Изменение активности маркеров про/антиоксидантной систем ткани печени животных-носителей меланомы В16 при введении бис-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)тиолата диметилолова на разных этапах развития опухолевого процесса

Введение

Оловоорганические производные (IV) привлекли большое внимание в течение последних двух десятилетий благодаря своей потенциальной биологической активности, в том числе противоопухолевой, противовоспалительной, противомикробной, противогрибковой, антинематоцидной и антиинсектицидной [1][2]. Среди всех субстанций, не содержащих платину, оловоорганические соединения (IV) могут быть наиболее многообещающими металлолекарствами, поскольку в некоторых случаях они проявляют лучшие эффекты, чем цисплатин [3][4].

Нами протестирован ряд гибридных оловоорганических соединений на моделях перевиваемых опухолей мышей [5][6] и выявлены два соединения-лидеры: бис-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)тиолат диметилолова (Ме-3) и (3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)тиолат трифенилолова (Ме-5). На обеих моделях злокачественного роста для Ме-3 и Ме-5 была выявлена высокая антиметастатическая и умеренная противоопухолевая активность в максимальной точке эффективности [5][6].

Исходя из строения тестируемых соединений, литературных данных и результатов собственных исследований можно предположить, что одним из механизмов в реализации антиметастатической активности гибридных оловоорганических соединений, содержащих фрагмент 2,6-ди-трет-бутилфенола, является изменение окислительного гомеостаза  условно здоровой и атипичной клеток.

Активные формы кислорода (АФК) играют противоречивую роль в заболеваемости и прогрессировании рака. Антиоксиданты могут ингибировать канцерогенез путём подавления уровня АФК, а также могут при определённых условиях вызывать чрезмерный окислительный стресс, что может вызывать гибель злокачественных клеток [7]. Чрезмерный клеточный окислительный стресс широко воспринимается как ключевой фактор патофизиологических состояний и развития рака [8]. Здоровые клетки используют несколько механизмов для поддержания внутриклеточных уровней активных форм кислорода (АФК) и общего окислительно-восстановительного гомеостаза, чтобы избежать повреждения ДНК, белков и липидов. Атипичные клетки, напротив, демонстрируют повышенный уровень АФК и усиленную регуляцию защитных антиоксидантных путей [9].

Сочетание в одной молекуле оловосодержащего и фенольного фрагмента открывают терапевтические возможности для разработки препаратов с различными противоопухолевыми механизмами действия 

Цель исследования — оценка изменения активности маркеров про/антиоксидантной систем ткани печени животных-носителей меланомы В16 при введении бис-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)тиолат диметилолова (Ме-3) на разных этапах развития опухолевого процесса.

Материалы и методы

Тестируемое соединение (рис. 1) бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилтиолат) диметилолова (Ме-3) вводили в суммарной дозе 375 мг/кг.

Исследование проведено на мышах линии C57Bl/6 (самки). Через 48 часов после перевивки опухолевых клеток мышам-самкам линии С57Вl/6 Ме-3 вводили внутрибрюшинно 1 раз в сутки в течение 5 дней по классической методике, используемой для скрининга соединений с предполагаемым противоопухолевым действием. Животных выводили из эксперимента на 7-е и 18-е сутки после перевивки опухолевых клеток.

В гомогенатах печени животных-носителей меланомы В16 определяли некоторые маркеры активности ПОЛ и антиоксидантной защиты (АОЗ) стандартными методами иммуноферментного анализа (ИФА): малоновый диальдегид (МДА), глутатион восстановленный (GSH), супероксиддисмутаза (СОД) (EC 1.15.1.1), каталаза (EC 1.11.1.6), глутатионпероксидаза (ГП) (EC 1.11.1.9) и глутатионредуктаза (ГР) (EC 1.8.1.7).

Экспериментальная часть работы проводилась в соответствии с принципами Хельсинкской декларации, дизайн исследования одобрен локальным независимым этическим комитетом федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Ростовский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (протокол № 15/22 от 06 октября 2022).

Для анализа всех результатов применяли описательную статистику. Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием пакета компьютерных программ версии «Statistica 6.0». Нормальность распределения оценивали с помощью модифицированной версии метода Колмогорова-Смирнова, а именно по методике Андерсона-Дарлинга. Оценка достоверности различий между сравниваемыми параметрами проведена помощью t-критерия Стьюдента. Различия считали статистически значимыми при p≤0,05. Сравнение групп производили попарно.

Результаты

По истечении срока наблюдения (7-е и 18-е сутки) произведена оценка изменения МДА и ферментов антиоксидантной защиты (рис. 2, 3, 4).

Уровень МДА оценивается нами как основной показатель активности ПОЛ, как его наиболее повреждающий  побочный продукт [10]. При прогрессировании меланомы В16 и при отсутствии лечения уровень МДА повышается, что может являться косвенным показателем повышенного фона кислородных радикалов, что способствует процессам пролиферации и метастазирования [11]. При введении Ме-3 отмечено снижение МДА на всех этапах развития опухолевого процесса.

Разнонаправленное влияние Ме-3 на ферментативную активность антиоксидантной системы 7-е и 18-е сутки развития меланомы В16 позволяет предположить некоторую селективность действия в зависимости от исходного про/антиоксидантного статуса клетки. Редокс-активные металлы (в том числе и олово) могут участвовать в реакциях переноса электрона, их гомеостаз.

Обсуждение

Более инвазивные стадии злокачественных новообразований с большим потенциалом прогрессирования связаны с увеличением ферментативной антиоксидантной активности и снижением неферментативной антиоксидантной способности [12-14]. Повышенные уровни АФК вызывают экспрессию антиоксидантных ферментов, таких как каталаза и супероксиддисмутаза, которые защищают клетки против окислительного стресса. 

В организме возможным способом биотрансформации для соединений Ме-3 может являться гидролиз с накоплением в среде биоцидного фрагмента, содержащего Sn (IV), и свободной антиоксидантной группы. Противоопухолевая и антиметастатическая активности Ме-3 обусловлены как прямым биоцидным воздействием оловоорганического фрагмента, так и изменением про/антиоксидантного равновесия с нарушением клеточного метаболизма в целом.

Считается, что большинство фармакологических эффектов полифенолов является результатом их способности улавливать кислородные радикалы, образующиеся эндогенно [15]. Однако антиоксидантные свойства полифенольных веществ не могут полностью объяснить их химиопрофилактические свойства с учётом того, что подобные соединения обладают как антиоксидантными, так и прооксидантными свойствами [16][17].

В последнее время в биомедицинских целях широко исследуются нанозимы,  наноструктуры с активностью, имитирующей ферменты. В частности нанозимы, способные регулировать окислительно-восстановительный статус клеток, имитируя антиоксидантные ферменты в клетках млекопитающих, имеют большое терапевтическое значение при нарушениях, опосредованных окислительным стрессом [18]. Поскольку различие между физиологическим окислительным стрессом (окислительный эустресс) и патологическим окислительным стрессом (окислительный дистресс) находится на тонкой границе, создание нанозимов, которые могут по-разному воспринимать две крайности в клетках, тканях и органах и опосредовать соответствующие окислительно-восстановительные процессы, представляет собой важнейшую задачу для специалистов в области биомедицинских исследований [19]. Выявив способность переходных металлов и их соединений поглощать АФК, можно легко сконструировать антиоксидантные нанозимы с одним активным центром [20].

В проведённом нами исследовании при введении гибридного оловоорганического соединения, содержащих фрагмент 2,6-ди-трет-бутилфенола: Ме-3, получены результаты, позволяющие предположить целесообразность изучения данной группы соединений в качестве субстрата для нанозимов с про/антиоксидантной активностью.

Заключение

По результатам нашего исследования бис-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)тиолат диметилолова (Ме-3) обладает некоторой селективностью действия в зависимости от исходного фона про/антиоксидантной активности в клетке, что обусловливает целесообразность дальнейшей разработки гибридных оловоорганических соединений, содержащих фрагмент 2,6-ди-трет-бутилфенола, в качестве субстрата для нанозимов с про/антиоксидантной активностью.