sibmedСибирский научный медицинский журналСибирский научный медицинский журнал2410-25122410-2520ИЦиГ СО РАН10.18699/SSMJ20250211sibmed-2080Research ArticleМЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИBIOMEDICINEВлияние биотехнологических противолучевых препаратов на противоопухолевый эффект экспериментальной лучевой терапииThe influence of the impact of biotechnological radioprotective drugs on the antitumor effect of experimental radiation therapyhttps://orcid.org/0000-0001-7052-3665МурзинаЕ. В.MurzinaE. V.

Мурзина Елена Викторовна, к.б.н.

194044, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, 6 

 Elena V. Murzina, candidate of biological sciences 

 194044, Saint-Petersburg, Academika Lebedeva st., 6 

elenmurzina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2426-9843ФедоросЕ. И.FedorosE. I.

 Федорос Елена Ивановна, к.м.н.

197758, г. Санкт-Петербург, пос. Песочный, ул. Ленинградская, 68 

 Elena I. Fedoros, candidate of medical sciences 

197758, Saint-Petersburg, vlg. Pesochny, Leningradskaya st., 68 

elenafedoros@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-0259-2567ЕрмаковаЕ. Д.ErmakovaE. D.

 Ермакова Елена Дмитриевна

197758, г. Санкт-Петербург, пос. Песочный, ул. Ленинградская, 68 

 Elena D. Ermakova 

197758, Saint-Petersburg, vlg. Pesochny, Leningradskaya st., 68 

helenermakova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5645-7072АксеноваН. В.AksenovaN. V.

 Аксенова Наталия Владимировна, к.м.н.

194044, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, 6 

 Natalia V. Aksenova, candidate of medical sciences 

 194044, Saint-Petersburg, Academika Lebedeva st., 6 

nataaks@mail.ruВоробейчиковЕ. В.VorobeychikovE. V.

 Воробейчиков Евгений Владимирович, к.м.н.  

197101, г. Санкт-Петербург, ул. Кронверкская, 23, лит. А, пом. 219-220 

 Evgeniy V. Vorobeychikov, candidate of medical sciences 

197101, Saint-Petersburg, Kronverkskaya st., 23, lit. A, rooms 219-220 

evorobeychikov@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8228-4240СимбирцевА. С.SimbirtsevA. S.

 Симбирцев Андрей Семенович, д.м.н., проф., чл.-корр. РАН

197110, г. Санкт-Петербург, ул. Пудожская, 7 

 Andrei S. Simbirtsev, doctor of medical sciences, professor, corresponding member of the RAS 

197110, Saint-Petersburg, Pudozhskaya st., 7 

simbas@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8587-1328СофроновГ. А.SofronovG. A.

 Софронов Генрих Александрович, д.м.н., проф., акад. РАН

194044, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, 6 

Genrikh A. Sofronov, doctor of medical sciences, professor, academician of the RAS 

194044, Saint-Petersburg, Academika Lebedeva st., 6 

gasofronov@mail.ruВоенно-медицинская академия им. С.М. Кирова Минобороны РоссииРоссияS.M. Kirov Military Medical AcademyRussian FederationНациональный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Петрова Минздрава РоссииРоссияN.N. Petrov National Medical Research Center of Oncology of Minzdrav of RussiaRussian FederationООО «Научно-производственная фирма «БИОС»РоссияLLC Scientific and production company “BIOS”Russian FederationГосударственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов ФМБА РоссииРоссияState Research Institute of Highly Pure Biopreparations of FMBA of RussiaRussian Federation202506052025452102112Copyright © Мурзина Е.В., Федорос Е.И., Ермакова Е.Д., Аксенова Н.В., Воробейчиков Е.В., Симбирцев А.С., Софронов Г.А., 20252025Мурзина Е.В., Федорос Е.И., Ермакова Е.Д., Аксенова Н.В., Воробейчиков Е.В., Симбирцев А.С., Софронов Г.А.Murzina E.V., Fedoros E.I., Ermakova E.D., Aksenova N.V., Vorobeychikov E.V., Simbirtsev A.S., Sofronov G.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibmed.elpub.ru/jour/article/view/2080

Использование радиозащитных препаратов при лучевой терапии опухолей может способствовать снижению риска неблагоприятного влияния ионизирующего излучения на нормальные ткани и улучшить качество жизни пациентов. Однако существует обеспокоенность, что протекторное действие препаратов также будет направлено на опухолевые клетки и снизит эффективность противоопухолевой терапии. Целью работы явилось экспериментальное изучение возможности использования перспективных биотехнологических противолучевых препаратов для снижения нежелательных эффектов лучевой терапии опухолей.Материал и методы. Исследование выполнено на модели карциномы Эрлиха у мышей BALB/с с экспериментальным лучевым лечением в виде общего однократного рентгеновского облучения в дозе 4 Гр. Биотехнологические препараты, разработанные отечественными специалистами, вводили мышам на 12-е сутки после перевивки опухоли до облучения: хитинглюкановый комплекс из гриба вешенка обыкновенная в дозе 500 мг/кг внутрижелудочно, деиммунизированный рекомбинантный флагеллин в дозе 1 мг/кг внутрибрюшинно. Оценивали объем опухолевых узлов в разные сроки опыта, рассчитывали степень торможения роста опухоли, регистрировали распространение опухоли в близлежащие ткани.Результаты и их обсуждение. Исследованные препараты не вызывали стимуляцию опухолевого роста и не снижали торможение роста опухолевых узлов у облученных мышей. В отдельные сроки опыта у мышей с комбинированной терапией наблюдали тенденцию к увеличению эффективности экспериментальной лучевой терапии (на 4-6 %). При применении рекомбинантного флагеллина регистрировали уменьшение количества животных с тотальным распространением карциномы Эрлиха, а при использовании грибного хитин-глюканового комплекса – снижение величины интегрального балльного показателя диссеминации. Заключение. Результаты работы показали отсутствие негативного влияния хитин-глюканового комплекса из гриба вешенка обыкновенная и деиммунизированного рекомбинантного флагеллина на противоопухолевый эффект экспериментальной лучевой терапии, что подтверждает возможность их применения в качестве средств сопровождения радиотерапии опухолей.

Exposure to ionizing radiation during antitumor radiotherapy can cause undesirable side effects. This is damage to healthy tissues and organs. The use of radioprotective drugs can provide protection for normal cells, but there are risks of their negative impact on the antitumor effect of radiotherapy. The aim of the work is to study the possibility of using promising biotechnological radioprotective drugs to reduce the side effects of antitumor radiotherapy.Material and methods. The study was performed on model of Ehrlich’s carcinoma in BALB/c mice with experimental radiation treatment (4 Gy X-ray). Biotechnological products, developed by Russian specialists, were administered to mice before irradiation on the 12th day after the tumor was transplanted. Chitin-glucan complex extracted from Pleurotus ostreatus was administered at a dose of 500 mg/kg intragastrically, recombinant flagellin at a dose of 1 mg/kg intraperitoneally. The volume of tumor nodules was assessed at different time points during the experiment, the degree of tumor growth inhibition was calculated, and the spread of the tumor into nearby tissues was recorded.Results and discussion. The absence of stimulation of tumor growth during the use of drugs has been established. The drugs did not reduce the inhibition of Ehrlich tumor growth in mice caused by experimental X-ray treatment. In some periods of the experiment, mice with combination therapy showed a tendency to increase the effectiveness of radiation treatment by 4–6 %. The use of recombinant flagellin led to a decrease in the number of animals with a total spread of Ehrlich’s carcinoma. When using the mushroom chitin-glucan complex, there was a tendency to decrease the value of the integral dissemination score compared to control.Conclusions. It was shown that the chitin-glucan complex from the Pleurotus ostreatus and the deimmunized recombinant flagellin did not have a negative effect on the antitumor effect of radiation exposure. The possibility of their use as a means of accompanying radiotherapy of tumors has been experimentally confirmed.

экспериментальная лучевая терапиякарцинома Эрлихамыши BALB/сбета-D-глюканвешенка обыкновеннаярекомбинантный флагеллинexperimental radiotherapyEhrlich carcinomaBALB/c micebeta-D-glucanPleurotus ostreatusrecombinant flagellinРабота выполнена в рамках участия Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова в Программе стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».The work was carried out with the participation of the Military Medical Academy in the Strategic Academic Leadership Program “Priority 2030”.ReferencesЛегеза В.И., Драчев И.С., Чепур С.В. Осложнения лучевой противоопухолевой терапии (клиника, патогенез, профилактика, лечение). СПб.: СпецЛит, 2022. 207 с.Legeza V.I., Drachev I.S., Chepur S.V. Complications of radiation antitumor therapy (clinical presentation, pathogenesis, prevention, treatment). Saint-Petersburg: SpetsLit, 2022. 207 p. [In Russian].de Ruysscher D., Niedermann G., Burnet N.G., Siva S., Lee A.W.M., Hegi-Johnson F. Radiotherapy toxicity. Nat. Rev. Dis. Prim. 2019;5(1):13. doi: 10.1038/s41572-019-0064-5de Ruysscher D., Niedermann G., Burnet N.G., Siva S., Lee A.W.M., Hegi-Johnson F. Radiotherapy toxicity. Nat. Rev. Dis. Prim. 2019;5(1):13. doi: 10.1038/s41572-019-0064-5Patyar R.R., Patyar S. Role of drugs in the prevention and amelioration of radiation induced toxic effects. Eur. J. Pharmacol. 2018;819:207–216. doi: 10.1016/j.ejphar.2017.12.011Patyar R.R., Patyar S. Role of drugs in the prevention and amelioration of radiation induced toxic effects. Eur. J. Pharmacol. 2018;819:207–216. doi: 10.1016/j.ejphar.2017.12.011Singh V.K., Seed T.M. The efficacy and safety of amifostine for the acute radiation syndrome. Expert Opin. Drug Saf. 2019;18(11):1077–1090. doi: 10.1080/14740338.2019.1666104Singh V.K., Seed T.M. The efficacy and safety of amifostine for the acute radiation syndrome. Expert Opin. Drug Saf. 2019;18(11):1077–1090. doi: 10.1080/14740338.2019.1666104Lu Y., Swartz J.R. Functional properties of Flagellin as a stimulator of innate immunity. Sci. Rep. 2016;12(6):18379. doi: 10.1038/srep18379Lu Y., Swartz J.R. Functional properties of Flagellin as a stimulator of innate immunity. Sci. Rep. 2016;12(6):18379. doi: 10.1038/srep18379Singh V.K., Seed T.M. Entolimod as a radiation countermeasure for acute radiation syndrome. Drug Discov. Today. 2021;26(1):17–30. doi: 10.1016/j.drudis.2020.10.003Singh V.K., Seed T.M. Entolimod as a radiation countermeasure for acute radiation syndrome. Drug Discov. Today. 2021;26(1):17–30. doi: 10.1016/j.drudis.2020.10.003Mett V., Kurnasov O.V., Bespalov I.A., Molodtsov I., Brackett C.M., Burdelya L.G., Purmal A.A., Gleiberman A.S., Toshkov I.A., Burkhart C.A., … Osterman A.L. A deimmunized and pharmacologically optimized Toll-like receptor 5 agonist for therapeutic applications. Commun. Biol. 2021;4(1):466. doi: 10.1038/s42003-021-01978-6Mett V., Kurnasov O.V., Bespalov I.A., Molodtsov I., Brackett C.M., Burdelya L.G., Purmal A.A., Gleiberman A.S., Toshkov I.A., Burkhart C.A., … Osterman A.L. A deimmunized and pharmacologically optimized Toll-like receptor 5 agonist for therapeutic applications. Commun. Biol. 2021;4(1):466. doi: 10.1038/s42003-021-01978-6Chugh R.M., Mittal P., Mp N., Arora T., Bhattacharya T., Chopra H., Cavalu S., Gautam R.K. Fungal mushrooms: a natural compound with therapeutic applications. Front. Pharmacol. 2022;13:925387. doi: 10.3389/fphar.2022.925387Chugh R.M., Mittal P., Mp N., Arora T., Bhattacharya T., Chopra H., Cavalu S., Gautam R.K. Fungal mushrooms: a natural compound with therapeutic applications. Front. Pharmacol. 2022;13:925387. doi: 10.3389/fphar.2022.925387Sharma A., Sharma A., Tripathi A. Biological activities of Pleurotus spp. polysaccharides: A review. J. Food Biochem. 2021;45(6):13748. doi: 10.1111/jfbc.13748Sharma A., Sharma A., Tripathi A. Biological activities of Pleurotus spp. polysaccharides: A review. J. Food Biochem. 2021;45(6):13748. doi: 10.1111/jfbc.13748Wang W., Xue C., Mao X. Radioprotective effects and mechanisms of animal, plant and microbial polysaccharides. Int. J. Biol. Macromol. 2020;153:373–384. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.02.203Wang W., Xue C., Mao X. Radioprotective effects and mechanisms of animal, plant and microbial polysaccharides. Int. J. Biol. Macromol. 2020;153:373–384. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.02.203Мурзина Е.В., Софронов Г.А., Аксенова Н.В., Веселова О.М., Гребенюк А.Н., Духовлинов И.В., Орлов А.И. Экспериментальная оценка противолучевой эффективности рекомбинантного флагеллина. Вестн. Рос. воен.-мед. акад. 2017;(3):122–128. doi: 10.17816/brmma623038Murzina E.V., Sofronov G.A., Aksenova N.V., Veselova O.M., Grebenyuk A.N., Dukhovlinov I.V., Orlov A.I. Experimental estimation of the radioprotective efficiency of recombinant flagellin. Vestnik Rossiyskoy voyenno-meditsinskoy akademii = Bulletin of the Russian Military Medical Academy. 2017;(3):122–128. [In Russian]. doi: 10.17816/brmma623038Мурзина Е.В., Софронов Г.А., Симбирцев А.С., Аксенова Н.В., Загородников Г.Г., Веселова О.М., Жирнова Н.А., Дмитриева Е.В., Климов Н.А., Воробейчиков Е.В. Влияние бетаD-глюкана на выживаемость и гемопоэтические показатели мышей после воздействия рентгеновского излучения. Мед. акад. ж. 2023;23(1):53–66. doi: 10.17816/MAJ114742Murzina E.V., Sofronov G.A., Simbirtsev A.S., Aksenova N.V., Zagorodnikov G.G., Veselova O.M., Zhirnova N.A., Dmitrieva E.V., Klimov N.A., Vorobeychikov E.V. Impact of beta-D-glucan on survival and hematopoietic parameters of mice after exposure to Xrays. Meditsinskiy akademicheskiy zhurnal = Medical Academic Journal. 2023;23(1): 53–66. [In Russian]. doi: 10.17816/MAJ114742Вершинина С.Ф., Стуков А.Н. Справочник по экспериментальной терапии опухолей. СПб.: Репринт, 2008. 36 с.Vershinina S.F., Stukov A.N. Handbook of Experimental Tumor Therapy. Saint-Petersburg: Reprint, 2008. 36 p. [In Russian].Koukourakis M.I., Giatromanolaki A., Zois C.E., Kalamida D., Pouliliou S., Karagounis I.V., Yeh T.L., Abboud M.I., Claridge T.D., Schofield C.J., … Harris A.L. Normal tissue radioprotection by amifostine via Warburg-type effects. Sci. Rep. 2016;6:30986. doi: 10.1038/srep30986Koukourakis M.I., Giatromanolaki A., Zois C.E., Kalamida D., Pouliliou S., Karagounis I.V., Yeh T.L., Abboud M.I., Claridge T.D., Schofield C.J., … Harris A.L. Normal tissue radioprotection by amifostine via Warburg-type effects. Sci. Rep. 2016;6:30986. doi: 10.1038/srep30986Рождественский Л.М., Липенгольц А.А., Лисина Н.И., Романова К.Ю. Оценка влияния радиомодификатора беталейкина на рост облученной перевивной карциномы Льюиса у мышей. Радиац. биол. Радиоэкол. 2021;61(6):625–631. doi: 10.31857/S0869803121060096Rozhdestvensky L.M., Lipengolts A.A., Lisina N.I., Romanova K.Yu. Evaluation of radiomodificator betaleukine influence on exposed Lewis carcinoma growth in mice. Radiatsionnaya biologiya. Radioekologiya = Radiation Biology. Radioecology. 2021;61(6):625–631. [In Russian]. doi: 10.31857/S0869803121060096Филимонова М.В., Самсонова А.С., Корнеева Т.С., Шевченко Л.И., Филимонов А.С. Исследование способности нового ингибитора синтаз оксида азота INOS1 селективно защищать нормальные ткани на модели лучевой терапии карциномы Эрлиха. Радиация и риск. 2017;27(2):37–45. doi: 10.21870/0131-3878-2018-27-2-37-45Filimonova M.V., Samsonova A.S., Korneeva T.S., Shevchenko L.I., Filimonov A.S. Study of the ability of a new nitric oxide synthase inhibitor INOS1 to selectively protect the normal tissue in the Ehrlich carcinoma radiotherapy model. Radiatsiya i risk = Radiation and Risk. 2017;27(2):37–45. [In Russian]. doi: 10.21870/0131-3878-2018-27-2-37-45Malyarenko O.S., Usoltseva R.V., Zvyagintseva T.N., Ermakova S.P. Laminaran from brown alga Dictyota dichotoma and its sulfated derivative as radioprotectors and radiosensitizers in melanoma therapy. Carbohydr. Polym. 2019;206:539–547. doi: 10.1016/j.carbpol.2018.11.008Malyarenko O.S., Usoltseva R.V., Zvyagintseva T.N., Ermakova S.P. Laminaran from brown alga Dictyota dichotoma and its sulfated derivative as radioprotectors and radiosensitizers in melanoma therapy. Carbohydr. Polym. 2019;206:539–547. doi: 10.1016/j.carbpol.2018.11.008Zhang Z., Zhang Y., Liu H., Wang J., Wang D., Deng Z., Li T., He Y., Yang Y., Zhong S. A water-soluble selenium-enriched polysaccharide produced by Pleurotus ostreatus: Purification, characterization, antioxidant and antitumor activities in vitro. Int. J. Biol. Macromol. 2021;168:356–370. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.12.070Zhang Z., Zhang Y., Liu H., Wang J., Wang D., Deng Z., Li T., He Y., Yang Y., Zhong S. A water-soluble selenium-enriched polysaccharide produced by Pleurotus ostreatus: Purification, characterization, antioxidant and antitumor activities in vitro. Int. J. Biol. Macromol. 2021;168:356–370. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.12.070Wisbeck E., Facchini J.M., Alves E.P., Silveira M.L., Gern R.M., Ninow J.L., Furlan S.A. A polysaccharide fraction extracted from Pleurotus ostreatus mycelial biomass inhibit Sarcoma 180 tumor. An. Acad. Bras. Cienc. 2017;89(3 Suppl):2013–2020. doi: 10.1590/0001-3765201720150635Wisbeck E., Facchini J.M., Alves E.P., Silveira M.L., Gern R.M., Ninow J.L., Furlan S.A. A polysaccharide fraction extracted from Pleurotus ostreatus mycelial biomass inhibit Sarcoma 180 tumor. An. Acad. Bras. Cienc. 2017;89(3 Suppl):2013–2020. doi: 10.1590/0001-3765201720150635Yang E., Choi H., Park J.S., Noh Y.W., Choi C.M., Lee W.J., Ko J.W., Kim J. A first-in-human study of KMRC011, a potential treatment for acute radiation syndrome, to explore tolerability, pharmacokinetics, and pharmacodynamics. Clin. Transl. Sci. 2021;14(6):2161–2170. doi: 10.1111/cts.13073Yang E., Choi H., Park J.S., Noh Y.W., Choi C.M., Lee W.J., Ko J.W., Kim J. A first-in-human study of KMRC011, a potential treatment for acute radiation syndrome, to explore tolerability, pharmacokinetics, and pharmacodynamics. Clin. Transl. Sci. 2021;14(6):2161–2170. doi: 10.1111/cts.13073Кокая Г.Н., Кокая А.А., Зацепин В.В., Мухина И.В., Мавренков Э.М. Особенности течения костномозговой формы острой лучевой болезни и острого цитотоксического синдрома у мышей. Соврем. наука: актуал. пробл. теории и практ. Сер. Естеств. и техн. науки. 2023;(4):14–22. doi: 10.37882/2223–2966.2023.04.17Kokaya G.N., Kokaya A.A., Zatsepin V.V., Mukhina I.V., Mavrenkov E.M. Features of the course of the bone marrow form of acute radiation sickness and acute cytotoxic syndrome in mice. Sovremennaya nauka: aktual'nyye problemy teorii i praktiki. Seriya: Yestestvennyye i tekhnicheskiye nauki = Modern Science: Topical Problems of Theory and Practice. Series: Natural and Technical Sciences. 2023;(4):14–22. [In Russian]. doi: 10.37882/2223–2966.2023.04.17

The authors declare that there are no conflicts of interest present.