Проблемы кардиотоксичности цисплатина и возможности их преодоления

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Последнее десятилетие ознаменовалось значимыми открытиями в области биологии опухолевого роста, на фармацевтическом рынке появились противоопухолевые препараты с иными механизмами действия и схемами противоопухолевой терапии, но в то же время проблема снижения побочных токсических эффектов всё ещё остается весьма актуальной [3,5,10,11].

Применение новых интенсифицированных схем химиотерапии при лечении некоторых онкологических заболеваний способствовало повышению продолжительности жизни и безрецидивной выживаемости больных, которые раньше считались неизлечимыми. Однако, довольно большая группа химиотерапевтических препаратов, в том числе и цисплатин, обладает кардиотоксическим эффектом, который может выражаться бессимптомными изменениями на ЭКГ, инфарктом миокарда, вплоть до развития токсической кардиомиопатии с явлениями тяжелой сердечной недостаточности, рефрактерной к лечению. Кардиотоксические осложнения на фоне терапии злокачественных опухолей снижают качество и продолжительность жизни пациентов.

Таким образом целью исследования явилось экспериментальное изучение кардиопротективного действия цитопротектора «Мексикор®» при внутрибрюшном введении циспластина иммобилизированного в противоспаечное средство «Мезогель» (производство ООО «Линтекс», Санкт-Петербург).

Эксперименты проводили на 70 самцах нелинейных белых крыс массой 180-250 г, полученных из вивария Курского государственного медицинского университета. Содержание и уход за животными, проведение экспериментов и эвтаназия осуществлялись в соответствии с требованиями Европейской конвенции по защите экспериментальных животных (86/609 EEC).

Эффективность препарата «Мексикор®» исследовалась при внутримышечном введении 1 раз в сутки в течение 14 сут. Доза вводимого препарата была рассчитана с учетом коэффициента пересчета доз для животных, в частности крыс [8] и составила 60 мг/кг. «Мезогель» вводили внутрибрюшинно путем инъекции в объеме 10,7 мл/кг [6]. Цисплатин внутрибрюшинно вводился в 4 мг/кг. В группах животных, которым вводился цисплатин с «Мезогеле», перед внутрибрюшным дозировке введением в асептических условиях выполнялось соединение препаратов в расчитанных дозировках.

Для оценки функциональных возможностей миокарда животных использовали, аппаратно-программный комплекс Biopac MP100 с датчиком давления TSD104A и программой обработки физиологических сигналов AcqKnowledge 3.9.0.

Крыс наркотизировали внутрибрюшинным введение хлоралгидрата 300 мг/кг, в случае недостаточной глубины наркоза дополнительно вводилась 1/5 от начальной дозы вплоть до достижения адекватной глубины наркоза исключающей причинение боли экспериментальным животным во время проведения последующих манипуляций. Крыс переводили на управляемую вентиляцию лёгких, катетеризировали полость левого желудочка и левую бедренную вену и проводили нагрузочные пробы в следующей последовательности:

1. Проба на адренореактивность (внутривенное одномоментное введение раствора адреналина гидрохлорида 1*10-5 моль/л, из расчёта 0,1 мл на 100 грамм веса крысы) [1].

2. Нагрузка сопротивлением (пережатие восходящей аорты на 30 секунд) [1]. В качестве критериев оценки использовали максимальные зафиксированные значения левожелудочкового давления (ЛЖД) во время пробы, ЛЖД на 5-й и 25-й секунде пережатия аорты и интегральный показатель характеризующий площадь под кривой давления за первые 25 секунд пробы.

Результаты подвергали статистической обработке, после определения нормальности распределения (во всех экспериментальных группах распределение было нормальным) рассчитывали средней арифметической (M), ошибки средней арифметической (±m), достоверность различий оценивали используя t-test для групп с равной дисперсией, достоверными считались различия с p?0,05.

Перед проведением нагрузочных проб нами оценивалось исходное состояние сердечно сосудистой системы, а именно левожелудочковое давление (ЛЖД), максимальная скорость сокращения миокарда (+dp/dt), максимальная скорость расслабления миокарда (-dp/dt) и частота сердечных сокращений (ЧСС), полученные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1. Исходные показатели сократимости сердца крыс в покое (М±m, n=10)

Примечание: *- при p<0,05 по сравнению с контрольной группой животных.

Как следует из данных представленных в таблице 1, под действием цисплатина наблюдается уменьшение показателей сократимости с максимальной выраженностью через 5 суток после инъекции цисплатина в «Мезогеле», в наибольшей степени эти изменения проявляются в группе животных, которая не получала «Мексикор®», В этой группе, помимо снижения ЛЖД и скоростных показателей (+dp/dtи -dp/dt), снижение частоты сердечных сокращений было на 21% меньше, чем в контрольной группе (p<0,05).

Проба на адренореактивность продемонстрировала наибольшее сокращение сократимости миокарда в ответ на стимуляцию адренорецепторов на 5-е сутки после инъекции цисплатина в группе не получавшей «Мексикор®», при этом достоверные отличия от контрольной группы наблюдались по показателям ЛЖД, +dp/dt и -dp/dt (таблица 2). В отношении остальных экспериментальных групп мы наблюдали более высокие показатели в группах получавших «Мексикор®» на всех временных промежутках - на 1-е, 5-е и 14- сутки после введения цисплатина в «Мезогеле», во всех случаях применение месикора позволяло сохранить показатели сократимости миокарда при пробе на адреактивность на более высоком уровне. В свою очередь показатели ЧСС не отличались от контроль ни в одной из экспериментальных групп, что опосредовано может свидетельствовать о слабой выраженности прямого кардиотоксического действия цисплатина при применении в виде инъекции в «Мезогеле».

Таблица 2. Показатели сократимости сердца крыс при пробе на адренореактивность (М±m, n=10)

Примечание: *- при p<0,05 по сравнению с контрольной группой животных.

Одной из наиболее показательных проб для исследования кардиопротективных эффектов препарата «Мексикор®» явилась нагрузка сопротивлением (пережатие дуги восходящей аорты в течение 30-ти секунд). Во время этой пробы сердце испытывает максимально возможные перегрузки в условиях ограниченного снабжения кислородом.

Внутрибрюшинное введение цисплатина в «Мезогеле» привело к снижению показателей ЛЖД как на 5-ой, так и на 25-ой секунде пережатия аорты и, как следствие, к уменьшению интегрального показателя сократимости - интеграла (площади под кривой давления измеренного в течение 25-ти секунд нагрузки сопротивлением) (таблица 3).

Таблица 3. Показатели ЛЖД крыс при пробе сопротивлением (М±m, n=10)

цисплатин кардиотоксический адренореактивность

Примечание: *- при p<0,05 по сравнению с контрольной группой животных.

Проведение нагрузочной пробы позволило выявить динамику нарушения функционирования миокарда крыс после внутрибрюшинного введения цисплатина в «Мезогеле». Снижение сократительной способности миокарда начинало развиваться уже с первых суток после введения цисплатина, достигало своего максимума к 5-м суткам и начинало медленно восстанавливаться к 14 суткам эксперимента, но при этом полного восстановления показателей до уровня контрольной группы не происходило. При этом мы наблюдали положительное действие применения «Мексикор®» как метаболического кардиопротектора - на 5-е сутки после введения цисплатина снижение сократительной способности миокарда было незначительным и последующее восстановление показателей ЛЖД и интегрального показателя сократимости к 14-м суткам эксперимента было более полным, в отличие от групп, не получавших лечения «Мексикор®».

Проведённые эксперименты продемонстрировали наличие кардиотоксического действия цисплатина, которое проявлялось в наибольшей степени к 5-м суткам после внутрибрюшинного введения цисплатина в «Мезогеле». Прямое кардиотоксическое действие проявлялось в виде брадикардии, которая развивалась к 5-м суткам эксперимента, при этом у животных не получавших лечения снижение частоты сердечных сокращений достигало 21% (р<0,05). Применение «Мексикор®» позволило уменьшить негативное влияние цисплатина на ЧСС - снижение относительно контроля составило только 11% (р>0,05). К 14-м суткам после введения цисплатина в «Мезогеле» негативное влияние в виде брадикардии, уменьшилось и достоверных отличий от контрольной группы не отмечалось. Полученные данные согласуются с известными проявлениями кардиотоксичности цисплатина, в острый период включающее в себя: нарушение ритма, наиболее часто проявляющееся в виде брадикардии [5] а также повышение уровня кардиальных энзимов, симптомы ишемии миокарда [3]. Обращает на себя внимание тот факт, что в 1-е сутки после внутрибрюшинного введения цисплатина в «Мезогеле», мы не наблюдали подобных проявлений кардиотоксичности, характерных для острого периода инфузии. Это позволяет предположить постепенное высвобождение цисплатина из структуры «Мезогеля» и сгладить пик концентрации цитостатика в системном кровотоке с уменьшением степени выраженности острых проявлений кардиотоксичности.

Повышения артериального давления при применении цисплатина обычно является более поздним побочным эффектом [3] и вследствие относительно короткого периода наблюдения проявлений гипертензии у крыс мы не наблюдали. Напротив, исходные показатели ЛЖД у крыс получавших цисплатин были ниже, чем в контрольной группе. Похожие результаты с более низкими средними цифрами артериального давления у крыс на фоне приёма цисплатина были продемонстрированы в ряде экспериментов изучающих нефротоксичность цисплатина [9]. Как и в случае с брадикардией наибольшее снижение артериального давления наблюдалось через 5 суток после начала эксперимента.

Проведение нагрузочных проб позволило нам выявить степень кардиотоксического действия цисплатина на сердечно-сосудистую систему крыс остром и подостром периоде после внутрибрюшинного введения цисплатина в «Мезогеле». Применение цисплатина сопровождалось уменьшением показателей сократимости миокарда в покое и в условиях проведения нагрузочных проб. Наибольшее снижение показателей сократимости мы наблюдали через 5 суток после внутрибрюшного введения цисплатина в «Мезогеле». Обнаруженные изменения, наиболее вероятно, явились следствием поражением кардиомиоцитов из-за активации перекисного окисления липидов и изменением элекролитного баланса, что в свою очередь является следствием нефротоксических эффектов цисплатина [3]. В пользу этого предположения свидетельствует тот факт, что «Мексикор®» оказывал выраженное цитопротекторное действие и предотвращал значительное снижение показателей сократимости миокарда крыс во время проведения нагрузочных проб.

Возможный механизм повреждения клеточных мембран цисплатином за счёт повреждения мембрантрансрортных систем СTR1, CTR2 и транспортных АТФ-аз P-типа ATP7Aи ATP7B также реализуются увеличением перекисных соединений [7]. К 14 суткам эксперимента способность сердечно-сосудистой системы крыс выдерживать нагрузки восстанавливалась, а при применении «Мексикор®» практически не отличалась от контрольной группы. Возможные механизмы реализации эффектов «Мексикор®», как производного 3-оксипиридина, доказаны в исследованиях Г.И.Клебанова и соавторов [2] и характеризуются двумя основными функциями: взаимодействием с ионами железа, которые способствуют снижению концентрации катализатора перекисного окисления липидов за счет окисления ионов железа и способностью их взаимодействия с водорастворимым супероксидным анион-радикалом.

Таким образом, проведённые эксперименты продемонстрировали положительный эффект от применения цисплатина в виде инъекции в «Мезогеле», за счёт уменьшения пиковых концентраций цисплатина в системном кровотоке и как следствие минимизации побочных эффектов в острой фазе, а кардиотоксические эффекты подострой фазы были умеренными и успешно купировались применением препарата«Мексикор®».

Выводы.

1. Использование иммобилизированных форм цисплатина в «Мезогеле» позволяет уменьшить проявления кардиотоксичности в острой фазе.

2. Пик кардиотоксических эффектов цисплатина при использовании «Мезогеля» наблюдается на 5-е сутки после инъекции.

3. Применение препарата «Мексикор®» эффективно уменьшает кардиотоксические эффекты цисплатина в течение всего эксперимента.

Список литературы

1. Губанов К.К. Сравнительная оценка антиишемического действия верапамила на различных моделях ишемии миокарда / К.К. Губанов, Г.В. Ковалёв, А.А. Паперна // Фармакология и токсикология. - 1991. - Т. 54, № 4. - С. 21-23.

2. Клебанов Г.И. Антиоксидантные свойства производных 3-оксипиридина: мексидола, эмоксипина и проксипина // Вопросы медицинской химии. - 2001. - № 3. - URL: http://www.chemilum.ru/files/pub_klebanov_2001.pdf.

3. Матяш М.Г. Не-антрациклиновая кардиотоксичность // Сибирский онкологический журнал. - 2009. - № 5 (35). - С. 73-81.

4. Набатова О.С. Морфологические проявления патоморфоза колоректального рака под влиянием лимфотропной химиотерапии 5-фторурацилом / О.С. Набатова, О.И. Кит, С.Г. Павленко и др. // Научные ведомости Белгородского гос. ун-та. Медицина. Фармация. - 2013. - № 4 (147). - Вып. 21. - С. 57-62.

5. Шуйкова К.В. Кардиотоксичность современных химиотерапевтических препаратов // Новости кардиологии. - 2012. - № 3. - С. 9-19.

6. diZerega G.S. Peritoneum, peritoneal healing and adhesion formation // Perotoneal surgery: Ed. G.S. diZerega. - Berlin-Heidelberg-New York : Springer, 2006. - P. 3-38.

7. Ciarimboli G. Membrane Transporters as Mediators of Cisplatin Side Effects // Anticancer Research. - 2014. - 34. - P. 547-550.

8. Freireich E.J. Quantitative comparison of toxicity of anticancer agents in mouse, rat, hamster, dog, monkey, and man // Cancer. Chemother. Rep. - 1966. - Vol. 50, № 4. - P. 219-244.

9. Goulding N. Neural regulation of the kidney function in rats with cisplatin induced renal failure / Johns E. // Frontiers Physiology - 2015. - URL: http://dx.doi.org/10.3389/fphys.2015.00192 (Received: 27 March 2015).

10. Hicklin D.J. Role of the vascular endothelial growth factor pathway in tumor growth and angiogenesis / D.J. Hicklin, L.M. Ellis // J. Clin. Oncol. - 2005. - Vol. 23, № 5. - P. 1011-1027.

11. Sanoff H.K. Five-year data and prognostic factor analysis of oxaliplatin and irinotecan combinations for advanced colorectal cancer: N9741 // J. Clin. Oncol. - 2008. - Vol. 26. - № 35. - P. 5721-5727.

Размещено на Allbest.ru