Скачать 0.84 Mb.
|
На правах рукописи ГУРЬЕВ АРТЕМ МИХАЙЛОВИЧ Химико-фармакологическое исследование полисахаридов высших растений и Перспективы их использования в терапии злокачественных новообразований 14.04.02 – фармацевтическая химия, фармакогнозия 14.03.06 – фармакология, клиническая фармакология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора фармацевтических наук Пятигорск – 2011 Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
Защита состоится «___» _________ 2011 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета Д 208.069.01 в ГБОУ ВПО Пятигорская ГФА Минздравсоцразвития России (357532, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11) С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО Пятигорская ГФА Минздравсоцразвития России (357532, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11). Автореферат разослан «____» ____________ 2011 г. Ученый секретарь диссертационного совета Е. В. Компанцева ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Онкологические заболевания занимают одно из первых мест в мире по уровню смертности, и одним из немногих способов их эффективного лечения является цитостатическая химиотерапия. Общеизвестно, что цитостатические препараты не оказывают избирательного действия на опухоль и обладают токсическим влиянием на активно обновляющиеся клетки организма. Следствием этого является целый ряд тяжелых побочных эффектов и осложнений, возникающих при применении цитостатиков. В связи с этим поиск и создание средств, повышающих эффективность и снижающих токсические эффекты цитостатической терапии, является актуальной проблемой современной медицинской и фармацевтической науки. Одним из наиболее перспективных направлений в данной области является поиск агентов, препятствующих развитию иммунологической резистентности опухоли, которая формируется в результате опухолепротективного влияния макрофагов и дендритных клеток, инфильтрующих опухолевую ткань и, в силу своих регуляторных способностей, обуславливающих локальную иммуносупрессию и жизнеобеспечение опухолевых клеток (ангиогенез, пролиферацию, ремоделирование тканей и т.д.) [Shurin M.R. et al. 2001; Wyckoff J.B. et al. 2007]. Известно, что макрофаги и дендритные клетки способны изменять свое функциональное состояние под влиянием веществ микробного происхождения – липополисахариды, пептидогликаны, тейхоевые кислоты и т. д. Полисахариды высших растений являются структурными аналогами этих веществ и представляют значительный интерес для онкофармакологии, т.к. они, в отличие от препаратов бактериального происхождения, обладают низкой токсичностью, не вызывают пирогенной реакции, не обладают сенсибилизирующими свойствами. Исследования последних лет свидетельствуют о том, что растительные полисахариды являются перспективными кандидатами на роль средств комплексной терапии злокачественных новообразований [Chauhan D. et al. 2005; Xie J.T. et al. 2006; Lavi I. et al. 2009; Miao Y. et al. 2009; Hsu J.W. et al. 2009; Mao F. et al. 2010]. Вместе с тем, полисахариды, в силу особенностей химической структуры, являются весьма сложной для изучения группой биологически активных веществ. Существующие в настоящее время общепринятые в фармацевтической практике методики не позволяют селективно выделять индивидуальные полисахариды из растительного сырья, определять их химическую структуру и проводить стандартизацию исследуемых образцов, что значительно усложняет проведение адекватной оценки их фармакологической активности и затрудняет интерпретацию полученных данных. В связи с этим процесс поиска и разработки новых лекарственных средств на основе полисахаридов, в настоящее время, характеризуется низкой эффективностью ввиду отсутствия единой методологической схемы, обосновывающей оптимальные пути реализации каждого этапа таких исследований. Цель работы. На основании химико-фармакологического исследования полисахаридов высших растений разработать рациональные методологические подходы к поиску, оценке эффективности и созданию новых лекарственных средств комплексной терапии злокачественных новообразований. Задачи исследования:
Научная значимость и новизна результатов: На основании полученных экспериментальных данных разработаны рациональные методологические подходы к поиску, оценке эффективности и разработке новых лекарственных средств комплексной терапии злокачественных новообразований на основе полисахаридов высших растений. Впервые предложена последовательная методологическая схема, обосновывающая оптимальные пути реализации каждого этапа исследований. Впервые экспериментально обоснована и предложена универсальная методика извлечения полисахаридов из растительного сырья, позволяющая выделять максимальный спектр водорастворимых полисахаридов с минимальным количеством примесей. Впервые охарактеризованы полисахаридные комплексы из сырья 10 видов высших растений по количественному соотношению и молекулярной массе входящих в их состав компонентов и содержанию уроновых кислот. Впервые показано, что:
Впервые показано, что в корнях одуванчика, кроме инулина и инулиноподобных полисахаридов, в большом количестве (около 2,5%) содержатся кислые полисахариды с молекулярной массой 310 и 700 кДа. Впервые детально изучен химический состав полисахаридного комплекса из корневищ аира болотного, показано, что в его составе содержится 3 нейтральных и 2 кислых полисахарида и установлена их химическая структура: -(1,4)-D-глюкан с молекулярной массой 40 кДа; -D-галакто-(1,4)--D-глюкан с разветвлениями, состоящими из остатков -L-рамнопиранозы и молекулярной массой 280 кДа; β(1,3)-D-ксилопиранозил-(1,4)-D-галакто-(1,4)-D-глюкан с молекулярной массой 440 кДа; рамно-(1,4)-D-галактопиранозилуронан с разветвлениями из остатков нейтральных сахаров (ксилозы, галактозы и глюкозы) и молекулярной массой 370 кДа и сильноразветвленный рамногалактуронан I с молекулярной массой 740 кДа. Экспериментально обоснованы и оптимизированы методические подходы к стандартизации полисахаридсодержащего растительного сырья по содержанию биологически активных полисахаридов. Впервые предложено проводить стандартизацию корневищ аира болотного по содержанию галактуронана и разработана методика его количественного определения в растительном сырье и в субстанции, позволяющая селективно определять галактуронан в присутствии нейтральных полисахаридов. Проведено исследование влияния полисахаридных комплексов из сырья 10 видов высших растений на развитие экспериментальной опухоли и её цитостатическое лечение. Впервые выявлено, что:
Впервые проведено углублённое фармакологическое изучение полисахаридов аира в комплексной терапии экспериментальных опухолей, показано, что:
На примере полисахаридов из корневищ аира болотного, изучены иммунологические механизмы антибластомного действия полисахаридов высших растений. Впервые установлено, что:
Практическая значимость работы. На основании химико-фармакологического изучения полисахаридов из 10 видов лекарственных растений разработаны рациональные методологические подходы к поиску, оценке эффективности и созданию новых лекарственных средств повышающих эффективность химиотерапии злокачественных новообразований. Впервые предложена последовательная методологическая схема реализации каждого этапа исследований. Данные фармакологического исследования свидетельствуют, что цветки липы сердцевидной, побеги багульника болотного, корневища аира болотного и листья мать-и-мачехи являются перспективными источниками полисахаридов, повышающих эффективность противораковой терапии. Разработка и внедрение в медицинскую практику новых лекарственных препаратов и биологически активных добавок на основе исследованных полисахаридов позволит расширить ассортимент средств комплексной терапии онкологических заболеваний. Исследование иммунотропной активности образцов позволило выявить факт снижения продукции иммуноглобулинов класса E и G1 под влиянием полисахаридов аира, мать-и-мачехи и календулы, что дает основания для их дальнейшего исследования с целью разработки на их основе новых лекарственных средств, предназначенных для терапии аллергических заболеваний. С использованием предложенной методологической схемы поиска и разработки новых лекарственных средств для комплексной терапии злокачественных новообразований, разработан новый лекарственный препарат Полистан на основе полисахаридов аира: проведено изучение специфической фармакологической активности, общетоксических свойств и возможного мутагенного действия биологически активной субстанции. На основе химико-фармакологических и фармакогностических исследований разработана методика извлечения полисахаридов из растительного сырья. На основании полученных данных разработана лабораторная технология и лабораторный регламент биологически активной субстанции полисахаридов аира. На основании фитохимического анализа разработан проект Фармакопейной статьи предприятия «Аира болотного корневища», который является основой нормативной документации, регламентирующей стандартизацию растительного сырья для производства препарата на основе полисахаридов аира болотного. Результаты фитохимических и фармакологических исследований позволили обосновать, в соответствии с современными требованиями, аналитические подходы в решении проблемы стандартизации полисахаридсодержащего лекарственного растительного сырья и лекарственных препаратов на его основе. Разработаны валидированные методики количественного определения полисахаридов растительном сырье и субстанции. Унификация и внедрение разработанной методики в практику контрольно-аналитических лабораторий позволит расширить арсенал методов стандартизации полисахаридсодержащего растительного сырья. На основные практически значимые результаты диссертационной работы получено 8 патентов РФ: Патент №2308285, №2311918, №2329821, №2337700, №2337699, №2379047, №2378004, №2397774. Материалы внедрения: На основе материалов Патента № 2308285 от 14.12.2005 г. «Средство, на основе полисахаридов аира болотного, повышающее противоопухолевую и противометастатическую активность цитостатических препаратов» компанией «Инноком» (г. Томск) ведется разработка нового лекарственного препарата Полистан, предназначенного для комплексной терапии злокачественных новообразований. Разработанные в рамках требований Департамента государственного регулирования обращения лекарственных средств Минздравсоцразвития России материалы (лабораторный регламент «Субстанция Полистан», проект Фармакопейной статьи предприятия «Аира болотного корневища» и отчеты по изучению специфической фармакологической активности, острой и хронической токсичности, возможных мутагенных свойств нового лекарственного препарата) используются для составления регистрационного досье (акты внедрения от 17.05.2011 г.). Материалы Патентов №2397774 от 17.06.2009 г. «Средство, снижающее гематотоксичность цитостатических препаратов» и №2329821 от 14.03.2007 г. «Средство, обладающее иммуномодулирующей активностью» используются компанией «БиоСистемы» (г.Томск) для разработки биологически активной добавки, обладающей иммуномодулирующим эффектом и предназначенной для профилактики побочных эффектов химиотерапии (акт внедрения от 20.05.2011 г.) Разработанная методика количественного определения кислых полисахаридов в растительном сырье, включенная в проект ФСП «Аира болотного корневища», апробирована в контрольно-аналитической лаборатории Центра по сертификации и контролю качества лекарственных средств Томской области (акт апробации от 05.05.2010 г.). Результаты диссертационной работы включены в монографию Зуевой Е.П.. Лопатиной К.А. Разиной Т.Г., Гурьева А.М. «Полисахариды в онкологии» и в учебные пособия «Методы количественного определения поли- и олигосахаридов», «Роль поляризации антигенпрезентирующих клеток в механизмах развития иммунологической толерантности опухолей», «Разработка новых противоопухолевых лекарственных средств на основе природных БАВ», «Применение аира болотного в официнальной и народной медицине», которые внедрены в образовательный процесс Самарского государственного медицинского университета, Сибирского государственного медицинского университета и Новосибирского государственного медицинского университета (акты внедрения от 31.05.2011 г., 30.05.2011 г., 26.05.2011 г. и 24.09.2004 г.). На защиту выносится: Научно-методическое обоснование использования растительных полисахаридов в качестве средств комплексной терапии злокачественных новообразований в т.ч.:
Апробация работы. Материалы диссертации апробированы на V конгрессе молодых ученых и специалистов «Науки о человеке» (Томск, 2004); Российской научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития экспериментальной и клинической онкологии» (Томск, 2004); II международной конференции по природным и физиологически активным веществам «Natural Products and Phisiologically Active Substances» ICNPAS-2004 (Новосибирск, 2004); Российско-китайской Международной конференции по фармакологии (Китай, Харбин, 2005); конференции молодых ученых НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической фармакологии» (Томск, 2005);. IV всероссийской научной конференции «Химия и технология растительных веществ» (Сыктывкар, 2006); 43-й Республиканской научной конференции ”Создание новых лекарственных препаратов” (Томск, 2007); II международной конференции "Natural Products: Chemistry, Technology & Medicinal Perspectives" (Алматы, 2007), конференции молодых ученых «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины» (Санкт-Петербург, 2010); XVIII международной конференции «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» (Украина, Крым, 2010); I всероссийской молодежной конференции «Фундаментальные и прикладные аспекты современной биологии» (Томск, 2010); XIV всероссийской медико-биологической конференции с международным участием. (Санкт-Петербург, 2011); юбилейной научно-практической конференции молодых ученых «Медицина XXI века». (Новокузнецк, 2011), XII Российского конгресса молодых ученых с международным участием «Науки о человеке» (Томск, 2011), XIX международной конференции «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» (Украина, Крым, 2011). Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Работа выполнена в соответствии с планом научных исследований кафедры фармации ФПК и ППС и Лаборатории инновационных фармацевтических технологий ЦНИЛ Сибирского государственного медицинского университета и в рамках комплексной целевой программы СО АМН РФ «Здоровье человека в Сибири» (№ Гос.регистрации 01.9.2002479). Публикации. По теме диссертации опубликовано 55 научных работ, отражающих основное содержание диссертации, из них 25 в журналах, рекомендуемых ВАК, 1 монография и 8 патентов на изобретения. Экспериментальные исследования по теме диссертации выполнялись в Лаборатории инновационных фармацевтических технологий совместно с кафедрами химии, фармации, фармакогнозии с курсами ботаники и экологии, фармацевтической технологии Сибирского государственного медицинского университета, а также в сотрудничестве с коллективами других научных организаций: НИИ фармакологии СО РАМН г. Томск (лаборатория онкофармакологии, лаборатория экспериментального биомоделирования, лаборатория лекарственной токсикологии); НИИ органической химии СО РАН г. Новосибирск (лаборатория терпеноидов). НИИ физиологии УроРАН г.Сыктывкар. Исследования по теме диссертации выполнены при поддержке грантов Российского фонда фундаментальных исследований (Грант 06-04-96968-офи), Фонда содействия развитию малых форм предпринимательства в научно-технической сфере (ГК № 4213р/6607 от 26.06.2006 г.), Администрации Томской области в сфере научно-исследовательских и инновационных разработок (ГК № 101 от 20.09. 2005 г. и № 255 от 23.06. 2008 г.), Федеральной целевой программы "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009-2013 годы (ГК № 02.740.11.5211 от 10.07.2010 г.). Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 293 страницах машинописного текста и состоит из введения, восьми глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа иллюстрирована 57 таблицами и 61 рисунком. Библиографический указатель включает 448 источников литературы, из них 382 зарубежных. |
Выпускная работа по «Основам информационных технологий» Комплекс аппаратуры для люминесцентной диагностики области локализации злокачественных новообразований. 7 | Темы рефератов для поступающих в аспирантуру по направленности «Онкология» Методы лучевой терапии злокачественных опухолей. Подготовка больных к лучевой терапии | ||
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Представленная в списке литература раскрывает современные методы и техники терапии творчеством. Авторы делятся секретами использования... | Практикум по креативной терапии [Текст]: учеб пособие / Зинкевич-Евстигнеева... Авторы делятся секретами использования сказкотерапии, арт-терапии, песочной терапии, игротерапии, анималотерапии и др. Отбор литературы... | ||
Фа по здравоохранению и социальному развитию фгу центральный научно -исследовательский Лечение злокачественных опухолей печени с применением локальной инъекционной терапии этанолом | 1. Современное состояние, проблемы диагностики и перспективы развития... Тема Современное состояние, проблемы диагностики и перспективы развития онкологии. Организация онкологической службы. Принципы лечения... | ||
Министерство образования и науки Авторы делятся секретами использования сказкотерапии, арт-терапии, песочной терапии, игротерапии, анималотерапии и др. Отбор литературы... | Департамент образования города москвы Авторы делятся секретами использования сказкотерапии, арт-терапии, песочной терапии, игротерапии, анималотерапии и др. Отбор литературы... | ||
Реферат «Способы применения аптамеров в диагностике и терапии» Направление 011200. 68 «Физика» В последние годы были обнаружены новые перспективы использования нуклеиновых кислот в качестве терапевтических и диагностических... | Развитие продуктивной деятельности у детей с расстройствами аутистического спектра Авторы делятся секретами использования сказкотерапии, арт-терапии, песочной терапии, игротерапии, анималотерапии и др. Отбор литературы... | ||
Программа обсуждена на заседании кафедры психолого-педагогических... Авторы делятся секретами использования сказкотерапии, арт-терапии, песочной терапии, игротерапии, анималотерапии и др. Отбор литературы... | 1. Общие теоретические основы коррекционной педагогики *> Семинарское... Авторы делятся секретами использования сказкотерапии, арт-терапии, песочной терапии, игротерапии, анималотерапии и др. Отбор литературы... | ||
Урок-исследование по теме: "Графическое исследование уравнений" Развить навыки решения целого уравнения высших степеней, графическое решение систем уравнений | Конкурсная работа на тему: «феномен электронных денег: необходимость... Целью данной работы является исследование феномена электронных денег, анализ мирового опыта и украинской практики использования электронных... | ||
Вероятно не каждый знает, что около 40 общего количества лекарств... Препарат из рогов молодого пятнистого оленя, марала и изюбря- пантокрин зарекомендовал себя как великолепное фармакологическое средство,... | Положение о студенческой научно-практической конференции «Молодежь... Гбоу спо «Оренбургский государственный колледж» проводит конференцию «Молодежь XXI века: проблемы, перспективы» учащихся и студентов... |