Снижение токсического эффекта паклитаксела на систему крови водорастворимыми полисахаридами мать-и-мачехи обыкновенной и аира болотного

Автор: Сафонова Е.А., Разина Т.Г., Лопатина К.А., Федорова Е.П., Зуева Е.П., Гурьев А.М.

Журнал: Сибирский онкологический журнал @siboncoj

Рубрика: Лабораторные и экспериментальные исследования

Статья в выпуске: 2 (38), 2010 года.

Бесплатный доступ

Водорастворимые полисахариды мать-и-мачехи обыкновенной и аира болотного снижают гематотоксический эффект паклитаксела у мышей-самок линии С57В1/6 с карциномой легких Льюис. Растительные полисахариды повышают уровень нейтрофильных гранулоцитов в периферической крови, увеличивают количество незрелых и зрелых нейтрофилов в кост- ном мозге, а также количество эритроидных клеток, при этом их гемостимулирующий эффект на гранулоциты сравним с таковым у препарата рекомбинантного колониестимулирующего фактора нейпогена

Полисахариды, паклитаксел, нейпоген, костный мозг, рolysaccharides

Короткий адрес: https://sciup.org/14055611

IDR: 14055611

Текст научной статьи Снижение токсического эффекта паклитаксела на систему крови водорастворимыми полисахаридами мать-и-мачехи обыкновенной и аира болотного

Современная химиотерапия с целью наиболее полного уничтожения опухолевых клеток предполагает использование антибластомных препаратов в максимально переносимых дозах, что приводит к повреждению быстро обновляющихся клеточных систем. К числу самых распространенных видов токсичности химиопрепаратов следует отнести миелоток-сичность [8]. Повреждение костного мозга сопровождается снижением содержания числа лейкоцитов, тромбоцитов и эритроцитов периферической крови, при этом наиболее опасным проявлением миелодепрессии является нейтропения, которая в значительной степени повышает риск инфекционных осложнений [9]. Паклитаксел – препарат из группы таксанов, эффективный при злокачественных новообразованиях различной локализации, обладает существенной дозолимитирующей гематотоксичностью [3, 5]. В связи с этим поиск и разработка препаратов, снижающих токсичность цитостатиков на систему крови, является актуальной задачей.

Перспективными в этом плане являются растительные полисахариды, которые стимулируют иммунную систему, усиливают процесс фагоцитоза, повышают количество лимфоцитов в крови и лимфоидных органах [6]. Установлен факт активации процессов кроветворения некоторыми полисахаридами, особенно эритроидного ростка [7]. При введении в организм растительные полисахариды стимулируют обмен веществ, способствуя процессам регенерации. Ранее показано, что полисахариды растений способны повышать эффективность химиотерапии перевиваемых опухолей [2]. Таким образом, представилось целесообразным изучить действие водорастворимых полисахаридов мать-и-мачехи обыкновенной и аира болотного на показатели костномозгового кроветворения и периферической крови в условиях терапии паклитакселом животных с карциномой легких Льюис.

Материал и методы

Эксперимент выполнен на 60 мышах-самках линии С57В1/6 массой 20–21 г. Животные 1-й категории поступали из лаборатории экспериментального биомоделирования НИИ фармакологии СО РАМН (сертификат имеется). Карциному легких Льюис (LLС) перевивали внутримышечно по 5–6 млн опухолевых клеток в 0,1 мл физиологического раствора. Для моделирования цитостатической миелосупрессии использовали паклитаксел («Д-р Редди´с Лабо-раторис Лтд», Индия, г. Хайдерабат), который вводили внутрибрюшинно, однократно в дозе 32 мг/кг на 14-е сут развития опухоли.

Водорастворимые полисахариды (ВРПС) мать-и-мачехи обыкновенной и аира болотного получены на кафедре химии ГОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (г. Томск) из фармакопейного растительного сырья фракционным методом. ВРПС вводили мышам внутрибрюшинно в дозе 20 мг/кг, начиная с 7-х сут после перевивки опухоли в течение 12 сут. Контрольная группа животных получала внутрижелудочно дистиллированную воду и внутримышечно физиологический раствор в аналогичном режиме.

В качестве препарата сравнения в работе использовался нейпоген (Ф. Хоффманн-Ля Рош Лтд., Швейцария) – рекомбинантный колониестимулирующий фактор, активное вещество – филграстим. Нейпоген растворяли 5 % раствором глюкозы и вводили мышам подкожно в дозе 30 мг/кг на следующий день после введения паклитаксела и продолжали в течение 5 сут. Эксперимент заканчивали на 21-е сут после перевивки опухоли. На 4-е и 7-е сут после введения паклитаксела определяли показатели миелограмм и периферической крови. Для подсчета лейкограммы проводили микроскопическое исследование цитологических препаратов, окрашенных азуром ΙΙ-эозином. Общепринятыми гематологическими методами подсчитывали общее количество миелокариоцитов в костном мозге и определяли на мазках содержание отдельных клеточных форм. Статистическую обработку результатов проводили с помощью критерия Вилкоксона–Манна–Уитни [1].

Результаты и обсуждение

На 4-е сут после однократного введения паклитаксела в дозе 32 мг/кг мышам-самкам линии С57В1/6 с карциномой легких Льюис обнаружено выраженное токсическое действие препарата на клетки белой крови: снижение общего количества лейкоцитов (в 2 раза, р<0,01) происходило в основном за счет уменьшения числа сегментоядерных нейтрофилов и лимфоцитов (в 14,0 и 1,6 раза соответственно, р<0,01). При анализе миелограмм отмечено снижение общей клеточности костного мозга (в 1,6 раза, р<0,05), числа зрелых и незрелых нейтрофильных гранулоцитов – в 2,2–2,3 раза (р<0,01) относительно этих значений в контроле. Достоверного воздействия паклитаксела на такие показатели миелограммы, как эозинофильные гранулоциты, эритрокариоциты, лимфоидные клетки и моноциты, не обнаружено (табл. 1, 2).

К этому же сроку наблюдения у животных, получавших паклитаксел совместно с ВРПС мать-и-мачехи обыкновенной, число нейтрофильных лейкоцитов в периферической крови оказалось достоверно выше: палочкоядерных – в 5,7 раза, сегментоядерных – в 3,7 раза. У мышей, леченных паклитакселом и ВРПС аира болотного, повышенным в 4,2 раза (р<0,01) оказалось число сегментоядерных нейтрофилов, однако количество лимфоцитов было сниженным (табл. 1).

На 4-е сут после инъекции паклитаксела у мышей, получавших цитостатик совместно с ВРПС мать-и-мачехи и аира, общее количество миелокариоцитов было достоверно выше (в 1,7–1,8 раза) такового у мышей группы монохимиотерапии и оказалось на уровне контрольных значений. Содержание незрелых и зрелых нейтрофильных гранулоцитов в костном мозге животных обеих комбинированных групп с высокой степенью достоверности отличалось от этих показателей у мышей, леченных только паклитакселом: при добавлении ВРПС аира и мать-и-мачехи число незрелых гранулоцитов было в 2,7–2,8 раза выше, количество зрелых нейтрофильных гранулоцитов оказалось больше в 2,5 раза. Следует отметить и повышенное количество эритрокариоцитов в костном мозге мышей, получавших цитостатик с ВРПС мать-и-мачехи

Таблица 1

Изменение клеточного состава лейкоцитарной формулы у мышей-самок линии С57Вl/6 с LLС под влиянием ВРПС мать-и-мачехи обыкновенной, аира болотного и нейпогена на фоне терапии паклитакселом (Х±m), Г/л

Группа наблюдения	Количество лейкоцитов	Нейтрофилы		Лимфоциты	Моноциты	Эозинофилы
Группа наблюдения	Количество лейкоцитов	Палочкоядерные	Сегментоядерные	Лимфоциты	Моноциты	Эозинофилы
4-е сут после введения паклитаксела
1. Контроль	13,03 ± 0,82	0,22 ± 0,07	3,07 ± 0,44	9,28 ± 0,63	0,33 ± 0,07	0,13 ± 0,06
2.Паклитаксел	6,40 ± 0,37 1–2р<0,01	0,07 ± 0,02	0,22 ± 0,05 1–2р<0,01	5,87 ± 0,37 1–2р<0,01	0,25 ± 0,07	-
3.Паклитаксел + ВРПС мать-и-мачехи	6,52 ± 0,49	0,4 ± 0,04 2–3р<0,01	0,82 ± 0,26 2–3р<0,05	5,05 ± 0,58	0,25 ± 0,07	-
4. Паклитаксел + ВРПС аира	4,87 ± 0,83 2–4р<0,05	0,07 ± 0,02	0,93 ± 0,29 2–4р<0,01	3,72 ± 0,55 2–4р<0,05	0,15 ± 0,03	-
5. Паклитаксел + нейпоген	12,07 ± 1,18 2–5р<0,01	0,72 ± 0,17 2–5р<0,01	2,3 ± 0,61 2–5р<0,05	8,25 ± 0,71 2–5р<0,01	0,57 ± 0,11 2–5р<0,05	0,02 ± 0,02
7-е сут после введения паклитаксела
1. Контроль	15,63 ± 1,09	-	4,83 ± 0,31	9,63 ± 0,80	0,93 ± 0,14	1,33 ± 0,61
2. Паклитаксел	15,85 ± 1,40	0,02 ± 0,02	3,70 ± 0,49 1–2р<0,05	10,73 ± 1,29	1,35 ± 0,20 1–2р<0,05	0,07 ± 0,07
3. Паклитаксел + ВРПС мать-и-мачехи	17,45 ± 2,19	-	7,12 ± 1,12 2–3р<0,05	9,23 ± 1,03	0,98 ± 0,13	0,12 ± 0,083
4. Паклитаксел + ВРПС аира	17,78 ± 1,68	0,15 ± 0,06	6,15 ± 0,72 2-4р<0,05	10,25 ± 0,82	1,37 ± 0,22	0,02 ± 0,02
5. Паклитаксел + нейпоген	30,62 ± 6,94 2–5р<0,05	-	10,58 ± 2,31 2–5р<0,01	17,72 ± 4,19	2,32 ± 0,46 2–5р<0,05	0,03 ± 0,03

Примечание. Подсчет показателей производили у 5 животных в группе. Перед уровнем значимости р указаны номера сравниваемых групп.

и аира, относительно этих данных у мышей, леченных одним цитостатиком (табл. 2).

Лейкопенический эффект паклитаксела под влиянием нейпогена снижался за счет значительного повышения числа палочкоядерных и сегментоядерных нейтрофилов, лимфоцитов и моноцитов (табл. 1). В то же время следует отметить, что значения показателей костномозгового кроветворения под действием рекомбинантного колониестимулирующего фактора находились на уровне таковых в группах, получавших ВРПС аира и мать-и-мачехи, кроме того, в этих группах зафиксировано достоверное увеличение эритрокариоцитов, чего не наблюдалось при применении нейпогена (табл. 2).

На 7-е сут после введения паклитаксела общее количество лейкоцитов и лимфоцитов в периферической крови животных увеличилось и оказалось на уровне контрольных значений, число моноцитов превысило контрольный уровень в 1,5 раза (р<0,05), однако число сегментоядерных нейтрофилов было все еще ниже такового (в 1,3 раза, р<0,05). Общая клеточность костного мозга мышей также была сниженной (в 1,4 раза, р<0,05), как и количество незрелых и зрелых нейтрофильных гранулоцитов (в 1,8 раза, р<0,01), по сравнению с этими значениями в группе контроля (табл. 1, 2).

К этому сроку наблюдения в периферической крови мышей, получавших комбинированную терапию, отмечено восстановление общего количества лейкоцитов, причем при использовании нейпогена этот показатель превысил контрольное значение в 2 раза (р<0,05). Статистически значимым оказалось повышение числа сегментоядерных нейтрофилов: при добавлении

Таблица 2

Изменение показателей миелограмм у мышей линии С57В1/6 с LLC под влиянием ВРПС мать-и-мачехи обыкновенной, аира болотного и нейпогена на фоне терапии паклитакселом (Х±m), 106/бедро

Группа наблюдения	Показатели миелограммы
Группа наблюдения	Общая клеточность	Незрелые нейтрофильные гранулоциты	Зрелые нейтрoфиль-ные гранулоциты	Эозинофильные гранулоциты	Эритрока-риоциты	Лимфоидные клетки	Моноциты
4-е сут после введения паклитаксела
1. Контроль	60,83 ± 6,52	15,67 ± 2,5	18,33 ± 1,78	1,00 ± 0,36	13,83 ± 1,33	11,83 ± 1,47	0,30 ± 0,14
2. Паклитаксел	38,67 ± 5,70 1–2р<0,05	6,67 ± 1,17 1–2р<0,01	8,50 ± 2,04 1–2р<0,01	0,10 ± 0,06	11,00 ± 1,59	12,17 ± 1,83	0,10 ± 0,07
3. Паклитаксел + ВРПС мать-и-мачехи	69,17 ± 9,63 2–3р<0,05	18,50 ± 3,21 2–3р<0,01	21,17 ± 2,96 2–3р<0,01	1,07 ± 0,49	14,50 ± 1,36 2-3р<0,05	15,17 ± 2,4	0,33 ± 0,21
4. Паклитаксел +ВРПС аира	67,17 ± 7,35 2–4р<0,01	18,33 ± 2,12 2–4р<0,01	21,00 ± 2,92 2–4р<0,01	0,67 ± 0,33	16,00 ± 1,93 2–4р<0,01	10,83 ± 1,66	0,50 ± 0,22
5. Паклитаксел + нейпоген	61,17±6,15 2–5р<0,05	16,33 ± 2,25 2–5р<0,01	18,00 ± 1,48 2–5р<0,01	1,07 ± 0,33 2–5р<0,05	16,33 ± 2,5	9,00 ± 1,18	1,07 ± 0,33 2–5р<0,05
7-е сут после введения паклитаксела
1. Контроль	72,00 ± 5,85	12,00 ± 1,13	27,00 ± 2,18	0,50 ± 0,22	18,00 ± 1,44	14,00 ± 1,67	0,50 ± 0,22
2. Паклитаксел	51,50 ± 7,99 1–2р<0,05	6,50 ± 1,36 1–2р<0,01	14,67 ± 2,64 1–2р<0,01	0,08 ± 0,08	14,83 ± 1,64	15,50 ± 2,93	0,33 ± 0,33
3. Паклитаксел + ВРПС мать-и-мачехи	82,00 ± 2,48 2–3р<0,01	15,83 ± 0,79 2–3р<0,01	29,00 ± 1,79 2–3р<0,01	0,67 ± 0,21	22,00 ± 1,84 2–3р<0,05	14,50 ± 1,43	0,33 ± 0,21
4. Паклитаксел + ВРПС аира	74,67 ± 2,06 2–4р<0,05	13,83 ± 0,70 2–4р<0,01	25,00 ± 1,34 2–4р<0,01	0,33 ± 0,21	16,50 ± 0,85	18,50 ± 1,34	0,50 ± 0,22
5. Паклитаксел + нейпоген	79,33 ± 8,07 2–5р<0,05	17,00 ± 2,42 2–5р<0,01	30,33 ± 4,00 2–5р<0,01	0,50 ± 0,22	18,50 ± 2,73	12,50 ± 1,54	0,50 ± 0,22

в схему лечения ВРПС мать-и-мачехи обыкновенной – в 1,9 раза, аира болотного – в 1,7 раза, нейпогена – в 2,9 раза относительно этих данных у мышей, леченных только паклитакселом. Кроме того, под воздействием нейпогена достоверно возрастало количество моноцитов – в 1,7 раза (табл. 1).

На 7-е сут после введения паклитаксела общее количество миелокариоцитов в костном мозге мышей, получавших цитостатик совместно с ВРПС аира болотного и мать-и-мачехи обыкновенной, оказалось достоверно выше (в 1,4–1,6 раза) относительно такового в группе животных, получавших один паклитаксел. Повышение общего количества кариоцитов у животных, которым вводили ВРПС аира и мать-и-мачехи на фоне химиотерапии, происходило за счет увеличения количества незрелых и зрелых нейтрофильных гранулоцитов. Зафиксировано также статистически значимое увеличение числа эритроидных клеток в костном мозге животных, получавших паклитаксел с ВРПС мать-и-мачехи обыкновенной, количество которых оказалось в 1,5 раза больше, чем у мышей группы монохимиотерапии. Количество лимфоидных клеток и моноцитов у животных обеих комбинированных групп не отличалось от этих показателей у мышей, которым вводили только цитостатик. Обращает на себя внимание тот факт, что в этот срок наблюдения у мышей, по- лучавших паклитаксел совместно с нейпогеном, показатели общей клеточности костного мозга, количество зрелых и незрелых нейтрофилов достоверно увеличивались относительно таковых у мышей группы монохимиотерапии, однако не отличались от этих данных у животных, леченных паклитакселом и ВРПС (табл. 2).

Таким образом, результаты эксперимента показали, что ВРПС мать-и-мачехи обыкновенной и аира болотного способствовали снижению гематотоксичности и более быстрому восстановлению показателей гемопоэза, подавленных в результате цитостатического воздействия, а также не снижали ингибирующего эффекта паклитаксела на развитие опухоли. Гемостимулирующий эффект ВРПС на гранулоциты был сравним с таковым у препарата сравнения нейпогена. Кроме того, ВРПС, в отличие от нейпогена, стимулировали образование эритроидных клеток в костном мозге мышей с LLС. На основе анализа литературных [5,6] и полученных данных можно предположить, что механизм увеличения числа клеток периферической крови связан с усилением процессов дифференцировки в костном мозге и выходом созревших кроветворных клеток в кровоток. Известно, что растительные полисахариды могут активизировать клетки стромы костного мозга, синтезирующие гликозаминогликаны и протеогликаны – регуляторы процессов гемопоэза, которые ускоряют пролиферацию и дифференцировку клеток эритроидного, лимфоидного и лейкоцитарного рядов в костном мозге. Важно отметить наличие у препарата таких побочных эффектов, как местные реакции на введение, костно-мышечные боли и аллергические проявления [3], чего не наблюдается при использовании ВРПС. Кроме того, стоимость нейпогена в отличие от средств растительного происхождения, обеспеченных богатой сырьевой базой, достаточно высока. Таким образом, растительные полисахариды являются перспективными для создания на их основе препаратов-корректоров гематотоксичности антибластомных средств, не стимулирующих развитие злокачественных опухолей [4].

Статья научная