Способ защиты млекопитающих от воздействия гамма-излучения
Использование: радиобиология, генетика , биология, защита генома и эритропоэза животных от мутагенного воздействия уизлучения . Сущность изобретения: введение мышам за 30 мин - 2 ч до гамма-излучения (ГИ) в дозе 1,5 Гр сополимеров в максимально переносимых дозах МПД позволяет снизить мутагенные эффекты ГИ на 53-55%, стимулировать эритропоэз у облученных животных и полностью устранить ингибирование ГИ дифференцировки клеток эритроидного ряда. При наружном воздействии гамма-излучения в дозе 6 Гр введение сополимеров в МПД позволяет повысить выживаемость животных до 100% (ПЭ-12) и до 50% (ПЭ-13). Увеличение звеньев АК в молекуле сополимера позволило на порядок снизить токсичность полиэлектролитов .
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (gi)s С 12 N 15/01
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (21) 4897220/13 (22) 27,12.90 (46) 07,04.93, Бюл, ¹ 13 (71) Институт общей генетики им. Н,И.Вавилора и Институт нефтехимического синтеза им,акад. А,В,Топчиева (72) В.А,Шевченко, Л.М.Бакитова, Л,А.Островская, В,А.Александрова и Д.А,Топчиев (73) В,А.Шевченко (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1632041, кл. С 12 N15/00, 1989, (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ МЛЕКОПИТАЮЩИХ OT ВОЗДЕЙСТВИЯ ГАММА-ИЗЛУ4ЕНИЯ (57) Использование: радиобиология, генетика, биология, защита генома и эритропоэза животных от мутагенного воздействия уИзобретение относится к радиобиологии и генетике и может быть использовано в биологии для защиты генома и эритропоэза животных от мутагенного воздействия гамма-излучения.
Целью изобретения является защита генома, эритропоэза и.жизнеспособности млекопитающих при воздействии гамма-излучения, Поставленная цель — ингибирование мутагенных эффектов гамма-излучения — достигается тем, что за 30 мин — 2 ч до облучения (1,5 Гр) мышам однократно внутрибрюшинно вводятся водные растворы сополимеров ПЭ—
12 и ПЭ вЂ” 13, Используемые сополимеры относятся к классу полиэлектролитов.
Для повышения жизнеспособности животных за 30 мин до гамма-излучения (6 Гр) мышам однократно внутрибрюшинно вводятся водные растворы сополимеров ПЭ-12
„„Ы„„1808015 АЗ излучения. Сущность изобретения: введение мышам за 30 мин — 2 ч до гамма-излучения (ГИ) в дозе 1,5 Гр сополимеров в максимально переносимых дозах МПД позволяет снизить мутагенные эффекты ГИ на
53 — 55%, стимулировать эритропоэз у облученных животных и полностью устранить ингибирование ГИ дифференцировки клеток эритроидного ряда. При наружном воздействии гамма-излучения в дозе 6 Гр введение сополимеров в МПД позволяет повысить выживаемость животных до 100% (ПЭ вЂ” 12) и до 50% (ПЭ вЂ” 13). Увеличение звеньев АК в молекуле сополимера позволило на порядок снизить токсичность полиэлектролитов. и ПЭ вЂ” 13 в максимально переносимых дозах (M ПД).
Разработанный в ИНХС АН СССР сополимер N, N-диметил, N,N-диаллиламмоний хлорида (ДМДААХ) и акриловой кислоты (АК) находит широкое применение в различных областях науки и техники, Например, указанный сополимер используют в качестве добавок, обладающих флокулянтными и обессоливающими свойствами, а также как антистатический компонент для вспомогательных слоев черно-белых и рентгеновских кинофотоматериалов. Сополимер получают из недорогого и доступного сырья — производств отечественной промышленности.
Были исследованы сополимеры с различным соотношением звеньев ДМДААХ и
АК. Сополимер с 50% содержанием AK получил название ПЭ вЂ” 12, а с 67,9% содержанием АК вЂ” ПЭ-13, 1808015
Примеры конкретного осуществления способа защиты генома и эритропоэза мле- . копитающих от воздействия гамма — излучения.
° Пример 1. Мутагенные эффекты у млекопитающих оценивают по числу индуцированных микроядер в полихроматофильных эритоцитах — ретикулоцитах (молодых формах) костного мозга мышей.
Метод выявляет повреждения хромосом, индуцированных гамма-излучением в эритробластах костного мозга мышей. Используют мышей гибридов первого поколения CBA х C5781/6. Гамма-излучение индуцирует в дозе 1,5 Гр число микроядер, 15 в 30-40 раз превышающее их уровень у необлученных животных.
За 30 мин — 2 ч до облучейия мышам однократно внутрибрюшинно вводят водный раствор сополимеров в дозах ПЭ-12 — 20
10-75 мг/кг, ПЭ-13 — 50 — 300 мг/кг веса животного. Максимально переносимые дозы (МПД) для ПЭ вЂ” 12 50 мг/кг, а для ПЭ-13, 250 мг/кг, Сополимеры, введенные интактным жи- 25 вотным в указанных дозах, не индуцировали микроядер в ретикулоцитах (табл.1 и 2).
ПЭ-12 в МПД снижал число микроядер в полихроматофильных эритроцитах облученных животных на 53 — 55, ПЭ вЂ” 13 в МПД 30 на 53-55 . Полимер ПДМДААХ (базовый объект) в максимально переносимой дозе (25 мг/кг) снижал число микроядер только на 42% (табл,3).
Пример 2. Токсичность препаратов 35 для клеток костного мозга — кроветворного органа, а также эффекты гамма-излучения на эритропоэз оценивались по соотношению молодых форм — полихроматофильных эритроцитов (ретикулоцитов) к зрелым зрит- 40 роцитам. Число ретикулоцитов рассчитывалось на 500 зрелых форм эритроцитов. У интактных животных на 100 зрелых эритроцитов регистрируется. как правило, 70 — 90 ретикулоцитов (0,7-0,9). При воздействии 45 гамма-излучения (1,5 Гр) число ретикулоцитов снижается до 40 — 60 на 100 зрелых форм (0,4-0,6), Введение сополимеров ПЭ-12 и ПЭ-13 интактным животным стимулировало зрит- 50 ропоэз, в результате чего число ретикулоцитов при применении МПД сополимера
ПЭ вЂ” 12 увеличивалось до 1,0 — 1,3, а ПЭ вЂ” 13 — до 1,1-1,7.
Введение мышам сополимеров за 30 55 мин — 2 ч до облучения позволило повысить число ретикулоцитов: ПЭ-12 — на 10, ПЭ13 — на 20, при этом число ретикулоцитов у облученных животных превышало их уровень у необлученных животных, Пример 3. Токсическое действие образцов сополимеров на организм животных (при однократном внутрибрюшинном введении мышам) охарактеризовано уровнем МПД, Сополимеры вводили животным в широком диапазоне доз. Определяли МПД, не влияющие.на жизнеспособность животных, При снижении токсичности антимутагенные эффекты сополимеров возрастали по сравнению с ПДМДААХ и усиливалось их стимулирующее действие на эритропоэз, Таким образом, исследование токсического действия сополимеров с различным соотношенем звеньев ДМДААХ и АК показало, что сдвиг в, сторону повышения содержания звеньев АК в сополимере приводит к значительному снижению токсичности вещества. Вероятно, снижение токсичности препаратов связано с уменьшением доли групп ДМДААХ (32 — 50. ) в молекуле сополимера, Пример 4. Радиозащитный эффект сополимеров на организм животных оценивали по выживаемости мышей F< (СВА х
СвтВ1/6), облученных в дозе 6 Гр (установка
РУМ-17). Сополимеры вводили мышам однократно внутрибрюшинном в МПД за 30 мин до облучения. При тотальном наружном облучении тела животных в указанной дозе выживало 10% мышей (табл.5), Предварительное (до облучения) введение сополимеров обеспечивает выживаемость 100 (ПЭ-12) и 50 (ПЭ вЂ” 13) животных (срок наблюдения 45 дней).
Использование сополимера с оптимальным соотношением звеньев ДМДААХ и АК (ПЭ вЂ” 12) позволяет полностью защитить организм животных от сублетальной дозы облучения. При этом радиозащитный эффект достигается применением малотоксичного, стимулирующего эритропоэз (в отличие от полимера ПДМДААХ) соединения..Формула изобретения
Способ защиты млекопитающих от воздействия гамма-излучения, предусматривающий внутрибрюшинное введение водного раствора сополимера в предельно допустимой концентрации мышам за 30 мин — 2 ч до ихоблучения,отличающийся тем,что в качестве сополимеров используют сополимеры N,N-диметил,N,N-диаллиламмоний хлорида и акриловой кислоты.
1808015
Таблица1 сниж. числа микроядер по отнош. к конт Олю
Число ПХЭ с микроядрами о/оо
Доза
П-12, мг/кг
Условия опыта
Число исследованных клеток, тыс.
Гамма-излучение (контроль) Гамма-излучение +
ПЭ-12
Гамма-излучение +
ПЭ-12
Гамма-излучение +
ПЭ-12Гамма-излучение +
ПЭ-12
Гамма-излучение +
ПЭ-12
Гамма-излучение +
ПЭ-12
0,65
42;2 2,1
34,6 + 1,8
0,67
42
248 й26
23,4 "= 1,6
19,5 +1,1
0,7
25 0,8
44,5
54
0,93
14,4 +1,2
0,99
60
1,01
75 1,8
ПЭ-12
ПЭ-12
Дистиллированная вода
3,5. " 1,8*
2,0 +.0,6
2,0 0,3
0,75
1,18
0,8
5
Р 0,05
Табл ица2
Изменение числа микроядер в полихроматофильных эритроцитах (ПХЭ) костного мозга мышей и соотношение ПХЭ: зрелые эритроцыты (Л) после воздействия гамма-излучения в дозе.150 рад (1,5 Гр) и полиэлектролита ПЭ-13 снижения числа микроядер
ПО ОТНОШ. К
КОНТ ОЛЮ
Условия опыта
Число исследованных клеток, тыс., Доза
ПЭ- i3, мг/кг
Число ПХЭ с микроядрами о/оо
Гамма-излучение (контроль) Гамма-излучение +
ПЭ-13
Гамма-излучение +
ПЭ-13
Гамма -излучение +
ПЭ-13
Гамма-излучение +
ПЭ-13
Гамма-излучение +
ПЭ-13
Гамма-излучение +
ПЭ-13
437 й2 66
0,54
0,74
34,8 4,67
0,83
100
24,6 +2,18
22,2 +" 0.97
0,97
150
20,0 + 1,41
200
1,0
0,95
250
19,0 + 1,48
15,0 + 1,15
300
0,6
ПЭ-13
Дистилли ованная вода
3,7 «+ 1,2*
2,0 0,41
250
1,3
0,88
Р «0,05
Изменение числа микроядер в полихроматофильных эритроцитах (ПХЭ) костного мозга мышей и соотношение ПХЭ: зрелые (Л) после воздействия гамма-излучения в дозе 150 рад (1,5 Гр) и полиэлектролита ПЭ-12
1808015
ТаблицэЗ
Влияние полиэлектролитов в максимально переносимых дозах на число микроядер, индуцированных гамма-излучением в дозе 150 рад в полихроматофильных зритроцитах костного мозга мышей
" Соотношение ПХЭ; зрелые зритроциты у интактных животных составляет -0,88, число микроядер 1,8 +- 0,68
Таблица4
ТоксичнОсть полиэлектролитов
Формула элементарного звена
Полимер
100
50,4;49,6
50 сн - -„ соон
250
32,08:67,92
Полидиметилдиаллиламмоний хлорид (ПДМДАА)() Сополимер диметилдиаллиламмоний хлорида с экриловой кислотой (ПЭ-12) Сополимер диметилдиаллиламмоний хлорида с акриловой кислотой (П Э-13) сн -сн-сн-си
Н,С ® СН2 о
И с1
НЗС СсН3 (сн — сн — сн-сн Дсн -снф
Гй,, с е
1
"2<9 с"2 н сР нс сн
Соотношение звеньев g,m:n
Максимально перен6симая доза, мг/кг
1808015
Таблица5
Составитель В,Шевченко
Техред M.Ìîðãåíòàë
Редактор Корректор М.Самборская
1:
Заказ 1395 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
Влияние полиэлектролитов на выживаемость животных, облученных в дозе 6 Гр, (введение сополимеров за 30 мин до облучения)
