ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНИЙ БАЛАНС В ОРГАНІЗМІ ЩУРІВ НА ТЛІ СУБХРОНІЧНОЇ ДОКСОРУБІЦИНОВОЇ ТОКСИЧНОСТІ ТА ЗАСТОСУВАННЯ ЕНТЕРОСОРБЦІЇ І ФІЛГРАСТИМУ (огляд літератури та результати власних досліджень)
DOI:
https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2019.v.i3.10555Ключові слова:
прооксидантно-антиоксидантний баланс, доксорубіцин, ентеросорбція, філграстим, щуриАнотація
Вступ. Антрациклінові антибіотики залишаються одними з найбільш затребуваних протипухлинних лікарських засобів завдяки високій цитотоксичній та протипухлинній активності. Однак протягом багатьох років невирішеною проблемою залишається їх кардіотоксичність та здатність викликати незворотне ушкодження міокарда з розвитком застійної серцевої недостатності з високою летальністю.
Мета дослідження – вивчити вплив ентеральної сорбційної терапії та препарату гранулоцитарного колонієстимулювального фактора на показники прооксидантно-антиоксидантної рівноваги в щурів на моделі субхронічної токсичності доксорубіцину.
Методи дослідження. Експерименти проводили на статевозрілих щурах-самцях, в яких моделювали субхронічну доксорубіцинову токсичність, а для корекції застосовували гранульований вуглецевий ентеросорбент С2 самостійно та в комбінації з філграстимом. Досліджували показники ТБК-активних продуктів, активність каталази, супероксиддисмутази, вміст відновленого глутатіону в тканинах серця, печінки і сироватці крові, загальну антиокиснювальну активність сироватки кровi.
Результати й обговорення. На тлі субхронічної доксорубіцинової токсичності в щурів виявлено порушення прооксидантно-антиоксидантного балансу, яке проявлялося зростанням рівня ТБК-активних продуктів у сироватці крові (у 2,07 раза), тканинах серця (у 2,3 раза) та печінки (в 1,7 раза). Одночасно спостерігали пригнічення ланок ендогенного антиоксидантного захисту зі зниженням активності каталази, супероксиддисмутази, вмісту відновленого глутатіону в усіх досліджуваних біологічних середовищах, яке було максимальним переважно в тканинах серця. Застосування ентеросорбенту С2 сприяло відновленню окисно-відновного балансу. Додаткове використання філграстиму продемонструвало подальше покращення досліджуваних показників і статистично достовірно переважало монозастосування ентеросорбенту за рівнем ТБК-активних продуктів у тканинах серця та активністю каталази в тканинах серця і сироватці крові.
Висновок. Отримані результати – підґрунтя для подальшого вивчення можливостей комбінованого застосування ентеральної сорбційної терапії та філграстиму з метою зменшення побічних ефектів антрациклінових антибіотиків.
Посилання
Loar, R.W., Noel, C., Tunuguntla, H., Colquitt, J.L., & Pignatelli, R.H. (2018). State of the art review: Chemotherapy-induced cardiotoxicity in children. Congenital Heart Disease, 13 (1), 5-15. Retrieved from: https://doi.org/10.1111/chd.12564 DOI: https://doi.org/10.1111/chd.12564
Thorn, C.F., Oshiro, C., Marsh, S., Hernandez-Boussard, T., McLeod, H., Klein, T.E., & Altman, R.B. (2011). Doxorubicin pathways: pharmacodynamics and adverse effects. Pharmacogenetics and Genomics, 21 (7), 440-446. Retrieved from: https://doi.org/10.1097/FPC.0b013e32833ffb56 DOI: https://doi.org/10.1097/FPC.0b013e32833ffb56
Chatterjee, K., Zhang, J., Honbo, N., & Karliner, J.S. (2010). Doxorubicin cardiomyopathy. Cardiology, 115 (2), 155-162. Retrieved from: https://doi.org/10.1159/ 000265166 DOI: https://doi.org/10.1159/000265166
Curigliano, G., Cardinale, D., Dent, S., Criscitiello, C., Aseyev, O., Lenihan, D., & Cipolla, C.M. (2016). Cardiotoxicity of anticancer treatments: Epidemiology, detection, and management. CA: A Cancer Journal for Clinicians, 66 (4), 309-325. Retrieved from: https://doi.org/10.3322/caac.21341. DOI: https://doi.org/10.3322/caac.21341
Shevchuk, O.O., Posokhova, E.A., Sakhno, L.A., & Nikolaev, V.G. (2012). Theoretical ground for adsorptive therapy of anthracyclines cardiotoxicity. Experimental Oncology, 34 (4), 314-322.
Mitry, M.A., & Edwards, J.G. (2016). Doxorubicin induced heart failure: Phenotype and molecular mechanisms. International Journal of Cardiology. Heart & Vasculature, 10, 17-24. Retrieved from: https://doi.org/10.1016/j.ijcha.2015.11.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijcha.2015.11.004
Lipshultz, P.S.E., Scully, R.E., Lipsitz, S.R., Sallan, P.S.E., Silverman, L.B., Miller, P.T.L., … Colan, P.S.D. (2010). Assessment of dexrazoxane as a cardioprotectant in doxorubicin-treated children with high-risk acute lymphoblastic leukaemia: long-term follow-up of a prospective, randomised, multicentre trial. The Lancet Oncology, 11 (10), 950. Retrieved from: https://doi.org/10.1016/S1470-2045(10)70204-7 DOI: https://doi.org/10.1016/S1470-2045(10)70204-7
Langer, S.W. (2014). Dexrazoxane for the treatment of chemotherapy-related side effects. Cancer Management and Research, 6, 357-363. Retrieved from: https://doi.org/10.2147/CMAR.S47238 DOI: https://doi.org/10.2147/CMAR.S47238
Yancy, C.W., Jessup, M., Bozkurt, B., Butler, J., Casey, D.E., Colvin, M.M., … Westlake, C. (2016). 2016 ACC/AHA/HFSA Focused Update on New Pharmacological Therapy for Heart Failure: An Update of the 2013 ACCF/AHA Guideline for the Management of Heart Failure: A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Clinic. Circulation, 134 (13). Retrieved from: https://doi.org/10.1161/CIR.0000000000000435 DOI: https://doi.org/10.1161/CIR.0000000000000435
Nijst, P., Martens, P., & Mullens, W. (2017). Heart failure with myocardial recovery – the patient whose heart failure has improved: What next? Progress in Cardiovascular Diseases, 60 (2), 226-236. Retrieved from: https://doi.org/10.1016/j.pcad.2017.05.009 DOI: https://doi.org/10.1016/j.pcad.2017.05.009
Curfman, G. (2019). Stem cell therapy for heart failure. JAMA, 321 (12), 1186. Retrieved from: https://doi.org/10.1001/jama.2019.2617 DOI: https://doi.org/10.1001/jama.2019.2617
Halliday, B.P., Wassall, R., Lota, A. S., Khalique, Z., Gregson, J., Newsome, S., … Prasad, S.K. (2019). Withdrawal of pharmacological treatment for heart failure in patients with recovered dilated cardiomyopathy (TRED-HF): an open-label, pilot, randomised trial. The Lancet, 393 (10166), 61-73. Retrieved from: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(18)32484-X DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(18)32484-X
Yau, T.M., Pagani, F.D., Mancini, D.M., Chang, H.L., Lala, A., Woo, Y.J., … Milano, C.A. (2019). Intramyocardial injection of mesenchymal precursor cells and successful temporary weaning from left ventricular assist device support in patients with advanced heart failure. JAMA, 321 (12), 1176. Retrieved from: https://doi.org/10.1001/jama.2019.2341. DOI: https://doi.org/10.1001/jama.2019.2341
Freudenberger, R.S., Schwarz Jr.,R.P., Brown, J., Moore, A., Mann, D., Givertz, M.M., … Hare, J.M. (2004). Rationale, design and organisation of an efficacy and safety study of oxypurinol added to standard therapy in patients with NYHA class III – IV congestive heart failure. Expert Opinion on Investigational Drugs, 13 (11), 1509-1516. Retrieved from: https://doi.org/10.1517/13543784. 13.11.1509.
Hare, J.M., Mangal, B., Brown, J., Fisher, C., Freudenberger, R., Colucci, W. S., … Schwarz, R.P. (2008). Impact of oxypurinol in patients with symptomatic heart failure. Results of the OPT-CHF Study. Journal of the American College of Cardiology, 51 (24), 2301-2309. Retrieved from: https://doi.org/10.1016/j.jacc.2008.01.068 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jacc.2008.01.068
Georgiopoulos, G., Chrysohoou, C., Vogiatzi, G., Magkas, N., Bournelis, I., Bampali, S., … Tousoulis, D. (2017). Vitamins in heart failure: Friend or enemy? Current Pharmaceutical Design, 23 (25), 3731-3742. Retrieved from: https://doi.org/10.2174/1381612823666170321094711. DOI: https://doi.org/10.2174/1381612823666170321094711
Giam, B., Chu, P.Y., Kuruppu, S., Smith, A.I., Horlock, D., Kiriazis, H., ... & Rajapakse, N.W. (2016). N-acetylcysteine attenuates the development of cardiac fibrosis and remodeling in a mouse model of heart failure. Physiological Reports, 4 (7), e12757. DOI: https://doi.org/10.14814/phy2.12757
Schupp, N., Schmid, U., Heidland, A., & Stopper, H. (2008). Rosuvastatin protects against oxidative stress and DNA damage in vitro via upregulation of glutathione synthesis. Atherosclerosis, 199 (2), 278-287. Retrieved from: https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2007.11.016
Shevchuk, O.O. (2015). Influence of carbon enterosorbent and granulocyte colony stimulating factor on prooxidant-antioxidant homeostasis in melphalan use. Pharmacology and Drug Toxicology, (4-5), 97-102 [in Ukrainian].
Sakhno, L.A., Yurchenko, O.V., Maslenniy, V.N., Bardakhivskaya, K.I., Nikolaeva, V.V., Ivanyuk, A.A., … Nikolaev, V.G. (2013). Enterosorption as a method to decrease the systemic toxicity of cisplatin. Experimental Oncology, 35 (1), 45-52. Retrieved from: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/139113
Stefanov, O.V. (2001). Preclinical studies of drugs: methodical instructions (O. V. Stefanov, Ed.). Kyiv: Avicenna. Retrieved from: https://www.twirpx.com/file/537410/ [in Ukrainian].
Schwenkglenks, M., Pettengell, R., Jackisch, C., Paridaens, R., Constenla, M., Bosly, A., … Leonard, R. (2011). Risk factors for chemotherapy-induced neutropenia occurrence in breast cancer patients: data from the INC-EU Prospective Observational European Neutropenia Study. Supportive Care in Cancer: Official Journal of the Multinational Association of Supportive Care in Cancer, 19(4), 483–490. Retrieved from: https://doi.org/10.1007/s00520-010-0840-y DOI: https://doi.org/10.1007/s00520-010-0840-y
Shevchuk, O.O., Posokhova, K.A., Sidorenko, A.S., Bardakhivska, K.I., Maslenny, V.M., Yushko, L.A., … Nikolaev, V.G. (2014). The influence of enterosorption on some haematological and biochemical indices of the normal rats after single injection of melphalan. Experimental Oncology, 36 (2), 94-100.
Bruslova, K.M. (2013). Tevagrastim use in children with acute leukemia. Onkologia, 15 (1), 51-54 [in Ukrainian].
Kriachok, I.A., & Tytorenko, I.B. (2015). Granulocyte colony stimulating factors at anti-cancer therapy. Klinicheskaia Onkologia, 19 (3), 64-68 [in Ukrainian].
Sanganalmath, S.K., Abdel-Latif, A., Bolli, R., Xuan, Y.-T., & Dawn, B. (2011). Hematopoietic cytokines for cardiac repair: mobilization of bone marrow cells and beyond. Basic Research in Cardiology, 106 (5), 709-733. Retrieved from: https://doi.org/10.1007/s00395-011-0183-y. DOI: https://doi.org/10.1007/s00395-011-0183-y
Xu, W.H., Son, J., Wang, Y., Yong, X.R., Lian, Q., Majiti, W., … Zhong, C. H. (2006). Granulocyte colony-stimulating factor reduces cardiomyocyte apoptosis and improves cardiac function in adriamycin-induced cardiomyopathy in rats. Cardiovascular Drugs and Therapy, 20 (2), 85-91. Retrieved from: https://doi.org/10.1007/s10557-006-7652-9. DOI: https://doi.org/10.1007/s10557-006-7652-9
Andreeva, L.I., Kozhemyakin, L.A., & Kishkun, A.A. (1988). Modification of the method of identification of lipid peroxides in test with thiobarbituric acid. Laboratornoe Delo, (11), 41-43 [in Russian].
Chevari, S., Chaba, I., & Sekei, I. (1985). Role of super oxide dismutase in oxidative processes of the cell and method of its identification in biological materials. Laboratornoe Delo, (11), 678-681 [in Russian].
Koroliuk, M.A., Ivanova, L.K., Maiorova, I.G., & Tokareva, V.A. (1988). Method of Identification of catalase’s activity. Klinicheskaia Laboratornaia Diagnostika, (4), 44-47 [in Russian].
Ellman, G.L. (1959). Tissue sulfhydryl groups. Archives of Biochemistry and Biophysics, 82 (1), 70-77. DOI: https://doi.org/10.1016/0003-9861(59)90090-6
Stocks, J., Gutteridge, J.M.C., Sharp, R.J., & Dormansy, T.L. (1974). Assay using brain homogenate for measuring the antioxidant activity of biological fluids. Clin. Sci. Mol. Med., 47, 215-222. Retrieved from: https://pdfs.semanticscholar.org/95e8/aa1b7ee7018cdaf8511f0512d0117b10bf1a.pdf.
Grek, O.R., Mishenina, S.V., & Pupyshev, A.B. (2002). Protective effect of enterosgel on rat liver lysosomes during cytostatic treatment. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 134 (10), 413-417 [in Russian]. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1021904230328
Ponomoriova, O.V., Pivniuk, V.M., Nosko, M.M., Sakhno, L.O., Dekhtiar, T.V., Nikolaev, V.G., & Chekhun, V.F. (2008). Prophylaxis by carbon enterosorbent of acute and delayed emetogenic toxicity of chemotherapeutic treatment of oncological patients. Onkologia, 10 (3), 370-373. Retrieved from http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/11944 [in Ukrainian].
Posokhova, K.A., & Shevchuk, O.O. (2010). Correction of hepatotoxic action of antiretroviral drugs by glutargin and enterosgel. Ukrainian Journal of Clinical and Laboratory Medicine, 5 (4), 130-133 [in Ukrainian].
Nikolaev, V.G., Klishch, I.M., Zhulkevych, I.V., Oleshchuk, O.M., Nikolaeva, V.V., & Shevchuk, O.O. (2009). The use of Enterosgel for prophylaxis of oxidative stress in acute hemorrhage. Bulletin of Scientific Research (Visnyk Naukovykh Doslidzhen), (1), 72-74 [in Ukrainian].
Lushchak, V.I. (2014). Classification of oxidative stress based on its intensity. EXCLI Journal, 13, 922-937. Retrieved from: https://doi.org/10.17877/DE290R-7035
Khaper, N, Kaur, K., Li, T., Farahmand, F., & Singal, P.K. (2003). Antioxidant enzyme gene expression in congestive heart failure following myocardial infarction. Molecular and Cellular Biochemistry, 251(1-2), 9-15. Retrieved from: https://doi.org/10.1023/A:1025448908694 DOI: https://doi.org/10.1023/A:1025448908694
Khaper, Neelam, & Singal, P.K. (1997). Effects of afterload-reducing drugs on pathogenesis of antioxidant changes and congestive heart failure in rats. Journal of the American College of Cardiology, 29 (4), 856-861. Retrieved from: https://doi.org/10.1016/S0735-1097(96)00574-8 DOI: https://doi.org/10.1016/S0735-1097(96)00574-8
Rashikh, A., Abul Kalam Najmi, Akhtar, M., Mahmood, D., Pillai, K.K., & Ahmad, S.J. (2011). Protective effects of aliskiren in doxorubicin-induced acute cardiomyopathy in rats. Human and Experimental Toxicology, 30 (2), 102–109. Retrieved from: https://doi.org/10.1177/0960327110369819 DOI: https://doi.org/10.1177/0960327110369819
Golubtsov, O.Yu., Tyrenko, V.V., Poliakov, A.S., Makiev, R.G., & Shakhnovich, P.G. (2017). Prospects of antioxidants use for prophylaxis of cardiotoxicity, induced by anthracycline antibiotics. Bulletin of Pirogov National Medical & Surgical Center, (2), 121-125 [in Russian].
Kovalenko, V.N., Kalinkina, N.V., & Vatutin, N.T. (2002). Damage of the heart by cytostatics. Donetsk: UkrNTEK [in Russian].
Mamchur, V.I., Shalamai, A.S., Starchenko, M.G., Kravchenko, K.O., & Chernov, E.O. (2005). New drugs of quercetin for prevention of doxorubicin-induced cardiomyopathy in experiment. Medychni Perspektyvy, X (4), 4-8. Retrieved from: https://cyberleninka.ru/article/v/vikoristannya-novih-likarskih-form-kvertsetinu-dlya-profilaktiki-doksorubitsinovoyi-kardiomiopatiyi-v-eksperimenti [in Ukrainian].
Yan, T.D. (2010). A pharmacological review on intraperitoneal chemotherapy for peritoneal malignancy. World Journal of Gastrointestinal Oncology, 2 (2), 109. Retrieved from: https://doi.org/10.4251/wjgo.v2.i2.109 DOI: https://doi.org/10.4251/wjgo.v2.i2.109
Nagai, K., Nogami, S., Egusa, H., & Konishi, H. (2014). Pharmacokinetic evaluation of intraperitoneal doxorubicin in rats. Pharmazie, 69, 125-127. Retrieved from: https://doi.org/10.1691/ph.2014.3754
