Ugotavljanje protektivnosti fulerenola in vivo v akutni in kronični kardiomiopatiji pri terapiji malignih neoplazem z doksorubicinom pri podganahInjac, Rade (Avtor) Štrukelj, Borut (Mentor) protektivnost fulerenolaAlzheimerjeva bolezenParkinsonova bolezentoksičnostdoksorubicinFulereni so posebna oblika ogljika, ki so jih odkrili sredi osemdesetih let devetnajstega stoletja. Najbolj poznan med njimi je buckyball, ki predstavlja zaprto sferično strukture v obliki nogometne žoge. Trenutno se odvijajo številne raziskave, v katerih poskušajo odkriti tisto farmacevtsko obliko, ki bi kar najbolje izkoristila biološke lastnosti fulerenov in njihovih derivatov. Danes že izkoriščajo nekatere lastnosti fulerena, kot sta sposobnost odstranjevanja radikalov ter posebna molekulska zgradba. V raziskavah so pokazali, da je fulerenol učinkovit pri zaviranju metastaziranja, zdravljenju cerebralnih sprememb, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen, zdravljenju hepatitisa C in aidsa. Fulerenole C60(OH)n, polihidroksi derivate fulerena, intenzivno proučujejo zaradi dobrih antioksidativnih lastnosti. Domnevajo, da delujejo kot lovilci radikalov v bioloških sistemih, pri oksidativnem stresu, ki ga povzroči radioaktivno obsevanje. Za fulerenol C60(OH)24 so dokazali, da ima zaščitne učinke pred z doksorubicinom povzročeno toksičnostjo v živalskih modelih. Potencialno zaščitno vlogo pred kardio-, hepato-, nefro- in pulmotoksičnostjo, povzročeno z doksorubicinom, so proučevali na modelih podgan s kemijsko povzročenim rakom. Naša raziskovalna skupina je na podlagi rezultatov preliminarnih raziskav na zdravih odraslih podganah vrste Wistar potrdila, da ima fulerenol v odmerku 100 mg/kg intraperitonealno, injiciran 30 minut pred doksorubicinom, zaščitni učinek na srčno in jetrno tkivo. V nadaljnjih raziskavah smo določili, da je tak odmerek učinkovit za zaščito pred z doksorubicinom povzročenima akutno in kronično toksičnostjo. Izvedli smo tudi in vivo ter in vitro raziskavo, s katero smo potrdili potencialno zaščitno vlogo fulerenola C60(OH)24 na z doksorubicinom povzročeno hepatotoksičnost. In vivo rezultati (na podganah vrste Sprague-Dawley) so pokazali, da pride pod vplivom doksorubicina do značilnih sprememb v serumskih koncentracijah alanin-aminotransferaze (ALT), aspartat-aminotransferaze (AST), laktat-dehidrogenaze (LDH) in alfa-hidroksibutirat-dehidrogenaze (α-HBDH) kot tudi sprememb v koncentracijah malondialdehida (MDA), glutationa (GSH), glutation-peroksidaze (GSH-Px), glutation-reduktaze (GR), katalaze (CAT) in superoksid-dizmutaze (SOD) ter spremembe celotnega antioksidativnega statusa (TAS) v jetrnem tkivu. Omenjeni učinki so se izrazito zmanjšali po predhodnem injiciranju fulerenola, in sicer pri vseh preiskovanih dejavnikih, razen pri koncentracijah MDA in GSH. V drugem sklopu poskusov smo celično linijo hepatocelularnega karcinoma (HepG2) izpostavili fulerenolu v koncentracijah 10 ali 44 mg/ml za 12, 24, 48 ali 96 ur. Z namenom, da bi ovrednotili modulirajočo aktivnost fulerenola na z doksorubicinom povzročeno hepatotoksičnost, smo celično linijo istočasno izpostavili doksorubicinu (1 μM; 5 μM) in fulerenolu (10 μg/ml; 44 μg/ml) v različnih kombinacijah. Kadar smo celice izpostavili 5 μM doksorubicinu in fulerenolu, smo ohranili celično aktivnost v celotnem času trajanja poskusa. Na osnovi rezultatov lahko zaključimo, da je že sam fulerenol citotoksičen za HepG2, kadar pa je oksidativni stres prevelik, prevladajo nadcitotoksičnimi učinki fulerenola njegove močne zaščitne antioksidativne lastnosti. Poškodbe srčne mišice po vnosu doksorubicina smo potrdili na podlagi ultrastrukturnih patološksprememb, sprememb v koncentracijah SOD, MDA, CAT, GSSG (oksidirani glutation) in GR tsprememb TAS, enako kot protektivni vpliv fulerenola apliciranega pred doksorubicinom v akutfaz. Sam fulerenol v odmerku 100 mg/kg ni imel vliva na poškodbo srca v podganah z rakom dojk. Trezultati nakazujejo, da bi fulerenol lahko uporabili kot potencialni kardioprotektiv pri bolnikih, ji zdravimo z doksorubicinom.V časovnem obdobju treh tednov smo proučevali učinke fulerenola C60(OH)24 v treh odmerkih (250 in 100 mg/kg/teden) na z doksorubicinom povzročeno kardio- in hepatotoksičnost pri podganas kolorektalnim rakom. Uporabili smo in vivo model na podganah samcih vrste Wistar, pri čemsmo ugotavljali, ali je fulerenol sposoben preprečiti z doksorubicinom (1,5 mg/kg/teden v obdobtreh tednov) povzročeni kronični kardio- in hepatotoksičnost. Učinke smo primerjali z učinki dobpoznanega antioksidanta, vitamina C (100 mg/kg/teden v obdobju treh tednov). Na podlagrezultatov makroskopskih, mikroskopskih, hematoloških, biokemijskih, fizioloških, farmakološkin farmakokinetičnih raziskav smo potrdili, da ima fulerenol v vseh preiskovanih odmerkih zaščitnučinke na srčno in jetrno tkivo pred kronično toksičnostjo, inducirano z doksorubicinom.Ključna prednost fulerenola pred ostalimi znanimi antioksidanti je njegovo dvojno delovanje – ščpred učinki sevanja in ščiti pred poškodbami tkiv (srca, jeter, ledvic in pljuč) med protirakavizdravljenjem (radio- in kemo- terapijo). Potrebne pa bodo še nadaljnje raziskave, in sicer raziskavakutnih in kroničnih učinkov na prašičih in nato klinične raziskave na ljudeh.[R. Injac]20082021-05-13 09:45:56Doktorska disertacija127016sl