Экспериментальная оценка влияния бета-D-глюкана на выживаемость мышей при радиационном воздействии

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Актуальность работы определяется необходимостью разработки новых средств противолучевой защиты, предназначенных для использования в случае облучения людей при внештатных ситуациях или медицинском применении ионизирующих излучений в диагностических или лечебных целях.

Цель — оценить перспективность бета-D-глюкана в качестве кандидатного препарата для разработки отечественного фармакологического средства, снижающего токсические эффекты лучевого воздействия.

Материалы и методы. В экспериментах на белых беспородных мышах-самцах было оценено противолучевое действие растворимой формы бета-D-глюкана, полученного из пищевого гриба Pleurotus ostreatus, при оральном пути введения в разных дозах в профилактических/терапевтических схемах путем сравнения показателей выживаемости в течение 30 сут после общего рентгеновского облучения грызунов в дозах 7,5 и 8 Гр.

Результаты. Пострадиационное использование бета-D-глюкана (500 мг/кг в желудок) через час после рентгеновского облучения в дозе 7,5 Гр повышало 30-суточную выживаемость мышей на 27 % по сравнению с контрольной группой (47 и 20 % соответственно). Применение препарата в этой дозе в профилактической схеме за 0,5 ч до облучения или терапевтической через 2 ч после облучения обеспечивало защиту от гибели 26 % мышей, облученных в дозе 8 Гр (ЛД80–100/30). Были показаны хорошая переносимость бета-D-глюкана после внутрижелудочного введения мышам в дозе 500 мг/кг и отсутствие выраженных токсических эффектов за трехнедельный период наблюдения.

Заключение. Результаты исследования свидетельствуют, что бета-D-глюкан из Pleurotus ostreatus обладает противолучевым потенциалом при оральном пути поступления в организм мышей, положительно влияя на выживаемость летально облученных животных и проявляя свойства радиомитигатора и радиопротектора. Однако необходимо дальнейшее изучение выявленного эффекта.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Елена Викторовна Мурзина

Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации; Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Автор, ответственный за переписку.
Email: elenmurzina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7052-3665
SPIN-код: 5188-0797

канд. биол. наук, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории (лекарственной и экологической токсикологии) научно-исследовательского центра

Россия, Санкт-Петербург

Генрих Александрович Софронов

Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации; Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Email: gasofronov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8587-1328
SPIN-код: 7334-4881
Scopus Author ID: 7003953555
ResearcherId: G-4791-2015

академик РАН, д-р мед. наук, профессор, начальник научно-исследовательской лаборатории (лекарственной и экологической токсикологии) научно-исследовательского центра

Россия, Санкт-Петербург

Андрей Семенович Симбирцев

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Email: simbirtsev@hpb-spb.com
ORCID iD: 0000-0002-8228-4240
SPIN-код: 2064-7584
Scopus Author ID: 7003758888
ResearcherId: K-5061-2014

чл.-корр. РАН, д-р биол. наук, профессор, заведующий отделом медицинской биотехнологии и иммунофармакологии

Россия, Санкт-Петербург

Наталья Владимировна Аксенова

Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации

Email: vmeda-nio@mil.ru
SPIN-код: 6821-6887

канд. мед. наук, научный сотрудник научно-исследовательского отдела (Всеармейский регистр МО РФ) научно-исследовательского центра

Россия, Санкт-Петербург

Ольга Михайловна Веселова

Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации

Email: vmeda-nio@mil.ru

научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории (лекарственной и экологической токсикологии) научно-исследовательского центра

Россия, Санкт-Петербург

Александр Владимирович Завирский

Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации

Email: vtmz@vmeda.org
SPIN-код: 3935-3233

адъюнкт кафедры военной токсикологии и медицинской защиты

Россия, Санкт-Петербург

Татьяна Георгиевна Крылова

Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации

Email: vmeda-nio@mil.ru
SPIN-код: 5188-0797

канд. биол. наук, младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории (лекарственной и экологической токсикологии) научно-исследовательского центра

Россия, Санкт-Петербург

Марк Маркович Шамцян

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт‑Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»

Email: mark.shamtsyan@yandex.ru
SPIN-код: 2609-1909

канд. техн. наук, доцент кафедры технологии микробиологического синтеза

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Singh VK, Hanlon BK, Santiago PT, Seed TM. A review of radiation countermeasures focusing on injury-specific medicinals and regulatory approval status: Part III. Countermeasures under early stages of development along with ‘Standard of Care’ Medicinal and procedures not requiring regulatory approval for use. Int J Radiat Biol. 2017;93(9):885-906. https://doi.org/10.1080/09553002.2017.1332440.
  2. Singh VK, Seed TM. Pharmacological management of ionizing radiation injuries: current and prospective agents and targeted organ systems. Expert Opin Pharmacother. 2020;21(3):317-337. https://doi.org/10.1080/14656566.2019.1702968.
  3. Cho K, Imaoka T, Klokov D, et al. Funding for radiation research: past, present and future. Int J Radiat Biol. 2019;95(7):816-840. https://doi.org/10.1080/09553002. 2018.1558303.
  4. Легеза В.И., Гребенюк А.Н., Драчев И.С. Радиомитигаторы: классификация, фармакологические свойства, перспективы применения // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2019. – Т. 59. – № 2. – С. 161–169. [Legeza VI, Grebenyuk AN, Drachev IS. Radiomitigatory: klassifikaciya, farmakologicheskie svojstva, perspektivy primeneniya. Radiats Biol Radioecol. 2019;59(2):161-169. (In Russ.)]. https://doi.org/10.1134/S0869803119020097.
  5. Рождественский Л.М. Проблемные вопросы разработки противолучевых средств // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2019. – Т. 59. – № 2. – С. 117–126. [Rozhdestvenskij LM. Problemnye voprosy razrabotki protivoluchevyh sredstv. Radiats Biol Radioecol. 2019;59(2):117-126. (In Russ.)]. https://doi.org/10.1134/S0869803119020139.
  6. Hofer M, Hoferova Z, Falk M. Pharmacological modulation of radiation damage. does it exist a chance for other substances than hematopoietic growth factors and cytokines? Int J Mol Sci. 2017;18(7):1385. https://doi.org/10.3390/ijms18071385.
  7. Mishra KN, Moftan BA, Alsbeih GA. Appraisal of mechanisms of radioprotection and therapeutic approaches of radiation countermeasures. Biomed Pharmacother. 2018;106:610-617. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018. 06.150.
  8. Bashir KM, Choi JS. Clinical and physiological perspectives of β-glucans: the past, present, and future. Int J Mol Sci. 2017;18(9):1906. https://doi.org/10.3390/ijms1809 1906.
  9. Vetvicka V, Vannucci L, Sima P, Richter J. Beta glucan: supplement or drug? From laboratory to clinical trials. Molecules. 2019;24(7):1251. https://doi.org/10.3390/ molecules24071251.
  10. Pospísil M, Jarý J, Netíková J, Marek M. Glucan-induced enhancement of hemopoietic recovery in gamma-irradiated mice. Experientia. 1982;38(10):1232-1234. https://doi.org/ 10.1007/BF01959759.
  11. Patchen ML, MacVittie TJ. Dose-dependent responses of murine pluripotent stem cells and myeloid and erythroid progenitor cells following administration of the immunomodulating agent glucan. Immunopharmacology. 1983;5(4):303-313. https://doi.org/10.1016/0162-3109(83)90046-2.
  12. Patchen ML, D’Alesandro MM, Brook I, et al. Glucan: mechanisms involved in its “radioprotective” effect. J Leukoc Biol. 1987;42(2):95-105. https://doi.org/10.1002/jlb.42.2.95.
  13. Hofer M, Pospisil M. Glucan as stimulator of hematopoiesis in normal and gamma-irradiated mice. A survey of the authors’ results. Int J Immunopharmacol. 1997;19(9-10):607-609. https://doi.org/10.1016/s0192-0561(97)00057-x.
  14. Wang W, Xue C, Mao X. Radioprotective effects and mechanisms of animal, plant and microbial polysaccharides. Int J Biol Macromol. 2020;153:373-384. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.02.203.
  15. Директива 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского союза по охране животных, используемых в научных целях. – СПб.: Rus-LASA «НП объединение специалистов по работе с лабораторными животными», 2012. – 48 с. [Direktiva 2010/63/EU Evropejskogo parlamenta i soveta evropejskogo soyuza po ohrane zhivotnyh, ispol’zuemyh v nauchnyh celyah. Saint Petersburg: Rus-LASA “NP ob”edinenie specialistov po rabote s laboratornymi zhivotnymi”, 2012. 48 p. (In Russ.)]
  16. Шамцян М.М., Воробейчиков Е.В., Конусова В.Г., Симбирцев А.С. Иммуномодулирующие свойства высших базидиальных грибов // Цитокины и воспаление. 2012;11(1):26-32. [Shamtsyan MM. Vorobeichikov EV, Konusova VG, Simbirtsev AS. Immunomoduliruyschie svoistva vysshih basidialnyh gribov Cytokines Inflammation. 2012;11(1):26-32. (In Russ.)]
  17. Боровиков В.П. Популярное введение в современный анализ данных в системе Statistica. – M.: Горячая линия – Телеком, 2013. [Borovikov VP. Populyarnoe vvedenie v sovremennyy analiz dannykh v sisteme STATISTICA. Moscow: Goryachaya liniya – Telekom; 2013. (In Russ.)]
  18. Cramer DE, Allendorf DJ, Baran JT, et al. Beta-glucan enhances complement-mediated hematopoietic recovery after bone marrow injury. Blood. 2006;107(2):835-840. https://doi.org/10.1182/blood-2005-07-2705.
  19. Pillai TG, Devi PU. Mushroom b-glucan: potential candidate for post irradiation protection. Mutat Res. 2013;751(2):109-115. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox. 2012.12.005.
  20. Li X, Wang L, Wang Z. Radioprotective activity of neutral polysaccharides isolated from the fruiting bodies of Hohenbuehelia Serotina. Phys Med. 2015;31(4):352-359. https://doi.org/10.1016/j.ejmp.2015.02.004.
  21. Liu F, Wang Z, Liu J, Li W. Radioprotective effect of orally administered beta-D-glucan derived from Saccharomyces cerevisiae. Int J Biol Macromol. 2018;115:572-579. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.04.098.
  22. Du J, Zhang P, Zhao H, et al. The mechanism for the radioprotective effects of zymosan-A in mice. J Cell Mol Med. 2018;22(4):2413-2421. https://doi.org/10.1111/jcmm. 13538.
  23. Vetvicka VC. [Beta]-glucans as natural biological response modifiers. New York, NY, USA: Nova Science Publishers, Inc.; 2013.
  24. Tang Q, Huang G, Zhao F, et al. The antioxidant activities of six (1→3)-β-D-glucan derivatives prepared from yeast cell wall. Int J Biol Macromol. 2017;98:216-221. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.01.132.
  25. Du B, Meenu M, Liu H., Xu B. A concise review on the molecular structure and function relationship of β-glucan. Int J Mol Sci. 2019; 20(16):E4032. https://doi.org/10.3390/ijms20164032.
  26. Liu Y, Ma Sh, Fu Q, et al. Effect of lentinan on membrane-bound protein expression in splenic lymphocytes under chronic low-dose radiation. Int Immunopharmacol. 2014;22(2):505-514. https://doi.org/10.1016/j.intimp. 2014.07.027.
  27. Wang L, Li X. Radioprotective effect of Hohenbuehelia serotina polysaccharides through mediation of ER apoptosis pathway in vivo. Int J Biol Macromol. 2019;127:18-26. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.12.267.
  28. Hofer M, Pospíšil M. Modulation of animal and human hematopoiesis by β-glucans: a review. Molecules. 2011;16(9):7969-7979. https://doi.org/10.3390/molecules 16097969.
  29. Liu F, Wang Z, Liu J, et al. The mechanisms for the radioprotective effect of beta-D-glucan on high linear-energy-transfer carbon ion irradiated mice. Int J Biol Macromol. 2019;131:282-292. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019. 03.073.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Динамика гибели мышей после общего относительно равномерного рентгеновского облучения в дозе 7,5 Гр (К) и применения бета-D-глюкана (БГ) в дозах 50, 250 или 500 мг/кг внутрижелудочно: а — применение бета-D-глюкана за час до облучения; b — применение бета-D-глюкана через час после облучения

Скачать (194KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Тридцатисуточная выживаемость мышей после общего рентгеновского облучения в дозе 8 Гр и внутрижелудочного введения бета-D-глюкана (БГ) в дозах 250, 500 или 1000 мг/кг

Скачать (107KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Весовые коэффициенты органов интактных мышей (К) или через 21 сут после однократного введения бета-D-глюкана (BG) в желудок в дозе 500 мг/кг

Скачать (88KB)
Метаданные

© Мурзина Е.В., Софронов Г.А., Симбирцев А.С., Аксенова Н.В., Веселова О.М., Завирский А.В., Крылова Т.Г., Шамцян М.М., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах