Email this article Antitumor activity of solution of natural substance G-01 at the example of sarcoma M-1 when using adjuvant
- Authors: Mirsaeva F.Z.1, Garaishin R.M.1, Kzyrgalin S.R.1, Kitapova R.R.1, Kostromina D.A.2, Garaishina D.R.1, Zaleev T.R.1
-
Affiliations:
- Bashkir State Medical University
- Republican Clinical Oncological Dispensary
- Issue: Vol 40, No 3 (2023)
- Pages: 146-151
- Section: Biology and experimental medicine
- URL: https://permmedjournal.ru/PMJ/article/view/226584
- DOI: https://doi.org/10.17816/pmj403146-151
- ID: 226584
Cite item
Full Text
Abstract
Objective. To study the properties of the G-01 solution with an aluminum hydroxide-based adjuvant singly injected, while changing the concentration of the solution.
Materials and methods. The model of a transfused tumor (Sarcoma M-1) shows the antitumor activity of various concentrations of a solution of natural origin G-01 with the presence of an adjutant.
Results. The prospect of using G-01 solution in medicine as a preventive agent was established. To study the properties of a solution of G-01 with an adjuvant based on aluminum hydroxide singly injected, we found while changing the concentration of the solution that an immune response of different intensity can be induced to the same antigen, depending on the dose and multiplicity of the administered antigen.
Conclusions. In our study, which investigated the effect of G-01 solution on the body of mongrel albino white rats of the "Wistar" line in different concentrations, an optimal 15 % concentration of G-01 solution was found to have a pronounced effect on the immune system, causing the greatest antitumor activity.
Keywords
Full Text
Введение
Адъюванты в иммунологии часто используются для модификации или усиления действия вакцины путем стимулирования иммунной системы к более энергичному реагированию на вакцину и, таким образом, обеспечения повышенного иммунитета к определенному заболеванию. Адъюванты выполняют эту задачу, имитируя специфические наборы эволюционно консервативных молекул, так называемые ассоциированные с патогеном молекулярные структуры [1; 2]. Основное свойство большинства адъювантов – это способность адсорбировать антиген на своей поверхности и длительное время сохранять в организме, что увеличивает продолжительность его влияния на иммунную систему, а также неспецифически усиливает фагоцитоз [3; 4].
Потребность в специфически направленной регуляции защитных функций иммунной системы имеется в различных областях медицины. Актуальным является поиск биологически активных веществ и создание на их основе лекарственных препаратов, оказывающих свое воздействие как через стимуляцию, так и через подавление иммунных реакций организма [5; 6].
Большой интерес представляет использование гаптенов, как правило, не обладающих антигенными свойствами, с адъювантами, изучение их совместного влияния на иммунный ответ организма. Исходя из вышеперечисленного, мы предположили, что вещество природного происхождения G-01с адъювантом может усилить адаптивный иммунитет для профилактики развития опухолевого процесса [7–9] и позволит использовать раствор G-01 в меньшем объеме.
Цель исследования – изучить свойства раствора G-01 с адъювантом на основе гидроксида алюминия при однократном введении, изменяя концентрацию раствора.
Материалы и методы исследований
Исследование выполнено на базе Научно-исследовательского института онкологии Башкирского государственного медицинского университета. Опыты проведены на разнополых беспородных белых крысах-альбиносах линии Wistar. Вес животных составил от 200 до 250 г, без разделения по полу. Саркома М-1 является удобной моделью для изучения влияния различных веществ на рост опухоли (солидная структура, относительно медленный рост, высокая частота перевиваемости). Штамм опухоли саркомы М-1 приобретен в лаборатории комбинированной терапии опухолей, Банке опухолевых штаммов РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН. Животных содержали в стандартных условиях на естественном питании в соответствии с действующими нормами содержания экспериментальных животных. Все манипуляции на животных проводили согласно международным этическим и научным стандартам планирования и выполнения исследований на животных [10; 11].
Как средство воздействия на животных использовались 5%- и 15%-ные растворы моносахарида – гексозы. Рабочий шифр: G-01. В качестве адъюванта нами использовался гидроксид алюминия.{\displaystyle \mathrm {Al(OH)_{3}} }..
Адъювант и средство воздействия разводились в пропорциях 1:1 и вводились подкожно в количестве 0,3 мл. По внешнему виду растворы представляют собой слегка помутневшую жидкость из-за мелких частиц алюминия, частично выпадающих в осадок.
Животных разделили на три группы: 1-я группа – 10 крыс (получивших 15%-ный раствор G-01 п/к, однократно); 2-я группа – 9 крыс (получивших 5%-ный раствор G-01 п/к, однократно); 3-я группа – 10 крыс (контрольная – не получившая терапии растворам G-01с адъювантом в различных концентрациях). Опухоль в группе контроля прививалась в 100 % случаев.
Полученные в ходе исследования медико-биологические данные обрабатывались с применением программы Statistica 7 (Stat Soft) версии 6.0 Сопоставление частотных характеристик качественных показателей проводилось с помощью непараметрических метода – точного критерия Фишера (для малых групп).
Результаты и их обсуждение
Формирование иммунного ответа – сложный физиологический процесс, требующий включение в работу многих систем организма на клеточном и органном уровне.
Спустя месяц после курса терапии 5%- и 15%-ными растворами G-01, взрослым особям произведена перевивка саркомы М-1.
В группах контроля опухоль привилась в 100 % случаев (рис. 1, 2), гибель животных произошла в течение четырех месяцев (рис. 3).
Рис. 1. Животные в возрасте 2,5 месяца, перед прививкой саркомы М-1
Рис. 2. Контрольная группа животных через три недели после прививки саркомы М-1. Частота прививки опухоли равна 100 %
Рис. 3. Контроль на 53-и сутки после прививки саркомы М-1
Выраженным противоопухолевым эффектом обладал 15%-ный раствор G-01 с адъювантом, вводимый в количестве 0,3 мл п/к. В опытной группе, состоящей из 10 животных, через две недели рост опухоли обнаружен у одной особи, еще через неделю у данной особи произошла регрессия опухоли.
В опытной группе, получившей 5%-ный раствор G-01 с адъювантом в количестве 0,3 мл п/к, состоящей из 9 особей, обнаружен рост опухоли у 4 животных из 10. Через 1,5 месяца после прививки у всех 4 особей произошло отторжение привитой саркомы М-1 (рис. 4).
Рис. 4. 31–47-е сутки после трансплантации саркомы М-1 (a–г)
Полученные нами данные показывают возможность использования гаптенов в сочетании с адъювантами. В медицинской практике адъюванты используются в основном в составе вакцин [12; 13]. Проведенное нами исследование может помочь расширить диапазон изучения и применения адъювантов в практической медицине.
Задача адъюванта – усилить иммунный ответ на заданный антиген. В нашем исследовании воздействия раствора G-01 на организм беспородных белых крыс-альбиносов линии Wistar в разных концентрациях выявлена оптимальная 15%-ная концентрация раствора G-01, обладающая выраженным влиянием на иммунную систему, вызывающая наибольшую противоопухолевую активность.
Выводы
- В данном эксперименте рост опухоли в 100 % случаев в группе контроля позволяет судить о воздействии раствора природного происхождения G-01 на рост и развитие опухоли в экспериментальных группах.
- При однократном введении, изменяя концентрацию раствора, выявлено, что на один и тот же антиген можно индуцировать иммунный ответ разной интенсивности в зависимости от дозы и кратности вводимого антигена.
- После введения 5%- и 15 %-ного растворов G-01 не наблюдались побочные эффекты в виде выпадения волос, изменения окраса волос, снижения аппетита или полового влечения, изменения поведения животных в виде депрессии или повышенной активности в течение всего лабораторного эксперимента.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад авторов равноценен.
About the authors
F. Z. Mirsaeva
Bashkir State Medical University
Email: garaishin@list.ru
MD, PhD, Professor of the Department of Surgical Dentistry
Russian Federation, UfaRustam M. Garaishin
Bashkir State Medical University
Author for correspondence.
Email: garaishin@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-6690-4086
Candidate of Medical Sciences, Assistant, Department of Oncology with Courses of Oncology and Pathological Anatomy
Russian Federation, UfaSh. R. Kzyrgalin
Bashkir State Medical University
Email: garaishin@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-9721-108X
Candidate of Medical Sciences, Assistant, Department of Oncology with Courses of Oncology and Pathological Anatomy
Russian Federation, UfaR. R. Kitapova
Bashkir State Medical University
Email: garaishin@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-9911-5665
Candidate of Pharmacological Sciences, Associate Professor, Department of Pharmacology with Course of Clinical Pharmacology
Russian Federation, UfaD. A. Kostromina
Republican Clinical Oncological Dispensary
Email: garaishin@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-3076-850X
oncologist
Russian Federation, UfaD. R. Garaishina
Bashkir State Medical University
Email: garaishin@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-9971-071X
fourth-year student, Pediatric Faculty
Russian Federation, UfaT. R. Zaleev
Bashkir State Medical University
Email: garaishin@list.ru
fourth-year student, Medical Faculty
Russian Federation, UfaReferences
- Trisha Greenhalgh the basics EVIDENCE – BASED MEDICINE Translated from English. Edited by akad. RAS I.N. Denisova, K.I. Saitkulova, V.P. Leonova. 4th edition, revised and expanded 2018.
- Chereshnev V.A., Rodionov S.Yu., Cherkasov V.A., Malyutina N.N., Orlov O.A. Alpha-fetoprotein. Yekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences 2004; 376 (in Russian).
- Kokorin I.N., Pytsky V.I. Adjuvants. Big medical encyclopedia: in 30 t. / ch. ed. B.V. Petrovsky. 3rd ed. Moscow: Soviet Encyclopedia, 1974; 1: A – Antibiosis: 576 (in Russian).
- Khaitov R.M., Ignatieva G.A., Sidorovich I.G. Immunology. Moscow: Medicine 2000; 432 (in Russian).
- Yarilin A.A. Fundamentals of Immunology: Textbook. Moscow: Medicine 1999; 608 (in Russian).
- Devita V., Lawrence T., Rosenberg S. Cancer: principles & practice of oncology: primer of the molecular biology of cancer. Medicine 2018; 30 December.
- Khaitov R.M., Pinegin B.V., Yarilin A.A. Guidelines for clinical immunology. Moscow: GEOTAR-Media 2009; 352 (in Russian).
- Mail D. Immunology. Translated from English. Moscow: Logosphere 2007; 568 (in Russian).
- Treshchalina E.M. Antitumor activity of substances of natural origin. Moscow: LLC Practical medicine 2005; 270 (in Russian).
- Kozlov V.G., Ozherelkov S.V., Sanin A.V., Kozhevnikova T.N. Adjuvants in modern medicine and veterinary. Zh Mikrobiol Epidemiol Immunobiol. 2014; 1: 91–101 (in Russian).
- Models and methods of experimental oncology. Edited by A.D. Timofeevsky. Moscow, Medgiz 1960; 246 (in Russian).
- Guide to adjuvants in vaccines for human use (in Russian).
- Gavin A.L., Hube K., Duong B., Ota T., Martin S., Boytler B., Nemazy D. Adjuvant-enhanced antibody responses in the absence of toll-like receptor signaling. The science 2006; 314 (5807): 1936–1938.
Supplementary files
