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

Таким образом, под влиянием ИЛ-1 выраженность пострадиационной лейкопении была меньше, чем у облученного контроля, а также наблюдалось более быстрое восстановление числа лейкоцитов в периферической крови.

Оценка влияния ИЛ-1 на количественный состав лейкоцитов периферической крови крыс проводилась при пролонгированном -облучении лучами Co-60 в дозе 10 Гр (мощность дозы облучения составила 1 Р/мин). Обследование экспериментальных животных опытных и контрольных групп с оценкой гематологических показателей проводили до облучения (дважды), а также через 3 сут и далее каждые 5-е сутки в течение 30 сут после облучения.

Как видно из данных, представленных в таблице 6, внешнее облучение в дозе 10 Гр с мощностью дозы 1 Р/мин приводило к резкому снижению общего числа лейкоцитов в периферической крови крыс в ранние сроки после радиационного воздействия.

Таблица 6

Динамика общего числа лейкоцитов в периферической крови белых беспородных крыс, подвергшихся пролонгированному -облучении в дозе 10 Гр, при профилактическом (за 24 ч) и лечебном (через 1 ч) применении интерлейкина-1 в дозе 1 мкг/кг, х 109/л (n = 10 в каждой группе)

Профилактическое введение ИЛ-1 за 24 ч до радиационного воздействия уменьшало глубину постлучевого снижения общего числа лейкоцитов в периферической крови крыс в ранние сроки после облучения. Так, через 3 сут после облучения общее число лейкоцитов у животных, получивших ИЛ-1, составляло 40 % от исходного уровня, что почти в 2,5 раза больше, чем у незащищенных крыс. Через 5 сут уровень лейкоцитов у этих животных был лишь 16 % от исходных значений, но все равно почти в 1,5 раза превышал значения аналогичного показателя в контрольной группе. Восстановление числа лейкоцитов до нормы у животных, защищенных предварительным введением ИЛ-1, происходило к 17 сут эксперимента, а развития лейкоцитоза у этих крыс в течение срока наблюдения не отмечалось.

Позитивное влияние на содержание лейкоцитов в периферической крови облученных крыс препарат оказывал и при его использовании через 1 ч после окончания радиационного воздействия. Так, лечебное применение ИЛ-1 предотвращало снижение уровня лейкоцитов в ранние сроки после радиационного воздействия: через 5 сут после облучения значения этого показателя у леченых крыс были на 86 % выше, чем у нелеченых животных. Восстановление числа лейкоцитов происходило, начиная с 17 сут наблюдения, при этом так же, как и в случае профилактического применения препарата, отсутствовала фаза лейкоцитоза, развивавшегося у животных контрольной группы (только облучение) на 17-22 сут опыта.

Динамика содержания нейтрофилов и лимфоцитов в периферической крови облученных животных, получавших с профилактической или лечебной целью ИЛ-1, практически полностью повторяла изменения, регистрировавшиеся при изучении общего числа лейкоцитов.

Следует также отметить, что более эффективно препарат влиял на количество нейтрофилов. Так, введение ИЛ-1 не допускало их резкого постлучевого снижения в ранние сроки после облучения: через 3 сут уровень нейтрофилов превышал показатели контрольной группы более чем в 3 раза в случае профилактического применения препарата и в 2 раза при его лечебном использовании. Восстановление количества нейтрофилов при применении ИЛ-1 в качестве средства ранней терапии лучевых поражений начиналось уже с 5 сут наблюдения, а к 12 сут препарат, введенный за 24 ч до облучения, не вызывал нейтрофилёза, в отличие от данных без введения ИЛ -1.

Изучение влияния на количество клеток крови профилактического и лечебного применения ИЛ-1 в условиях сочетанного внешнего и внутреннего облучения в дозе 10 Зв проводили на 30 белых беспородных крысах-самцах.

Установлено, что максимальное падение уровня лейкоцитов (до 22 % от значений необлученных животных) регистрировалось на 5 сут после радиационного воздействия. Через 7 сут после облучения наблюдался незначительный абортивный подъем, а через 12 сут количество лейкоцитов вновь снижалось. Восстановление числа лейкоцитов начиналось с 17 сут, а нормальных (на уровне биологического контроля) значений этот показатель достигал через 22-30 сут после облучения (табл. 7).

Таблица 7

Динамика общего числа лейкоцитов периферической крови белых беспородных крыс, подвергнутых сочетанному внешнему и внутреннему облучению в дозе 10 Зв, при профилактическом (за 24 ч) и лечебном (через 1 ч) применении интерлейкина-1 в дозе 1 мкг/кг, х 109/л (n = 10 в каждой группе)

Рекомбинантный ИЛ-1, введенный за 24 ч до или через 1 ч после сочетанного радиационного воздействия, снижал выраженность лейкопении на 5 сут наблюдения. Применение препарата как с профилактической, так и с лечебной целью способствовало также ускорению восстановления уровня лейкоцитов в периферической крови облученных животных. Значимые отличия этого показателя, по сравнению с контролем, регистрировались уже на 12 и 17 сут эксперимента, а, начиная с 22 сут, уровень лейкоцитов в крови получавших препарат крыс незначительно превышал значения, зарегистрированные у этих же крыс до радиационного воздействия.

Рис. 4 Динамика абсолютного количества нейтрофилов в периферической крови белых беспородных крыс, подвергнутых сочетанному внешнему и внутреннему облучению в дозе 10 Зв, при профилактическом (за 24 ч) и лечебном (через 1 ч) применении интерлейкина-1 в дозе 1 мкг/кг, х 109/л (n = 10 в каждой группе)

* – различия достоверны (p < 0,05) по сравнению с контролем (облучением)

Аналогичные закономерности были обнаружены и при оценке влияния профилактического или раннего лечебного применения ИЛ-1 на динамику абсолютного количества нейтрофилов (рис. 4) и лимфоцитов у подвергшихся сочетанному облучению животных.

В ходе следующего этапа препарат рекомбинантного ИЛ-1 использовался для коррекции и восстановления гематологических показателей, развивающихся при фракционированном облучении.

Рис. 5. Количество лейкоцитов у крыс при фракционированном радиационном воздействии при применении интерлейкина-1 при рентгеновском фракционированном облучении в дозе 25 Гр (n = 10 в каждой группе), x 109/л

* – различия достоверны (p <0,05) по сравнению с контролем (облучением)

Как видно из данных, представленных на рисунке 5, пятикратное внутрибрюшинное введение ИЛ-1 по 1 мкг/кг в сутки в ходе продолжающегося фракционированного облучения предотвращает дальнейшее снижение количественных показателей белой крови, а также ускоряет их восстановление после окончания радиационного воздействия.

После завершения фракционированного облучения в суммарной дозе 25,0 Гр при курсовом применении ИЛ-1 (внутрибрюшинно по 1 мкг/кг в течение 5 сут) восстановление общего числа лейкоцитов, абсолютного количества нейтрофилов и лимфоцитов происходят в более ранние сроки, чем у нелеченных животных. Так, по сравнению с показателями нелеченых крыс у животных, получавших препарат, уже через 1 сут после начала терапии общее число лейкоцитов было более чем в 2 раза выше, абсолютное количество нейтрофилов – более чем в 3 раза выше, а число лимфоцитов – в 1,5 раза выше (p<0,05). Через 5 и 10 сут после первой инъекции препарата сохранялась тенденция к более высокому уровню общего количества лейкоцитов и абсолютного содержания лимфоцитов, а число нейтрофилов достоверно (p<0,05) превышало значения аналогичного показателя нелеченных животных. Результаты этого раздела работы представлены на рисунке 6.

Рис. 6. Количество лейкоцитов у крыс при применении интерлейкина-1 после окончания фракционированного рентгеновского облучения в суммарной дозе 25 Гр (n = 10 в каждой группе), x 109/л

* – различия достоверны (p < 0,05) по сравнению с контролем (облучением)

Результаты исследований, проведенных на этом этапе, показали, что в условиях внешнего острого и пролонгированного, а также и сочетанного внешнего и внутреннего облучения рекомбинантный ИЛ-1, введенный за 24 ч до или через 1 ч после радиационного воздействия, способствует предотвращению ранней постлучевой лейкопении (развивающейся за счет снижения числа и нейтрофилов, и лимфоцитов) и ускоряет восстановление количества клеток белой крови в поздние сроки после облучения. А использованные схемы применения препарата при фракционированном облучении, в высоких суммарных дозах, способствуют более быстрому и полному восстановлению гематологических показателей у крыс.

Влияние интерлейкина-1 на показатели функционально-метаболического статуса нейтрофилов периферической крови облученных крыс

Наряду с предотвращением пострадиационных изменений количества клеток белой крови ИЛ-1, введенный за 24 ч до или через 1 ч после внешнего пролонгированного -облучения в дозе 10 Гр, оказывал позитивное влияние и на качественное состояние нейтрофилов, оцененное по содержанию в этих клетках лизосомальных катионных белков, активности миелопероксидазы (МПО) и щелочной фосфатазы (ЩФ).

Внешнее пролонгированное облучение в дозе 10 Гр вызывало уменьшение содержания катионных белков в нейтрофилах периферической крови крыс, особенно выраженное в промежуток с 3 по 17 сут после лучевого воздействия (табл. 8). Наибольшее падение количества этих биоцидных протеинов зарегистрировано через 5 сут после облучения.

Таблица 8

Динамика содержания катионных белков в нейтрофилах периферической крови белых беспородных крыс, подвергнутых внешнему пролонгированному -облучению в дозе 10 Гр, при профилактическом (за 24 ч) и лечебном (через 1 ч) применении интерлейкина-1 в дозе 1 мкг/кг, усл. ед. (n = 10 в каждой группе)

В этих условиях как профилактическое, так и лечебное применение ИЛ-1 в дозе 1 мкг/кг способствовало предотвращению радиационно обусловленного снижения показателей лизосомально-катионного теста. Так, уже на ранних сроках (3-5 сут) содержание катионных белков при обеих схемах использования ИЛ-1 превышало показатели контрольной группы в среднем на 20 %. Следует также отметить, что внутрибрюшинное введение ИЛ-1 как до, так и после облучения способствовало тому, что количество катионных белков в нейтрофилах облученных крыс практически не снижалось, оставаясь на уровне 1,26-1,37 усл. ед. практически во все сроки исследования.

Активность МПО в нейтрофилах периферической крови крыс в ранние сроки после внешнего облучения в дозе 10 Гр с мощностью дозы 1 Р/мин была пониженной. Максимальное угнетение активности фермента регистрировалось через 5 сут после окончания радиационного воздействия, а восстановление данного показателя до уровня необлученных животных происходило лишь на 22-30 сут наблюдения. Профилактическое применение ИЛ-1 не отменяло раннего постлучевого ингибирования МПО, но способствовало более быстрой (уже к 7 сут опыта) нормализации активности фермента. Раннее лечебное использование препарата практически полностью предотвращало вызванное радиацией ингибирование МПО в нейтрофилах, а, начиная с 7 сут эксперимента, активность данного фермента у леченых животных достоверно превышала показатели соответствующего нелеченного контроля.

Действие внешнего пролонгированного -облучения приводило к увеличению в клетках активности ЩФ, особенно выраженному на 5-7 сут эксперимента. Как профилактическое, так и лечебное использование ИЛ-1 способствовало еще большей активации этого фермента в ранние сроки после окончания радиационного воздействия. Так, применение ИЛ-1 в качестве средства профилактики лучевого поражения через 3 сут после облучения приводило к увеличению активности ЩФ на 14 % по сравнению с соответствующим контролем (p>0,05) и на 18 % по сравнению с исходными данными. При применении ИЛ-1 в качестве средства раннего лечения активность ЩФ в этот же период возрастала на 11 % относительно контроля (p>0,05) и на 14 % относительно исходного уровня. В то же время, значимые отличия содержания данного фермента в нейтрофилах по сравнению с контролем регистрировались лишь через 7 и 12 сут после облучения, когда активность ЩФ у нелеченых животных уже восстанавливалась до нормы, а у крыс, получавших ИЛ-1, все еще наблюдалась ее гиперактивация.

Оценка влияния ИЛ-1 на состояние лейкоцитов периферической крови при сочетанном внешнем и внутреннем облучении показала, что через 3 и 5 сут после сочетанного радиационного воздействия в нейтрофилах облученных крыс обнаруживалось существенное (более чем на 20 % от исходного уровня) снижение количества катионных белков, а профилактическое или лечебное использование рекомбинантного ИЛ-1 отменяло этот эффект облучения.

Таблица 9

Динамика активности миелопероксидазы в нейтрофилах периферической крови белых беспородных крыс, подвергнутых сочетанному внешнему и внутреннему облучению в дозе 10 Зв, при профилактическом (за 24 ч) и лечебном (через 1 ч) применении интерлейкина-1 в дозе 1 мкг/кг, усл. ед. (n = 10 в каждой группе)