. Вивчено пул вільних амінокислот еритроцитів та плазми крові щурів-пухлиноносіїв і показано, що співвідношення кількості вільних амінокислот плазма/еритроцит є чутливим показником, який суттєво зменшувався при розвитку пухлини (на 40% у середньому) та збільшувався при застосуванні протипухлинних препаратів (на 17 - 65%) у порівнянні з нормою в залежності від ступеню гальмування пухлини, що дозволяє запропонувати цей показник як додатковий інформативний параметр у дослідженнях, який корелює з ефективністю застосування протипухлинних препаратів.

6. Розроблено нову систему реній-платина, яка включає введення щурам-пухлиноносіям одноразово цисплатину та кластерної сполуки ренію за схемою антиоксидантної терапії та показана її протипухлинна активність. Використання протипухлинної системи реній-платина призводить до зникнення ракових пухлин у більшості щурів.

7. Використання системи реній-платина призводить до значного зниження кількості кінцевих продуктів перекисного окиснення ліпідів (у 4,3 разів), нормалізації активності супероксиддисмутази крові.

8. Введення системи реній-платина зумовлює зростання концентрації гемоглобіну (на 28 - 71 %), підвищення кількості еритроцитів у вигляді дискоцитів (у 7,2 - 7,7 разів) в крові щурів-пухлиноносіїв.

9. Коригуючі властивості кластерних сполук ренію, вірогідно, обумовлені наявністю почверного зв'язку як пастки для радикалів та залежить від природи та кількості органічних лігандів; найбільш ефективним виявилося застосування в новій протипухлинній системі реній-платина дихлоротетра-м-і-бутиратодиренію (ІІІ), що пов'язано із здатністю цієї сполуки повільно взаємодіяти з радикалами.



ПЕРЕЛІК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Изучение состава свободных аминокислот крови здоровых и больных анемией людей / Е.Д. Жабицкая (Е.Д. Скорик), Н.И. Штеменко, А.А. Пупченко, О.А. Сорочан // Вісник Дніпропетровського університету. - 2002. - Т.2, №10. - С.146-150.

2. Дослідження взаємодії кластерної сполуки ренію з еритроцитами людини / Н.І. Штеменко, О.Д. Жабіцька (О.Д. Скорик), О.О. Сорочан, Т.В. Нестeренко, О.І. Сорочан // Вісник Дніпропетровського університету. - 2003. - Т.2, №11. - С.214-218.

3. Жабицкая Е.Д. (Скорик Е.Д.) Влияние эритроцитарных аномалий на аминокислотный состав плазмы крови / Е.Д. Жабицкая (Е.Д. Скорик), Н.И. Штеменко, О.А. Сорочан // Вісник Дніпропетровського університету. - 2004. - Т.1, №1. - С.46-50.

4. Сорочан О.О. Вміст вільного гістидину в еритроцитах і плазмі крові при розвитку та гальмуванні карциноми Герена Т8 / О.О. Сорочан, Н.І. Штеменко, О.Д., Жабіцька (О.Д. Скорик) // Вісник Дніпропетровського університету. - 2005. - Т.2, №13. - С.179-183.

5. Концентрація ТБК-активних продуктів у плазмі крові щурів при розвитку та гальмуванні росту карциноми Герена / М.М. Музиченко, О.Д. Жабіцька (О.Д. Скорик), А.О. Тихомиров, Н.І. Штеменко // Вісник Дніпропетровського університету. - 2006. - Т.2, №3. - С.117-121.

6. Сорочан О.О. Низькомолекулярні сполуки еритроцитів / О.О. Сорочан, Ю.С. Воронкова, О.Д. Жабіцька (О.Д. Скорик), Н.І. Штеменко // Вісник Дніпропетровського університету. - 2006. - Т.2, №3. - С.160 - 164.

7. Використання кластерних сполук ренію з алкільними лігандами у процесі пригнічення росту карциноми Герена / Ю.С. Воронкова, І.В. Леус, А.О. Кулініч, О.Д. Жабіцька (О.Д. Скорик), Н.І. Штеменко // Вісник ДНУ. Біологія. Екологія. - 2008. - T. 1., Вип.16. - С. 46-50.

8. Liposomal Forms of Rhenium Cluster Compounds: Enhancement of Biological Activity / Natalia I. Shtemenko, Oksana V. Berzenina, Dina E. Yegorova, Alexander V. Shtemenko, Elena D. Zhabickaya (E.D. Skorik) // Chemestry and biodiversity. - 2008. - V.5, №5. - P.1660-1667

9. Glucose level, heterogeneity of hemoglobine in blood and giant cancer cells in the model of tumor growth / T.N. Polishko, P. Collery, L.M. Meleshko, Y.S. Voronkova, Е. D. Zabitskaya (E.D. Skorik) // Metal ions in biology and medicine. - 2008. - Vol. 10. - P. 474-478

10. Investigation of antioxidant properties of the cluster rhenium compound in the model of tumor growth / I. Leus, P. Collery, Е. Zabitskaya (E.D. Skorik), K. Shamelashvili, D.Yegorova, N. Shtemenko // Metal ions in biology and medicine. - 2008 - Vol. 10. - P. 399-403

11. Synthesis, characterization, in vivo antitumor properties of the cluster rhenium compound with GABA ligands and its synergism with cisplatin / Alexander V. Shtemenko, Philippe Collery, Natalia I. Shtemenko, Konstantin V. Domasevitch, Elena D. Zabitskaya (E.D. Skorik), Alexander A. Golichenko // Dalton Trans. - 2009. - issue 26. - P.5132-5136

Тези доповідей

12. Жабицкая Е.Д. (Скорик Е.Д.) Исследование свободных аминокислот крови при различных патологиях / Е.Д. Жабицкая (О.Д. Скорик), Н.И. Штеменко, О.А. Сорочан : матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції [„Біохімія"] (Дніпропетровськ, 23 квітня 2003 року). - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2003. - С.25-28.

13. Воронкова Ю.С. Визначення рівня глюкози в еритроцитах та плазмі при онкопатології / Ю.С. Воронкова, О.Д. Жабіцька (О.Д. Скорик), Н.І Штеменко : тези доповідей Першої Міжнародної конференції студентів та аспірантів [Молодь і поступ біології] (Львів, 11-14 квітня 2005 року). - Львів: СПОЛОМ, 2005. - С.33

14. Музиченко М.М. Комплекси ренію з органічними лігандами як регулятори антиоксидантного статуту організму. / М.М. Музиченко, О.Д. Жабіцька (О.Д. Скорик), Н.І. Штеменко : матеріали Міжнародної науково-практичної конференції [Дні науки 2005] (Дніпропетровськ, 15-27 квітня 2005 року). -Дніпропетровськ: Наука і освіта, Т.1, Біологія, 2005.- С.44-45

15. Воронкова Ю.С. Активність гліколітичних ферментів еритроцитів у тварин-пухлиноносіїв / Ю.С. Воронкова, О.Д. Жабіцька (О.Д. Скорик) : матеріали ІХ Українського біохімічного з'їзду (Харків, 24-27 жовтня 2006 р).- Харків. Т. 2. - С. 38.

16. Primary Data About Accumulation of Rhenium in Tumor Tissue. / Elena Zhabitskaya (E.D. Skorik), Artem Tykhomyrov, Maria Musichenko, Zoya Shitelman, Lidia Glushkova, Nickolay Shevtsov, Avraam Blank, Natalia Shtemenko, Alexander Shtemenko : Metal ions in biology and medicine (May 21 -24, 2006). - Vol. 9.- P. 331-334.

17. Жабіцька О.Д. (Скорик О.Д.) Стан перекисного окисненя ліпідів крові та морфологія ракової клітини при застосуванні сполук ренію./ О.Д. Жабіцька (О.Д. Скорик), Ю.С. Воронкова, Н.І. Штеменко : 2-ий З'їзд Українського товариства клітинної біології (Київ, 23-26 жовтня).- КНУ, 2007 р. - С.119.

18. Жабіцька О.Д. (Скорик О.Д.) Антиоксидантні показники та рівень гемоглобіну крові щурів-пухлиноносіїв при введенні сполук ренію та цисплатину / О.Д. Жабіцька (О.Д. Скорик), Ю.С. Воронкова, Н.І. Штеменко : матеріали ІІ Міжнародної конференції [Біологія: від молекули до біосфери], (Харків, 19-21 листопада 2007 р.) - Х.: Планета-Притнт, 2007. - С.71-72

19. Shtemenko N. Possible signal mechanisms of tumor inhibition in Rhenium and Platinum Antitumor System / N. Shtemenko, E. Zhabitskaya (E.D. Skorik) : тези 2 Міжнародного З'їзду Українського Товариства Клітинної Біології, (Київ, 23-26 Жовтня 2007р.). - КНУ, 2007 р. - С. 140.

20. Жабіцька О.Д. (Скорик О.Д.) Антиоксидантні, антианемічні та антипрліферативні властивостікластерних сполук ренію у моделі пухлинного росту / О.Д. Жабіцька (О.Д. Скорик): матеріали Всеукраїнської наукової конференції з міжнародною участю [„Актуальні проблеми сучасної біохімії та клітинної біології"], (Дніпропетровськ, 30-31 жовтня 2008р.) Дніпропетровськ, Україна. - С.33

21. Ферменти антиоксидантного захисту у моделі пухлинного росту / К.Л. Шамелашвілі, О.Д. Жабіцька (О.Д. Скорик), І.В. Леус, Н.І. Штеменко : матеріали Всеукраїнської наукової конференції з міжнародною участю [„Актуальні проблеми сучасної біохімії та клітинної біології"], (Дніпропетровськ, 30-31 жовтня 2008р.). - Дніпропетровськ, Україна. - С.73-А.



АНОТАЦІЯ

Скорик О.Д. Інтенсивність оксидативного стресу та склад вільних амінокислот крові при гальмуванні росту карциноми Герена сполуками ренію. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04. - біохімія. - Інституті біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, Київ, 2009.

Дисертація присвячена дослідженню інтенсивності процесів перекисного окиснення ліпідів, активності ферментів антиоксидантного захисту, концентрації гемоглобіну, вивченню змін амінокислотного складу плазми та еритроцитів крові щурів при гальмуванні росту карциноми Герена сполуками ренію. Встановлено, що кластерні сполуки ренію з органічними лігандами сприяють значному зниженню концентрації ТБК-активних продуктів, підвищенню активності супероксиддисмутази в крові тварин, яким вводили сполуки ренію. Показано значне підвищення концентрації гемоглобіну, кількості дискоцитів в крові щурів з карциномою Герена під впливом кластерних сполук ренію. Знайдено, що сполуки ренію здатні гальмувати ріст пухлини. При введення сполук ренію разом з цисплатином пухлина майже повністю зникає. Запропоновано нову протипухлинну систему реній-платина. Показано, що при застосуванні системи реній-платина сполуки ренію виявляють здатність до біохімічної модуляції механізму дії цисплатину. Механізм дії сполук ренію пов'язаний з їх структурою та обумовлений наявністю почверного зв'язку між двома атомами металів (Re-Re), який є пасткою для вільних радикалів. Запропоновано використання показника співвідношення вільних амінокислот плазма/ еритроцит для спостереження за ступенем гальмування пухлинного росту. Отже, показано наявність антипроліферативної, антианемічної та антиоксидантної властивостей кластерних сполук ренію з органічними лігандами на моделі пухлинного росту.

Ключові слова: кластерні сполуки ренію з органічними лігандами, перекисне окиснення ліпідів, супероксиддисмутаза, амінокислотний склад, почверний зв'язок, карцинома Герена, біохімічна модуляція дії цисплатину.



АННОТАЦИЯ

Скорик О.Д. Интенсивность оксидативного стресса и состав свободных аминокислот крови при торможении роста карциномы Герена соединениями рения. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04. - биохимия. - Институт биохимии им. О.В. Палладина НАН Украины, Киев, 2009.

В диссертационной работе исследованы интенсивность перекисного окисления липидов, активность ферментов антиоксидантной защиты, концентрация гемоглобина и морфологическая картина крови, концентрация свободных аминокислот плазмы и эритроцитов крови крыс с карциномой Герена Т-8 при введении кластерных соединений рения с органическими лигандами по схеме антиоксидантной терапии. Показаны антиканцерогенное, антиоксидантное и антианемическое свойства исследуемых соединений. При введении комплексных соединений наблюдалось торможение роста опухоли, которое достигало 40-50%, повышение концентрации гемоглобина, нормализация морфологической картины крови (повышение количества дискоцитов, снижение количества эхиноцитов и патологических форм эритроцитов). Обнаружено снижение концентрации ТБК-активных продуктов в сыворотке крови крыс-опухоленосителей при введении кластерных соединений рения. Наибольший эффект относительно всех исследуемых параметров наблюдался при введении соединений рения с г-аминомасляной кислотой (ГАМК) в качестве лиганда. В диссертационной работе впервые соединения рения вводились вместе с известным противоопухолевым препаратом цисплатином. Цисплатин вводился один раз на 9 день после трансплантации карциноми Т8. Противоопухолевый эффект в этом случае был сильнее, чем под воздействием одного цисплатина, вплоть до полного исчезновения опухоли у некоторых крыс. Таким образом, можно говорить о новой противоопухолевой системе рений-платина. Применение этой системы способствовало повышению концентрации гемоглобина (на 28-72%), нормализации морфологической картины крови. Как при введении соединений рения, так и при введении системы рений-платина была обнаружена зависимость между размером опухоли и концентрацией гемоглобина. С уменьшением размера опухоли концентрация гемоглобина возрастает. При введении системы рений-платина концентрация ТБК-активных продуктов в сыворотке крови снижалась в 4 раза по сравнению с нелечеными животными, наблюдалось приближение значений активности супероксиддисмутазы к показателям контроля. Система была наиболее эффективной при использовании соединений рения с изобутиратным лигандом. Таким образом, противоопухолевая система рений-платина обладает антиоксидантной, антианемической и противоопухолевой активностями. При этом соединения рения проявляли свойства биохимических модуляторов механизма действия цисплатина. Был предложен механизм действия этих веществ, который определяется их структурой. Четвертичная связь рений-рений является ловушкой для свободных радикалов и отвечает за антиоксидантные свойства, а органические лиганды связываются с мембраной клетки и стабилизируют эритроциты. Был изучен аминокислотный состав плазмы и эритроцитов крови крыс с карциномой Герена. Обнаружено, что в эритроцитах концентрация свободных аминокислот в 2,3 раза выше, чем в плазме. Впервые показано, что показатель соотношения свободных аминокислот плазма/ эритроцит изменяется в зависимости от степени торможения опухолевого роста и может быть рекомендован в исследованиях как показатель эффективности действия противоопухолевых препаратов. Изучена концентрация свободных тирозина, триптофана и гистидина в плазме и эритроцитах крыс при торможении роста карциномы Герена соединениями рения. Показано, что их концентрация при канцерогенезе возрастает. Соединения рения и система рений-платина снижают концентрацию тирозина, триптофана и гистидина в плазме и эритроцитах крыс с карциномой Герена, приближая ее к значениям нормы. Обнаружена положительная корреляция между концентрацией ТБК-активных продуктов и концентрацией гистидина и тирозина в группе животных, которым вводили соединения рения с изобутиратным лигандом. Исследованы гистологические препараты карциномы Герена до и после лечения. В группе, где использовалась система рений-платина, обнаружены множественные гигантские клетки, апоптоз, фиброз опухолевой ткани. Полученные результаты, указывают на возможность использования соединений рения и системы рений-платина для разработки новых противоопухолевых препаратов и препаратов с антиоксидантными свойствами.

Ключевые слова: кластерные соединения рения с органическими лигандами, перекисное окисление липидов, супероксиддисмутаза, аминокислотный состав, четвертичная связь, карцинома Герена, биохимические модуляторы механизма действия цисплатина.



SUMMARY

Skorik E.D. Intensity of oxidative stress and composition of free amino acids in blood at the depression of Guerin's carcinoma by rhenium cluster compounds. - The manuscript

Thesis for a scientific degree of the candidate of biological sciences by speciality 03.00.04 - biochemistry. - Palladin Institute of Biochemistry NAS of Ukraine, Kyiv, 2009.

Lipid peroxidation intensity, antioxidant enzymes activity, concentration of hemoglobin, changes of aminoacids composition in blood plasma and erythrocytes of rats with Guerin's carcinoma at the introduction of rhenium cluster compounds were investigated in the dissertation work. It was shown significant decrease of the TBA-activity products, increase of superoxide dismutase activity in blood in rhenium compound's treated groups of animals. It was found significant rise of hemoglobin concentration and amount of discocytes in blood of rats with carcinoma under the influence of rhenium compounds. It was observed the reduction of the tumor's size under condition of rhenium cluster compound's action. Cluster rhenium compound with organic ligands in liposomal forms enhanced the cisplatin action on tumor growth. It was elaborated newel antitumor system rhenium-platinum. Rhenium cluster compounds demonstrated the property of biochemical modulators of cisplatinum action. It may be explained by the structure of substances. Cluster rhenium compounds with organic ligands contain two atoms of rhenium and have a unique quadruple bond between two atoms of metal (Re-Re). The structure of these substances demonstrates their possible role as a free radicals trap. It was proposed index of correlation free amino acids plasma: red blood cells for the control of the tumor's growth. This index was depended from degree of depression tumor's growth. It was shown antioxidant, antianemic and antitumor properties of rhenium cluster compounds with different organic ligands on the model of Guerin's carcinoma.

...