Клинико-экспериментальное обоснование применения интерлейкина-1 для профилактики и терапии поражений при радиационных авариях

Так, однократное внутрибрюшинное введение ИЛ-1 за 72 ч до облучения увеличивало выживаемость мышей практически в 2 раза. Наибольшая эффективность ИЛ-1, как средства профилактики острого радиационного поражения, отмечена при его введении за 24 ч до облучения. В этом случае удавалось обеспечить выживаемость 80 % животных, облученных в дозе СД70/30, а «процент защиты» составил 50% по сравнению с контрольной группой. Применение препарата в качестве средства профилактики радиационного поражения приводило и к увеличению средней продолжительности жизни погибших мышей, в среднем на 5,3 – 5,8 сут.

Применение ИЛ-1 через 1 ч после облучения также приводило к повышению выживаемости на 40 % и увеличению на 4,2 сут средней продолжительности жизни облученных животных. Введение препарата через 24 ч после облучения обеспечивало увеличение выживаемости облученных животных лишь на 10 %, а его инъекция через 72 ч после облучения, напротив, приводила к снижению выживаемости животных на 20 %.

В результате исследований, выполненных на следующем этапе, было установлено, что лечебно-профилактическая эффективность ИЛ-1, оцененная по критериям выживаемости облученных животных, проявлялась при различных вариантах радиационного воздействия: остром и пролонгированном внешнем облучении, при сочетанном внешнем и внутреннем облучении от инкорпорации радионуклидов, характерных для раннего периода радиационной аварии.

Наибольшую радиозащитную эффективность препарат проявлял в условиях острого -облучения с мощностью дозы 130 р/мин (рис. 1).

Рис. 1. Выживаемость белых беспородных мышей-самцов, подвергнутых острому -облучению с мощностью дозы 130 Р/мин, при профилактическом (за 24 ч) и лечебном (через 1 ч) применении интерлейкина-1 в дозе 50 мкг/кг, % (n = 10 в каждой группе)

* – различия достоверны (p

Как видно из данных, представленных на рисунке 1, после облучения в дозе 5,5 Гр выживаемость животных при профилактическом применении ИЛ-1 увеличивалась на 16,7 %, при его использовании в качестве средства ранней терапии радиационных поражений – на 5,6 %. Прирост выживаемости облученных в дозе 6,0 Гр животных составил 27,8 % при применении ИЛ-1 в качестве радиопротектора и 5,5 % при его использовании с лечебной целью.

Радиопротекторный эффект препарата при облучении мышей в дозах 6,5; 7,0 и 7,5 Гр проявлялся в увеличении выживаемости более чем на 20 % (рис. 1). Лечебная эффективность ИЛ-1 была особенно высока при радиационном воздействии в дозах СД70-90/30: выживаемость животных при облучении в дозе 7,0 Гр увеличивалась в 2 раза, а при облучении в дозе 7,5 Гр – в 4 раза. Расчетное значение ФИД препарата при его применении в качестве радиопротектора составило 1,18, а при использовании ИЛ-1 в качестве средства ранней патогенетической терапии радиационных поражений – 1,16.

Рекомбинантный ИЛ-1 обладал противолучевыми свойствами при профилактическом и при раннем лечебном применении и в условиях однократного рентгеновского воздействия с мощностью дозы 54 Р/мин.

Рис. 2. Выживаемость белых беспородных мышей-самцов, подвергнутых острому рентгеновскому облучению с мощностью дозы 54 Р/мин, при профилактическом (за 24 ч) и раннем лечебном (через 1 ч) применении интерлейкина-1 в дозе 50 мкг/кг, % (n = 20 в каждой опытной группе, n = 40 в каждой контрольной группе)

* – различия достоверны (p

Как видно из данных, представленных на рисунке 2, при облучении в дозе 5,5 Гр гибель животных контрольной группы составила 80 %, а применение ИЛ-1 с профилактическими или лечебными целями позволяло увеличить выживаемость облученных животных до 90 %. Введение препарата за 24 ч до облучения в дозе 6,5 Гр увеличивало выживаемость мышей на 17,5 %, а его использование через 1 ч после радиационного воздействия защищало от лучевой гибели на 7,5 % больше животных, чем в контроле. При облучении в дозе 7,5 Гр профилактическое применение препарата позволяло спасти от лучевой гибели почти в 3 раза больше животных, а эффективность его лечебного использования проявлялась в 2-х кратном увеличении выживаемости. При облучении в дозе 8,5 Гр выживаемость в контроле составила 2,5 %, в то время как при использовании ИЛ-1 за 24 ч до радиационного воздействия – в 8 раз больше, а при его применении через 1 ч после облучения – в 6 раз больше, чем в контроле. Расчетное значение ФИД при дозах СД50/30 составило 1,20 для радиопротекторного эффекта препарата и 1,18 для его лечебной активности.

Результаты оценки радиозащитной эффективности ИЛ-1 в условиях пролонгированного -облучения представлены в таблице 2.

Таблица 2

Выживаемость (%) и средняя продолжительность жизни (сут) белых беспородных крыс, подвергнутых внешнему -облучению в дозе 10 Гр с мощностью дозы 1 Р/мин, при профилактическом (за 24 ч) и раннем лечебном (через 1 ч) применении интерлейкина-1 в дозе 1 мкг/кг (n = 10 в каждой группе)

Показатель	Группы
	контроль (облучение)	ИЛ-1 за 24 ч до облучения	ИЛ-1 через 1 ч после облучения
Выживаемость, %	30 ± 10	90 ± 20*	80 ± 20*
СПЖ, сут	16,0 ± 1,6	25,0 ± 1,2*	27,5 ± 1,2*
* – различия достоверны (p

Установлено, что в условиях пролонгированного -облучения с мощностью дозы 1 Р/мин применение ИЛ-1 за 24 часа до облучения позволяет увеличить выживаемость облученных крыс в 3 раза, а при использовании препарата через 1 ч после лучевого воздействия – в 2,6 раза. Кроме того, при профилактическом применении ИЛ-1 средняя продолжительность жизни погибших животных возрастала на 8,4 сут, а при лечебном – на 10,9 сут.

Как видно из данных, представленных на рисунке 3, в условиях сочетанного радиационного воздействия гибель животных контрольной группы составила 70 %, а средняя продолжительность жизни погибших крыс 19,6 ± 2,1 сут. Профилактическое применение ИЛ-1 на 40 % снижало показатели смертности облученных животных и на 8 сут увеличивало среднюю продолжительность жизни погибших от радиационной травмы крыс. Еще более эффективным было использование ИЛ-1 в качестве средства ранней терапии: выживаемость облученных животных увеличивалась на 50 %, а средняя продолжительность жизни погибших особей возрастала на 8,4 сут.

Рис. 3. Выживаемость (%) и средняя продолжительность жизни (сут) белых беспородных крыс-самцов, подвергнутых сочетанному внешнему и внутреннему облучению в дозе 10 Зв, при профилактическом (за 24 ч) и раннем лечебном (через 1 ч) применении интерлейкина-1 в дозе 1 мкг/кг (n = 10 в каждой группе)

* – различия достоверны (p

Таким образом, данные экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что рекомбинантный ИЛ-1 может рассматриваться в качестве эффективного средства профилактики и ранней терапии лучевых поражений, развивающихся при различных вариантах радиационного воздействия (внешнее острое и пролонгированное, сочетанное внешнее и внутреннее облучение).

Влияние интерлейкина-1 на показатели костномозгового кроветворения у мышей при внешнем - и рентгеновском облучении

На данном этапе исследования в методиках эндогенного и экзогенного колониеобразования изучалось влияние профилактического и раннего лечебного применения ИЛ-1 на число стволовых кроветворных клеток, определяющих возможность восстановления гемопоэза после облучения.

Эксперимент проводили на 400 белых беспородных мышах-самцах, 200 из которых относились к опытным группам (профилактическое и лечебное применение ИЛ-1) и 200 – к контрольным группам (облучение без применения исследуемого препарата). Животных опытных и контрольных групп подвергали внешнему рентгеновскому облучению на установке РУМ-17 в дозах 5,5 (n = 10), 6,0 (n = 10), 6,5 (n = 12), 7,0 (n = 14), 7,5 (n = 16), 8,0 (n = 18) и 8,5 Гр (n = 20).

В результате проведенных исследований установлено, что рекомби-нантный ИЛ-1 обладает радиопротекторной и ранней терапевтической активностью в отношении клеток-предшественников гемопоэза у облученных мышей (табл. 3).

Таблица 3

Количество эндогенных 9-суточных колониеобразующих единиц на селезенке белых беспородных мышей-самцов, подвергнутых внешнему однократному рентгеновскому облучению, при профилактическом (за 24 ч) и лечебном (через 1 ч) применении интерлейкина-1 в дозе 50 мкг/кг (n = 10 в каждой группе)

Доза облучения, Гр	Контроль (облучение)	ИЛ-1 за 24 ч до облучения	ИЛ-1 через 1 ч после облучения
5,5	7,3 ± 1,7	10,8 ± 2,4	11,0 ± 1,6
6,0	5,8 ± 1,1	6,0 ± 1,8	8,3 ± 1,1
6,5	4,6 ± 0,9	5,5 ± 0,8	6,7 ± 0,8
7,0	3,1 ± 0,7	5,3 ± 1,2 *	6,0 ± 0,7 *
7,5	1,8 ± 0,6	3,2 ± 0,7 *	5,6 ± 1,1 *
8,0	0,8 ± 0,5	2,2 ± 1,2*	3,8 ± 0,9 *
8,5	0	2,0 ± 1,0*	1,7 ± 0,6*
* – различия достоверны (p

В условиях профилактического (за 24 ч до радиационного воздействия) применения при всех изученных дозах облучения рекомбинантный ИЛ-1 предотвращал снижение количества эндогенных КОЕ-С9 у облученных мышей. Статистически значимых отличий по сравнению с контролем (радиационным воздействием без предварительного введения рекомбинантного ИЛ-1) данный показатель достигал при облучении животных в дозах 7,0 и 7,5 Гр (СД70-80/30). При действии очень высоких доз – 8,5 Гр (СД90-100/30) – только предварительное внутрибрюшинное введение препарата позволяло сохранить колониеобразующую активность клеток на селезенках облученных мышей.

Высокую противолучевую активность по показателям эндогенного колониеобразования ИЛ-1 проявлял и при его лечебном применении через 1 ч после радиационного воздействия (табл. 3). И в этом случае при всех дозах облучения рекомбинантный ИЛ-1 предотвращал снижение числа эндогенных КОЕ-С9 у облученных мышей. Так, число КОЕ-С9 при лечебном применении препарата превышало аналогичные значения группы сравнения при облучении в дозе 7,0 Гр почти в 1,5 раза, при облучении в дозе 7,5 Гр – в 2,6 раза, при облучении в дозе 8,0 Гр – в 4,75 раза. Следует также отметить, что, как и в случае профилактического использования ИЛ-1, только его лечебное применение позволяло обнаружить рост эндогенных колоний на селезенках мышей, подвергнутых радиационному воздействию в дозе 8,5 Гр.

Влияние профилактического (за 24 ч до облучения) введения рекомбинантного ИЛ-1 в дозе 50 мкг/кг на количество КОЕ-С9 у облученных мышей изучали и в методике экзогенного колониеобразования. Эксперимент проводился на мышах различных линий: мышах линии BALB/c, обладающих высокой радиочувствительностью, белых беспородных мышах и мышах-гибридах первого поколения CBA x C57Bl, являющихся радиорезистентными.

Результаты проведенного исследования представлены в таблице 4.

Таблица 4

Число миелокариоцитов и количество экзогенных 9-суточных колониеобразующих единиц на селезенке мышей, подвергнутых внешнему однократному рентгеновскому облучению, при профилактическом (за 24 ч) применении интерлейкина-1 в дозе 50 мкг/кг (n = 20 в каждой группе)

Лабораторные животные	Показатель	Условия эксперимента
		без облучения	контроль (облучение)	ИЛ-1 за 24 ч до облучения	ИЛ-1 без облучения
Мыши линии BALB/c	число миелокариоцитов, x 106/бедро	18,5 ± 1,6	18,2 ± 1,4	18,5 ± 1,2	18,0 ± 1,5
	число КОЕ-С9 в 1 бедре	80 ± 8	11 ± 1	32 ± 3 *	320 ± 34 * **
	число КОЕ-С9 на 106 миелокариоцитов	4,1 ± 0,5	0,6 ± 0,2	1,7 ± 0,3 *	17,7± 2,0 * **
Белые беспородные мыши	число миелокариоцитов, x 106/бедро	18,0 ± 1,5	18,4 ± 1,4	20,0 ± 1,2	18,4 ± 1,6
	число КОЕ-С9 в 1 бедре	220 ± 56	80 ± 32	164 ± 29 *	400 ± 94 *
	число КОЕ-С9 на 106 миелокариоцитов	24,4 ± 6,1	8,7 ± 3,2	15,4 ± 3,0 *	43,4 ± 9,9 *
Мыши-гибриды первого поколения CBA x C57B1	число миелокариоцитов, x 106/бедро	21,0 ± 1,8	20,5 ± 1,4	20,0 ± 1,9	19,3 ± 1,6
	число КОЕ-С9 в 1 бедре	358 ± 19	38 ± 8	107 ± 12 *	404 ± 21 *
	число КОЕ-С9 на 106 миелокариоцитов	18,0 ± 1,1	1,2 ± 0,2	5,2 ± 0,3 *	22,5 ± 0,2 *
* – различия достоверны (p

Установлено, что радиационное воздействие вызывало существенное снижение количества колоний, выросших на селезенках облученных животных: до 15 % от исходного уровня у мышей линии BALB/c, до 36 % – у белых беспородных и до 10 % – у гибридов F1 (CBA x C57Bl).

Профилактическое (за 24 ч до облучения) внутрибрюшинное введение рекомбинантного ИЛ-1 в дозе 50 мкг/кг позволяло в значительной степени предотвратить постлучевое снижение числа экзогенных КОЕ-С9 у облученных мышей. При этом, радиозащитный эффект препарата в отношении клеток-предшественников проявлялся вне зависимости от радиочувствительности различных линий мышей. Число колоний на селезенках облученных животных под влиянием препарата в среднем увеличивалось в 2-3 раза. Так, у мышей линии BALB/c, получавших ИЛ-1 в качестве радиопротектора, количество колоний, по сравнению с незащищенными облученными животными, выросло в 2,8 раза и составило 42 % от уровня облученного контроля. У белых беспородных мышей число колоний выросло в 1,8 раз (до 63 % от уровня облученного контроля), у мышей-гибридов – в 4,3 раза (до 29 % от уровня облученного контроля).

Таким образом, результаты исследований показали, что рекомбинантный ИЛ-1 влияет на миграционную и пролиферативную активность ранних предшественников гемопоэза, увеличивая ее. Применение данного препарата за 24 ч до облучения или через 1 ч после радиационного воздействия способствует сохранению жизнеспособности значительного числа кроветворных клеток-предшественников гемопоэза, о чем свидетельствуют данные, полученные при исследовании противолучевой эффективности ИЛ-1 в методиках эндогенного и экзогенного колониеобразования.

Влияние интерлейкина-1 на количественный состав лейкоцитов периферической крови облученных мышей и крыс

На данном этапе исследования в экспериментах на 120 белых беспородных мышах-самцах проводили изучение влияния ИЛ-1 на пострадиационную динамику содержания лейкоцитов в периферической крови. Животных подвергали внешнему относительно равномерному однократному -облучению в дозе 6 Гр (СД70/30) с мощностью дозы 130 Р/мин.

Как видно из данных, представленных в таблице 5, острое -облучение в дозе 6 Гр вызывало у мышей развитие панцитопении с выраженными проявлениями миелодепрессии. Введение ИЛ-1 животным до облучения существенно не влияло на темп развития постлучевой лейкопении в 1-е сутки, однако уже к 3-м суткам после облучения у мышей, получавших препарат, общее число лейкоцитов в периферической крови сохранялось на более высоком уровне по сравнению с контролем. Начало восстановления числа лейкоцитов у леченых животных отмечалось через 8 сут после облучения, тогда как в контроле этот процесс развивался лишь к 12 сут (табл. 5).

Таблица 5

Динамика общего числа лейкоцитов в периферической крови белых беспородных мышей, подвергнутых острому -облучению в дозе 6 Гр при профилактическом (за 24 ч) применении интерлейкина-1 в дозе 50 мкг/кг, х 109/л (n = 10 в каждой группе)

Условия эксперимента	Сроки исследования, сут
	до облучения	1	3	8	12	20
Контроль (облучение)	7,5 ± 0,5	1,2 ± 0,2	0,3 ± 0,2	0,4 ± 0,1	0,7 ± 0,3	7,0 ± 0,5
ИЛ-1 за 24 ч до облучения	9,3 ± 0,4 *	1,3 ± 0,2	0,8 ± 0,1*	1,5± 0,2*	1,8± 0,2*	7,6 ± 0,3
* – различия достоверны (p