Радиопротектор, снижающий накопление радионуклидов в организме

 

Изобретение относится к медицине, а именно к радиобиологии. Цель изобретения - расширение спектра радиопротекторного действия за счет одновременного проявления антимутагенной активности и способности сорбировать радионуклиды. Для этого в облученный организм вводят меланин в качестве вещества, снижающего накопление радионуклидов. 4 табл., 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s А 61 К 35/55

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

V (21) 4888566/14 (22) 06,12.90 (46) 07.01.93, Бюл. № 1 (71) Институт генетики и цитологии

АН БССР (72) И.Б.Моссэ, С.И.Плотникова, И,П.Лях, Н.Н.Жданова и А,И.Василевская (73) И.Б.Моссэ, С,И.Плотникова, И.П,Лях, Н.Н.Жданова и А.И;Василевская (56) Корзун В.Н. Роль пищевых веществ в накоплении цезия — 137 и стронция — 90 в организме. — Врач. дело, 1980, ¹ 2, с. 99101, Изобретение относится к области радиобиологии и медицины и может быть использовано для защиты лиц и популяций, подвергающихся длительному облучению в малых дозах, для выведения радионуклидов из организма человека, а также с/х животных.

Целью изобретения является защита отдельных лиц и больших групп людей (популяций), подвергающихся длительному воздействию внешнего или внутреннего облучения.

Цель достигается с помощью использования в качестве биорадиопротектора и биоадсорбента природного пигмента меланина, обладающего необходимыми для этой цели качествами — эффективностью при длительном использовании на протяжении многих поколений, способностью сорбировать ионы тяжелых металлов и радионуклидов, отсутствием токсичности, стабильной химической структурой, дешевым способом производства.

„„SU „„1787032 АЗ (54) РАДИОПРОТЕКТОР, СНИЖАЮЩИЙ

НАКОПЛЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ В ОРГАНИЗМЕ (57) Изобретение относится к медицине, а именно к радиобиологии. Цель изобретения — расширение спектра радиопротекторного действия за счет одновременного проявления антимутагенной активности и способности сорбировать радионуклиды. Для этого в облученный организм вводят меланин в качестве вещества, снижающего накопление радионуклидов. 4 табл„1 ил.

Таким образом, меланин может быть использован для снижения генетических последствий острого облучения, для защиты лиц и популяций, подвергающихся длительному облучению в малых дозах, для предотвращения внутреннего облучения при употреблении продуктов питания, загрязненных радионуклидами.

Предлагаемый способ использования был осуществлен следующим образом.

На протяжении 125 поколений исследовали 4 типа популяций дрозофилы: 1) интактные; 2) облучаемые в каждом поколении рентгеновскими лучами в дозе 0,25 Кл/кг на поколение; 3) питающиеся питательной средой с добавлением меланина из расчета 0,5 мг/мл среды; 4) облучаемые и питающиеся меланином. Меланин получали путем аутоокисления его предшественника диоксифенилаланина (ДОФА), Анализ мутационного груза, накопленного в генофонде популяций, осуществляли через 115и 125 поколений.

1787032

Проанализированы следующие типы мутаций: летальные, полулетальные, субвитальные и супервитальные в 1! I хромосоме после облучения на протяжении 115 поколений и во II хромосоме после облучения на 5 протяжении 125 поколений, Оказалось, что данные, полученные при анализе по ll u III хромосомам, идентичны (табл, 1, 2). Популяции, подвергающиеся длительному облучению, несут наибольшее количество 10 изменений, снижающих приспособленность (летальные и полулетальные мутации) — 27,8 + 4,3 в III хромосоме и 23,6 +.

+ 2,7 во 11 хромосоме по сравнению с

15,4 + +33,,5 5 и 1111,4 / ++ . 22,,0 0 в B кKоoн тrр оoлnеe, 15

Меланин проявляет антимутагенные свойства, снижая процент летальных и полулетальных мутаций в облучаемых популяциях с 27,8 + 4,5 в 111 хромосоме, 23,6

+ 2,7 во ll хромосоме до 17,3 % +. 3,1 и 20

19,5 % + 2,2 соответственно, При этом процент особей с супервитальными и нормальными хромосомами наименьший в облучаемых популяциях (59,3 /, 4,5 в III хромосоме и 56,8 % ч- 3,1 и найбольшой в 25 популяциях, обрабатываемых меланином—

77,4 % + 3,1 и 72,8 2,1 соответственно

no Ill u II хромосомам.

Таким образом меланин существенно снижает величину накопленного мутацион- 30 ного груза в длительно облучаемых экспери- ментальных популяциях дрозофилы.

Аналогичные данные получены при генетическом мониторинге мышей, облучавшихся на протяжении 5 поколений.

Исследования проводили на мышах линии

СЗН. Самцов в возрасте 2 — 2,5 месяца облучали рентгеновскими лучами в дозе

0,08 Кл/ кг. За 30 мин, до облучения животным опытной группы внутрибрюшинно 40 инъецировали раствор меланина в дозе

50 мг/Kl веса, Затем облученных самцов скрещивали с интактными самками той же линии в отношении 16 ; Зд, Получали потомство первого поколения, у которого иссле- 45 довали наличие реципрокных транслокаций в половых клетках на стадии сперматоцитов. Данные приведены в табл. 3, 4.

Обнаружено, что в первом поколении у потомков облученных мышей имеется до- 50 вольно высокий процент клеток с транслокациями, возникающими de novo (0,70 ), У потомков мышей, облученных и защищенных меланином, уровень мутирования в половых клетках самцов оказался значительно ниже (0,25 ).

Исследовали две сублинии мышей: от облученных родителей "0" и от облученных с предварительным введением меланина

"MO". Из потомков каждого поколения 6 самцов использовали для анализа частоты мутаций в сперматоцитах и сперматогониях. Остальных самцов делили на две равные группы. Одну из них облучали, а затем обе группы самцов скрещивали с самками для получения следующего поколения, Самцам сублинии "0" перед облучением инъецировали физраствор, а самцам сублинии "МО"— раствор меланина.

У потомков облученных животных выявлена повышенная мутабильность клеток, несущих индуцирование мутации в гетерозиготном состоянии, Повышенная по сравнению со спонтанной частота вновь возникающих хромосомных нарушений в потомстве облученных мышей, по нашим данным, сохраняется на протяжении всех пяти исследованных поколений и выявляется как в сперматоцитах, так и в сперматогониях животных. Однако уровень мутирования в сублинии "0" с первого по пятое поколение значительно падает, Дополнительное облучение родителей (отцов) каждого последующего поколения несколько увеличивает индукцию транслокаций в сперматоцитах их сыновей. В сперматогониях аналогичное явление наблюдается лишь в четвертом и пятом поколении.

В сублинии "MO" частота мутаций как B сперматоцитах, так и в сперматогониях потомков облученных самцов значительно ниже, чем в сублинии "О". В сперматогониях животных этой сублинии, на иная с третьего поколения, транслокации, уже не обнаруживаются, что соответствует спонтанному уровню мутирования.

В среднем за пять поколений частота реципрокных транслокаций в сперматоцитах сублинии "О" составила 0,45 %, а в сублинии "МО" — 0,10 . Аналогично в сперматогониях сублинии "О" обнаружено

0,50 хромосомных перестроек, а в сублинии "MO" — 0,03, Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что меланин снижает мутагенное действие ионизирующей радиации не только у непосредственно облученных животных, но и у их потомков.

В условиях модельных опытов нами показана способность биомассы гриба

Cladosporium CladosporioIdes и ряда других меланинсодержащих видов аккумулировать ионы стронция-90 и цезия-137 из питательной среды, содержащей эти радионуклиды.

Так, коэффициенты накопления стронция90 у разных темно-окрашенных видов в зависимости от условий эксперимента составили от 150 до 2000. На чертеже пред1787032

Фо рмула изобретения

Таблица 1

Влияние меланина на структуру генетического груза в популяциях Арозофилы после

115-ти,поколений облучения по тесту РЛИ в 111 хромосоме

Генотипы н (;.:;::.—.Е ормальные ! ными мутациями

Генотипы с летальными и полулетальными мутациями

Тип популяций и с супервитальобщее

1 количе- С ! количестч ео ство !

16

3,54 бг

2,66 Э

4,31

У

2,49

15,38

15,59-

71,15-. 4,44

77,42 3,07

59,26: 4,73

75,76 2,82

144

104 Контрольная

Получавшая с пищей меланин 186

3,0

64

175

30 27,78

40 17,32 =

108

Облучавшаяся

Облучавшаяся на фоне меланина 231 ф Рецессивные летальные мутации

Таблица 2

Влияние меланина на структуру генетического груза в экспериментальных популяциях дрозофилы после 125-ти поколений облучения по тесту РЛИ во 11 хромосоме

Генотипы нормальные и с супер-! витальными мутациями

Изучено гено- Генотипы с летальными и

1 типов (общее, полулетальными мутациями количество)

Г количе- 2 ! б

1 ство I б б б

Тип популяций с

65,9+ 3,0 ство

11,4- 2,0!

255

Контрольная

72,8 2,1

56,8 3,1

58,0: 2,7

Получавшая с пищей меланин

8,2+ 1,3

23,6- 2,7

19,5 2,2

59

464

338

142

3,6 г,!

Облучавшаяся

250

196

Облучавшаяся на фоне 338 меланина я.

Рецессивные летальные мутации ставлен график радиоактивности мышечной ткани крыс, в контроле (1) и при кормлении радиоактивным кормом с добавлением грибной массы (2) или меламинового пигмента (3). В лабораторных опытах продолжительностью 3 месяца при ввеуении в радиоактивный корм (1,10 — 1,10 Кл/кг) индивидуального меланина в количестве

0,025 г/кг массы тела или биомассы указанного гриба наблюдали снижение почти на два порядка содержания цезия-134 и цезия137 в мышечной ткани подопытных крыс.

Установлено, что препараты не токсичны, не вызывают аллергических реакций и хорошо выводятся из организма.

Наряду со снижением накопления этих радионуклидов, у подопытных крыс при добавлении к радиоактивному корму меланина или грибной биомассы отмечали

5 стабилизацию количества макро (кальций, калий) — и микро (медь) элементов, поглоти. тельной и переваривающей активности ней. трофилов, а также активацию фагоцитоза пг сравнению с контрольными животными.

Применение меланина в качестве радиопротектора, снижающего накопление

15 радионуклидов в организме.

1787032

I

I

1

l !

1

I

1

1 ° с о о

1 LD

1 fg о

С» О

C) л с:) со о л

Ю О

C)

C) со

-4 Ю л л о о

14 1 о о

t >

Ю

»вЂ” с4 Гo o o м о о

)S

04 и

1О

fg х ! — fg

1S

:Г о

Ifg

Q.

Qi (: о о м — о сч сч ю

Cf» ч.) сч

О I— о о m сч л о

С!1 С» (4 !

»4

)S

Щ

1»>

X о

С)1

С)

l!

f»

Я

IО о

1% о

O.

QI

Ш

О а с о а

lr о

Y о

1

1

I

1

I

1

I

1

I °

1 О

1 О

l 1О

1 fg о

12

1о

QI

3 сс о х

СЧ С) о ю м с- сч

4)

0!

fg о

Cl

») о о о

0 с4

С»

f" f tf м с 4 f»» о о! сл м с» м о

C) --1 м о с» г о с)э со м о

r

О с о х о

1: х с

04

1(0 о

СЕ

0! с о о с

S

=1

0!

Е

)-а

fg

Q.

)S

0)

И

») а

Я

r о

С:)

)Л М о

m о Ю о л г с>»

14 ОЭ и м е4

С) со м т т

r

Qi

»> с

Ю о

1о

С0 о

fg х

Е

Z с

0!

% о

fg

:)

Я с0 г

0!

Z сс

Х с с> )

) ! !

Р»

° - f»

») с»

1о») о с

Э 1О

r o с4 с 4 сл)

I!!

Р»

Р»

° »ъ с

») 1О с о

1О Э о!

=, (=» з °

» > 3

» с» ю с ю о о

O Ql О

I- 1О I- О о м о

1- 1о о

I- Iо о

fg

1S

ct l о

С) (т» с

1 Q!

I frf !

I, 1

1

I

1

1

1

1

I

1

1 !

1

1

1

I

1

1

I !

1

1

1

1

I

1

1

I

I

1

I

1

1

1

1

1 !

1

1

i

1

1

1

1

1 !

1

I

I

1

1

I !

1

1

1

1

1

I

1

Qf

Z

Qi

») с

1о о

Z

Е

fg с

Qi

Qi

r

Qi г

»> с

LO

Ю

K, S

0) с о

Y о

С:

1

1 !

1

1 Е

1 S

=1

1 10 х о с о

I fg а

II

1

I

1 If!

О

9I (0

1 11 0)

1

1 S

1 Z х

1 Ql

:Е

1 Qj о

L — —.

1

1

1 >Е

I =Г

1 fg

1 о

1 С

1 О

1 Z

I fg а

1 I1

I

1

1 —-!

I С»)

1 fg е

1 fg

I 1-! Qi

I

1 1

1 S

1 Z

1 Q)

I X

1 о

1

1

1

1

1

1

I ....1

I !

° I

3 1

fg 1

Z 1 с0 1

1

1 !

1

1

1

I

1

1

l

1

1

1 !

1 !

I

I

1

I !

3 1

fg 1

r 1

ffI 1 !

I

1

1

1

1

1

I

i

I

I

1

1 !

1

1

1

1

1

I

1

1

1

1

1

I

), ff

14 \ СМ O LPl сч м м о о о о ю

М М сЧ1

C)

Ю

-4

LA

»»»

>4» м

Ю

» м м о м

С» с 4

f»O 0 б ! !

=»

») с

Ю о

Ю

1о

1787032

1

I

I

I

I

1 о,о

l — I

I о

3 О

I Щ л

С3 331 о ю о о

>х

Б

:Т

Щ

Y о

4 5

Сл3 С3 л о о с о

Щ х

С>3

Щ х

Щ х

S

C о

\о

Щ

Щ в

С1

Э с о

О3 м

О О3

С

z (D

Э о о х

>S

=г (Q

1О>

I

1 !

1

I

I

1

1

1

3

Г

1 С о о

1 IO

1 Щ с> с>

С3! о о

LA 3 С 3 м

o o o

o !" л

С3 С3

1 II

1 0

Э

l2 о

С!.

>Ъ

>х

5.

=г

Щ с о с о х

Щ

С .

I4 . >

1v о

1СС о

CL

Q3

СО о

1о

Э ! о

Л с>3

С 3

o o o

С3 л >>3

О О с>3 (3 л- О

o — o

>со

z

Э ! о х о

C х

С

Э

1Щ

333 о

С

Q) с о о

>х (D

S

Щ

СЕ

Щ

С3. ш

CU т- О

С3 и

>Я

Q) и

Я

О>

33.

S

z о с о

CL

3z о о

L о

z

Э

0 !

Ю о

3е

3Э

С3 ) С3 м о 3> т м3 о С

N -Ф л

ССi r м о

С3 Сл3 O 33 С> 33 х

z

Q)

Э о

СО о х

Щ

S

Щ с

Q3

СС о с

Щ

Я

Щ

Х с

3о

Q3

z

IL

S с

С ) -4

I I с» - с" !

О> . О>

С 3 C

LO О> 30

О С 0

Э LO Э о

С->

Г

° О> с

О> с о

Ю Э

I с >

I ° I г

О>

3 Ci 3

О> L0 О> с о с

30 QI IO

О z 0 л

Щ

Х

О, z

Э с о

Y о

1- 1- 1о о о

3о о о с

I Q)

1 С>3

Э

z

Э

О> !

30 о

z

z

Щ с

Э

Е:

Э

z (D л

О> с

> )

1

1

1

1

1

1

1

1 1

I

1 ! !

1 !

I

1

I

I

1

I !

1 !

I

I

I

I

1

I !

1

1

1

I

I

3

I

1

1

1

I

I

I

I

1

I

I

1

l !

I

I !

1

I

1

I !

I

I

1

1

I !

С3

Ю - 1

Ю

СЧ о

LA

С4 О л л

CV !

-1 С>3 м N о о

N LA

=1 с" > o (4

Ш

С 3 С>

3.Г> Л

СГ

СЧ

03

S !

Э

1S

СЕ о

С>- 3 >

О О О О О О

О О О О О О

o . - a о а л

>.С =С СГ1 О СС> СО

>.С> 33 С СО ln >3

1787032 u

i «

1 1

1

Составитель И, Моссэ

Редактор С.Кулакова Техред М,Моргентал Корректор Л,Ливринц

Заказ 261 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

| 1

1!,f1