XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Цель данного исследования -оценка возможности использования терапии природными антиоксидантами (эфирные масла лаванды, шалфея и эвкалипта) при экспериментальной миеломе на линейных мышах. Исследование проводили на мышах линии BALB/c (n=36), у которых индуцировали асцит путем внутрибрюшинного введения клеток миеломы Sp 2/0 Ag14 (10⁶ / мышь). В качестве антиоксидантной терапии применяли ингаляционное введение эфирных масел (ИЭМ), произведенных в Научно-производственной фирме «Царство ароматов» (г. Судак, Крым), проявляющим, по ранее полученным данным, иммунокорригирурующие, антиоксидантные и антиканцерогенные свойства. ИЭМ проводили в течение двух недель, по 45 минут, начиная со второго дня после внутрибрюшинного введения миеломы, путем распыления эфирных масел с парами воды при 80^оС до концентрации около 4-5 мг/м³. Противоопухолевую активность оценивали на 16-е сутки, используя показатели: торможение развития асцита (ТРА), снижение прироста массы тела (СПМТ), медиана - средняя продолжительность жизни (МПЖ) и увеличение продолжительности жизни (УПЖ). Сравнение проводилось в 3 группах: 1 – контрольная (животные с привитой миеломой без лечения); 2 – «миелома+ ИЭМ₁ (смесь эфирных масел лаванды и шалфея в соотношении 2:1) и 3 – «миелома+ +ИЭМ₂ (эвкалипт). Результаты статистически обрабатывались с помощью программы STATISTICA 10.0

Полученные результаты свидетельствуют о том, что ингаляционное введение эфирных масел Lavandula vera в смеси с Salvia sclaria и Eucalyptus globulus, вызывает торможение развития опухоли у мышей с индуцированной миеломой, что может быть использовано для профилактики и повышения эффективности лечения ранних стадий онкологических заболеваний.

Ключевые слова: антиоксиданты, эфирные масла, линейные мыши, миелома, рак .

ESSENTIAL OILS IN THE TREATMENT OF ONCOLOGICAL DISEASES, POSSIBLE BIOCHEMICAL MECHANISMS

Ikhsanova A.I., O.A. Knyazeva

Bashkir state medical university, Russia, Ufa , (450008, Ufa, avenue of Lenin, 3)ixsalina @mail.ru

The purpose of this study is to evaluate the possibility of using natural antioxidant therapy (essential oils of lavender, sage, and eucalyptus) in experimental myeloma in linear mice. The study was performed on mice of the BALB/c line (n=36), in which ascites were induced by intraperitoneal injection of myeloma cells Sp 2/0 Ag14 (106 / mouse). As an antioxidant therapy, inhalation administration of essential oils (IEM) produced in the research and production company "Kingdom of aromas" (Sudak, Crimea), which, according to previously obtained data, exhibit immunocorrective, antioxidant and anti-carcinogenic properties, was used. IEM was performed for two weeks, for 45 minutes, starting on the second day after intraperitoneal myeloma administration, by spraying essential oils with water vapor at 80oC to a concentration of about 4-5 mg/m3. Antitumor activity was evaluated on day 16 using the following indicators: inhibition of ascites (TRA), decrease in body weight gain (SPMT), median - average life expectancy (MPG), and increase in life expectancy (UPG). The comparison was carried out in 3 groups: 1-control (animals with grafted myeloma without treatment); 2- "myeloma+ IEM1 (a mixture of lavender and sage essential oils in a ratio of 2:1) and 3-" myeloma+ + IEM2 (eucalyptus). The results were statistically processed using the STATISTICA 10.0 program.

The results obtained indicate that inhalation of Lavandula vera essential oils in a mixture with Salvia sclaria and Eucalyptus globulus causes inhibition of tumor development in mice with induced myeloma, which can be used to prevent and improve the effectiveness of treatment of early stages of cancer.
Key words: active oxygen species (ROS), antioxidants, anticancer therapy.

Актуальность. На протяжении десятилетий проводились научные дискуссии об использовании антиоксидантов для лечения рака человека, но, чтобы сделать какой-либо вывод, количества проведенных исследований недостаточно. Изучение свойств эфирных масел в модельных системах и на живых организмах представляет значительный научно–практический интерес, который может позволить выявить связи между составом масел и их антиоксидантными свойствами, изучить возможные биохимические механизмы действия.

В настоящее время для лечения различных видов рака широко используются (по отдельности и в сочетании) три вида терапии: химиотерапия, лучевая терапия и иммунотерапия. Одним из последствий химиотерапии и лучевой терапии является генерация реактивных форм кислорода (ROS), которые посредством прямого и косвенного воздействия на опухолевые клетки индуцируют повреждение ДНК и влияют на механизмы репликации ДНК, что приводит к отклонениям в сигнальных путях [1, с.4766-4771]. Большинство из этих методов не считается хорошим вариантом лечения рака в прогрессирующей стадии с метастазами, что возможно связано с приобретением резистентности к опухоли и развитием локальной токсичности, приводящим к уменьшению чувствительности или рецидиву заболевания. Следовательно, потенциально новые терапевтические подходы и агенты, проявляющие антиканцерогенные свойства, потенцирующие апоптоз опухолевых клеток необходимы для продления жизни онкобольных [2, с.605-607].

Цель исследования. Оценить возможность использования терапии природными антиоксидантами (эфирные масла лаванды, шалфея и эвкалипта) при экспериментальной миеломе на линейных мышах.

Материалы и методы. Исследование проводили на линейных 3-х месячных мышах –самцах BALB/c (n=36), у которых моделировали миеломную болезнь путем внутрибрюшинного введения клеток Sp 2/0 Ag14 из расчета 10⁶ клеток на мышь. В качестве антиоксидантной терапии применяли ингаляционное введение эфирных масел (ИЭМ): эвкалипта шаровидного (Eucalyptus globules), лаванды настоящей (Lavandula vera) и шалфея мускатного (Salvia sclarеa), произведенных в Научно-производственной фирме «Царство ароматов» (г. Судак, Крым), проявляющих по данным, полученным ранее, как иммунокорригирурующие и антиоксидантные, так и антиканцерогенные свойства [3, с.83-87]. Проведение ИЭМ начинали на следующий день после внутрибрюшинного введения клеток миеломы. Эфирные масла распыляли с парами воды при температуре 80^оС до концентрации в воздухе примерно 4-5 мг/м³. Лечение проводили в течение двух недель, каждый сеанс длился 45 минут. Оценку противоопухолевой активности проводили, используя следующие показатели: торможение развития асцита (ТРА), снижение прироста массы тела (СПМТ), медиана - средняя продолжительность жизни (МПЖ) и увеличение продолжительности жизни (УПЖ). Мыши были разделены на 3 группы: 1 – контрольная (животные с привитой миеломой без лечения); 2 – «миелома+ ИЭМ₁ (смесь эфирных масел лаванды и шалфея в соотношении 2:1) и 3 – «миелома+ +ИЭМ₂ (эвкалипт). Во 2 и 3 группах животным с привитой миеломой одновременно проводили аэрофитотерапию. Асцит у мышей развивался к концу первой недели. Показатели противоопухолевой активности оценивали на 16-е сутки: ТРА - по уменьшению количества асцитической жидкости в миллилитрах, СПМТ - по величине торможения прироста массы тела в граммах. Все расчеты производили относительно группы «контроль - миелома без лечения». Для сравнения данных эксперимента проводили анализ зарубежной и отечественной литературы о возможности применения эфирных масел растений или их компонентов в противоопухолевой терапии.

Результаты статистически обрабатывались с помощью программы STATISTICA 10.0

Результаты и обсуждение.

Результаты данного исследования представлены в виде таблицы (табл.1):

Таблица 1

Влияние эфирных масел Lavandula vera+Salvia sclarea (ИЭМ₁) и

Eucalyptus globulus (ИЭМ₂) на показатели роста асцитной опухоли

Sp 2/0 Ag14 и продолжительности жизни у мышей BALB/c

Показатель развития опухоли	Группы мышей
	1 (n=12)	2 (n=12)	3 (n=12)
	Контроль-миелома	Миелома+ ИЭМ1	Миелома+ ИЭМ2
Масса тела до начала эксперимента, г M±m	28,4±0,8	28,9±0,9	28,7±0,8
Прирост массы тела, г Ме [Q1-Q3]	17,13 [16,34-18,22]	8,17 [7,67-8,84] p1-2=0,001	9,7 [9,08-10,44] p1-3=0,001
Объем асцитической жидкости, мл Ме [Q1-Q3]	9,93 [9,13-10,62]	4,54 [4,07-5,14] p1-2=0,001	5,21 [4,77-5,95] p1-3=0,001
Торможение развития асцита, (ТРА), %	24	64,3	58,9
Медиана продолжительности жизни (МПЖ), дни	24,2 [20-30]	84,7 [39-182]	73,8 [31-182]
Увеличение продолжительности жизни (УПЖ), %	15,8	305,3	253,1

Если принять за 100% показатели мышей контрольной группы без лечения, то видно, что у животных, получавших терапию ИЭМ₁ прирост массы тела снизился на 54,3%, а после применения ИЭМ₂ - на 45,7%. Наибольшее значение ТРА наблюдалось у животных после применения ИЭМ₁ и составляло 64,3%, что на 5,4% выше по сравнению с ИЭМ_2. При этом МПЖ отличалась на 10,9%, а УПЖ – на 52,2%. Выжившие животные оставались здоровыми и активными на протяжении 3 месяцев наблюдения.

Из литературных данных известно, что антиоксиданты оказывают влияние в распределение клеток по фазам клеточного цикла, что в перспективе может позволить разработать методы таргетной терапии и диагностики онкологических заболеваний. Прооксиданты, к которым относятся АФК, продуцируемые в различных метаболических реакциях, происходящих, главным образом, в митохондриях, пероксисомах и эндоплазматическом ретикулуме, могут быть вовлечены в опухолегенез, прогрессирование опухоли и метастазирование [4, с.1416-1428]. Семейство ферментов НАДН-оксидаз, являющихся наиболее распространенными внутриклеточными источниками генерации АФК, имеют ведущее значение для облегчения перицеллюлярного протеолиза, что указывает на их роль в уменьшении метастазов [5, с.863-875]. Понимание роли АФК в пролиферации, прогрессировании и метастазировании опухолей может помочь в разработке комбинированных методов лечения.

Результаты нашего исследования согласуются с данными литературы. По результатам [6, с.248] некоторые из компонентов эфирных масел (n-цимен, гамма-терпинен) оказывают ингибирующее действие на жизнеспособность раковых клеток без какого-либо значительного влияния на нормальные клетки, индуцируя апоптоз за счет генерации АФК, разрушения митохондриального мембранного потенциала, активации каспазы-3 и повреждения ДНК. Показано, что под действием эфирного масла из растения тысячелистника обыкновенного (Achillea millefolium) снижалась пролиферация раковых клеток HeLa (CCL-2) [7, с.17-24]. Исследование влияния антиоксиданта изомелавонового компонента генистеина сои на рак предстательной железы, показало, что как соя, так и генистеин ингибировали рост клеток рака предстательной железы человека PC-3 in vitro и ортотопических опухолей PC-3 in vivo, причем эти эффекты усиливались, их введение сочеталось с проведением лучевой терапии [8, с.2287-2298]. Обнаружено также, что природный антиоксидант куркумин оказывает подавляющее действие на апоптоз и ингибирование иммуносупрессии Т-клеток [9, с.220] .

Основной функцией антиоксидантов является нейтрализация образующихся свободных радикалов и ингибирование повреждающих эффектов АФК. Показано, что при начальных стадиях рака достигается более значительный эффект антиоксидантной терапии [10, с. 28868–28880].

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что ингаляционное введение эфирных масел Lavandula vera в смеси с Salvia sclaria и Eucalyptus globulus, вызывает торможение развития опухоли у мышей с индуцированной миеломой, и после дальнейших исследований может быть рекомендовано для профилактики и повышения эффективности лечения онкологических заболеваний.

Список литературы:

1.Oyewole, A.O. Mitochondria-targeted antioxidants / A.O. Oyewole, M.A. Birch-Machin // Journal of FASEB .-2015.-29.-P.4766-4771.

2.Bhatia, A. Cancer stem cells and tumour immunoediting: putting two and two together / A. Bhatia, Y. Kumar // Journal of Expert Rev Clin Immunol.- 2016.-12.-P.605-607.

3.Князева О.А., Уразаева А.И. Влияние хронического стресса на развитие привитой миеломы Sp 2/0 Ag 14 у мышей BALB/c на фоне ингаляционного введения эфирных масел // Журнал научных статей Здоровье и образование в XXI веке. - 2016. - Т. 18, № 4. – с. 83-87

4.Jones, L.M. STAT3 establishes an immunosuppressive microenvironment during the early stages of breast carcinogenesis to promote tumor growth and metastasis / L.M. Jones , M.L. Broz , J.J. Ranger // Journal of Cancer Res. -2016.-76.-P.1416-1428.

5.Roy, K. NADPH oxidases and cancer / K. Roy, Y. Wu, J.L. Meitzler, A. Juhasz, H. Liu, G. Jiang, J. Lu, S. Antony // Journal of Clinical Sci. (Lond.).- 2015.- 128 (12). -P. 863-875.

16.Yang, W.H. Imipramine blue halts head and neck cancer invasion through promoting F-box and leucine-rich repeat protein 14-mediated Twist1 degradation / W.H. Yang, Y.H. Su, W.H. Hsu, C.C. Wang, J.L. Arbiser, M.H. Yang // Journal of Oncogene.-2016.- 35 (18). -P. 2287-2298.

5.Hijaz, M. Folic acid tagged nanoceria as a novel therapeutic agent in ovarian cancer / M. Hijaz, S. Das, I. Mert, A. Gupta, Z. Al-Wahab, C. Tebbe, S. Dar, J. Chhina, S. Giri, A. Munkarah, S. Seal, R. Rattan // Journal of BMC Cancer.-2016.- 16.-P. 220.

6.Jamali, Tahereh; Kavoosi, Gholamreza; Ardestani, Susan K. In-vitro and in-vivo anti-breast cancer activity of OEO (Oliveria decumbens vent essential oil) through promoting the apoptosis and immunomodulatory effects // Journal of Ethnopharmacology. -2020.- V. p.248.

7.Acar, Mustafa Burak; Ibis, Ebru Karadas; Simsek, Ahmet. Evaluation of Achillea millefolium essential oil compounds and biological effects on cervix cancer HeLa cell line //

Eurobiotech Journal. – 2020. – V. 4, 1. – P. 17-24.

8.Yang, W.H. Imipramine blue halts head and neck cancer invasion through promoting F-box and leucine-rich repeat protein 14-mediated Twist1 degradation / W.H. Yang, Y.H. Su, W.H. Hsu, C.C. Wang, J.L. Arbiser, M.H. Yang // Journal of Oncogene.-2016.- 35 (18). -P. 2287-2298.

9. Hijaz, M. Folic acid tagged nanoceria as a novel therapeutic agent in ovarian cancer / M. Hijaz, S. Das, I. Mert, A. Gupta, Z. Al-Wahab, C. Tebbe, S. Dar, J. Chhina, S. Giri, A. Munkarah, S. Seal, R. Rattan // Journal of BMC Cancer.-2016.- 16.-P. 220.

10.Tibullo, I. Heme oxygenase-1 nuclear instability in myeloma cells / I.Tibullo, C.Barbagallo // Journal of Oncotarget.-2016. -7.-P. 28868–28880.

Код для цитирования: Скопировать