Медицина
профилактика заболевания

Онкология

ОнкологияИзвестны различные лекарственные средства, обладающие противоопухолевым действием применяемые при лечении онкологические заболеваний: бензотеф, циклофосфан, адриабластин, карминомицин, винкристин, метотрексан, тиофосфамид, фторофур, и др. Все они токсичны в терапевтических дозах, дают побочные эффекты и имеют противопоказания.
Преимущество водорастворимого меланина обладающего новым свойством, не присущим средствам аналогичного действия. Водорастворимый меланин как фенольные соединения обладают свойствами останавливать развитие раковых опухолей и метастазов в организме. Меланин вступает в реакцию с нуклеиновыми кислотами и белками раковых клеток, препятствует синтезу их ДНК, тормозят развитие раковой опухоли. Водорастворимый меланин разрушает барьеры, возведенные раковой клеткой в месте ее нового прикрепления. Не прикрепленные раковые клетки беспрепятственно уничтожаются лимфоцитам т-хелперам. В опытах, для проверки меланина на канцерогенную активность, у животных не было обнаружено никаких изменений в тканях.
Его нетоксичные свойства и отсутствие побочных явлений обеспечивают эффективное лечение раковых заболеваний.
Сухой препарат водорастворимого меланина по внешнему виду представляет собой порошок с черно-коричневыми кристаллами с ярким мерцающим блеском.
Порошок используют для приготовления водных растворов меланина нужной концентрации.
Водный раствор водорастворимого меланина показал высокую цитотоксическую активность в отношении рака человека линий клеток рака легкого (85%-ная гибель),
Рака молочной железы (две линии, свыше 90%) и клеточной линии карциномы толстой кишки (80%-ный результат) а также при лечении больных-добровольцев:
Пример 1. Больной В. Рак легкого, прием внутрь 40-100 мг суточная доза, выздоровление 2 года.
Пример 2. Больной И. (врач) меланома 4 стадия, прием внутрь 60-100 мг суточная доза, и местно на лимфоузлы, выздоровление 1 год 7 месяцев высокая работоспособность.
Пример 3.Больнеой А. рак прямой кишки, суточная доза 60-100 мг. Здоров полтора года.
Пример 4.Больной С. Рак полости рта, суточная доза 90-400 мг., через 2 недели опадение опухоли, возобновление возможности говорить и самостоятельно принимать пищу, улучшение формулы крови.
Пример 5. Больной К. рак кожи путем прикладывания на пораженную поверхность примочек водорастворимого меланина способствовало быстрому заживлению раны и предотвращение развитию рака кожи.
Водорастворимый меланин является ценным высокоэффективным противоопухолевым веществом.
Пример 6. Больной В. Анапластическая (злокачественная) менингиома головного мозга (WHO Grade III)код - ICD - O\SNOMED 9539\3. Анализы получены, пройдя курс химиотерапии и после удаленной опухоли. В процессе употребления Меланина, работа головного мозга восстанавливается, стабилизируется работа нервной системы и снижается риск возникновения метастазов.
Онкология


Известие Академии наук СССР – серия биология 1973г №3.-ст438

И.М. Хрулева, А.А. Берлин

Противоопухолевая активность синтетических, биосинтетических и природных меланинов.


Показана возможная противоопухолевая активность синтетических меланинов из DL-, L-5,6- диоксииндола (5,6 – ДОИ), 5,6-ДОИ-2 карбоновой кислоты, биосинтетического меланина из DL- дофа и природного, выделенного из меланом Градинга-Пасси и B-16, на перевиваемых меланомах.
Показано что DL-дофа-меланин и меланин, выделенный из меланомы Гардинга-Пасси, при подкожном введении мышам не являются химическими канцерогенами.
Сделана попытка объяснить возможные физиологические функции меланинов в живом организме.
До недавнего времени меланины рассматривались лишь как вещества, играющие роль оптического экрана, предохарадщего клетки от фотохимических повреждений в покровных тканях (Balmukhanov, 1965;Chaklin, 1965; Mc Govern, 1965; Нивинская, 1970).Функциональное значение меланинов в черном веществе мозга и в меланоцитах опухоли до сих пор не известно. Однако очень важно изученные не только существенных нарушений в меланиновом обмене в процессе развития заболеваний, но и роли в этиологии этих заболеваний, частоты их появлении, тяжести протекания.
Меланома как объект исследования представляет особый интерес, являясь наиболее злокачественной опухолью. При превращении доброкачественной опухоли в злокачественную меланому, как правило, наблюдается нарушение регуляции синтеза меланина и его интенсификация. Беспигментные, амеланотические меланомы более злокачественны (Нивинская, 1970).
В настоящее время большинство ученых придерживаются той точки зрения что раковая клетка отличается от нормальной не присутствием в ней каких-либо специфических веществ, а изменением соотношения компонентов биохимических систем, свойственных нормальной клетке.
Физико-химическое состояние биохимической систем, рассматриваемое в динамике, наиболее общая характеристика изменения системы в целом, поскольку в нем находят отражение как изменение каждого компонента системы, так и их взаимное влияние.
Работами Н. М. Эмануеля с сотрудниками было показано, что для злокачественного роста существенным является изменение концентрации свободных радикалов в биохимических компонентах клетки и поэтому вещества, такие, как антиоксиданты, должны были бы влиять на развитие этих процессов. Если повышение концентрации антиокислительной активности важно для развития процесса, то ее направленное изменение должно было бы приводить к соответствующему изменению скорости роста опухоли (Бурлакова, 1969). Это дало нам основания полагать, что такое физико-химическое свойство меланинов, как антиокислителькная активность, -важный показатель процессов клеточного метаболизма.
Почти все биомолекулы, участвующие в фундаментальных функциях живой материи, построены из частично спряженных систем. Меланин – один из интереснейших соединений с системой сопряжения, используемого в животном и растительном мире. Он относится к окислительно-востановительным (ОВ) полимерам с системой спряженных связей и обладает комплексом свойств, присущих этому классу полимеров. В нем наблюдается наличие парамагнитных частиц, которые, как это уже однозначно доказано, присущи самой спряженной системе(2 * 1017-1018 спинов на 1 г сухого вещества ).
Меланины, как полимеры с системой спряжения, обладают реакционной способностью по отношению к свободным радикалам, способностью к образованию КПЗ со многими электрофильными и нуклеофильными соединениями и способностью ингибировать или инициировать радикальные процессы.
Как полупроводник, меланин может служить в клетке катализатором биохимических реакций, подобно тому как это известно для неограниченных полопроводниковых катализаторов (Волькенштейн, 1960). Благодаря низким ОВ-потенциалам восстановительные меланины могут удалять кислород из воды (самоокисление кислородом воздуха с образованием H2O2). При помощи меланина можно провести многие процессы восстановления. С другой стороны, с помощью окисленной формы меланина в определенных случаях можно осуществлять дегидрогенизацию и другие процессы окисления. По-видимому, для меланинов в качестве доноров могут служить NAДН, NAДФН, восстановленные флавопротеиды, цитохромы, аскарбат, производные птеридина.
Было доказано, что меланин в присутствии кислорода вызывает неэнземотическое окисление NAДН и NAД + ( Van Woert, 1967). Физиологическое значение этого окисления NAДН неизвестно, однако можно представить, что меланинсодержащие клетки могут иметь соотношение NAД :NAДН или окислительно-востановительное соединение, отличное от непигментных клеток.
Возможно, меланопротеиды участвуют в окислительно-востановительных реакциях и, поглощая кислород, играют роль переносчика электронов.
Все это позволяет думать, что природа отвела меланинам значительно более важную роль, чем в настоящий момент установлено.
Стабильные свободные радикалы и хиноидная структура меланинов, по-видимому, могут иметь физиологическию функцию в меланоцитах и меланин может выступать в роли химического протектора, дизактиватора токсичных для организма свободнорадикальных состояний, генерирующихся фотохимическим и метоболистическим путями. Можно было предположить, что меланин, образовавшийся в опухолевой клетке, при соответствующем составе макромолекулы и соответствующей концентрации может играть роль ингибитора или инициатора роста опухоли.
Мы поставили перед собой задачу выяснить, влияет ли введение меланина в организм животных на рост перевиваемой меланомы Гардинга-Пасси или на возникновение опухоли в процессе концерогенеза, если меланин окажется химическим концерогеном.
Результаты таких исследований могли бы дать некоторые основания для суждения о том, лежит ли накопление меланина в патологии в основе концерогенеза или выступает в качестве защитного механизма, являясь в то же время конечным продуктом реакции окисления тирозина через Дофа в процессе меланиногенеза.

Материалы и методы.


Получение синтетических меланинов из 3,4-диоксифенил-L-аланина (L-дофа), DL-дофа, D-дофа, 5,6-диоксииндола (5,6-ДОИ) 5,6ДОИ-2 карбоновой кислоты проводили автоокислением в 1/15 М фосфатном буфере при рН 7,8 , пропуская воздух через систему и инкубирую ее при 25 градусах.
Биосинтетические меланины получали автоокислением DL-дофа в 1/15 М фосфатном буфере при рН 6,8 в присутствии тирозиназы, выделенной из меланомы Гардинга-Пасси.
Природные меланины выделяли из меланомы Гардинга-Пасси.
Для получения водорастворимого меланина менанины растворяли в 0,5 н. NaOH и диализовали в бидистиллированой воде.
Проверка меланинов на концерогенную активность. Исследование проводили на 90 беспородных мышах и на 240 мышах линии C3HA. Меланин из дофа и из меланомы Гардинга-Пасси вводился животным подкожно в дозе 500мк/кг в виде эмульсии твина-80. В физиологическом растворе контрольной группе животных вводили эмульсию твина-80. Через шесть месяцев проводили повторное введение меланина. Опыт длился 1,5 года.
Исследования противоопухолевой активности. Исследования противоопухолевой активности меланинов изучалось на 430 мышах линии C3HA весом 20-24г с перевиваемыми меланомами Гарнинга-Пасси. Штамм вели на мышах линии C3HA. На 21-22-е сутки у животных-доноров в условиях полной стерильности извлекали опухолевые узлы, промывали физиологическим раствором, освобождались от некротических участков, измельчали полученную взвесь опухолевых клеток в физиологическом растворе (1:1), вводили по 0,25 мл под кожу левого бока здоровых животных. На 9-е сутки после трансплантации меланомы у животных появлялись опухолевые узлы. Животные были разделены на группы: контрольную и подопытную. Подопытным животным ежедневно в течении 20 дней или один раз за день до перевивки вводили меланин под кожу левого бока по 0,25 мл растворов различной концентрации. Ввиду плохой растворимости в воде меланин вводили в виде эмульсии, получаемой с помощью твина-80. Контрольным животным вводили эмульсию твина-80 в физиологическом растворе по 0,25 мл. Применяемые концентрации твоина-80 нетоксичны и не оказывают противоопухолевого действия. В предварительных опытах было выяснено, что внутрибрюшное и подкожное введение меланина в этих дозах практически не вызывало токсических явлений и хорошо переносилось животными. Макроскопически не наблюдалось признаков воспаления, некрозов и т.д. Пигмент откладывался в месте введения, что объясняет его не растворимостью и химической стойкостью. Метаболизм его происходит, по-видимому, очень медленно. На 23-24-е сутки у животных удалили опухолевые узлы, взвешивали их и вычисляли среднее арифметическое для подопытных и контрольных животных. Полученные результаты подвергали статистической обработке. Определяли границы доверия и критерий Стьюдента (Урбих, 1964). Результаты представлены в таблице.


Влияние синтетических, биосинтетических и природных меланинов на рост перевиваемых меланом Гардинга-Пасси и В-16.

Онкология

Результаты и обсуждение.


Было проведено 5 серий опытов. Меланины, полученные автоокислением D-, DL-, L-дофа, были изучены в первой, второй и третьей сериях.
Результаты опытов показали, что меланин из DL-дофа в дозе 100 мг/кг (5 мг/кг при 20-кратном введении) вызывали торможение роста меланомы Гардинг-Пасси на 37% (р<0,01) и в этой же дозе при однократном введении -41% (р<0,05). В случае введения этого меланина в дозе 250 мг/кг при однократном введении эффект оказался несколько большим – 60% (р<0,01). В меньших дозах 1 и 10 мг/кг эффекта не наблюдалось. Меланин, получаемый из (L)-дофа, в дозе 10 мг/кг (0,5 мг/кг при 20-кратном введении) вызвал торможение на 25% (р<0,01),а в дозе 100мг/кг (5 мг/кг при 20-кратном введении) вызвал торможение на 58% (р<0,05).
Меланин, полученный из (D)-дофа, в дозе 100 мг/кг (5 мг/кг при 20-кратном введении) вызвал торможение роста опухоли меланомы на 33% (р<0,001). Меланин, полученный из (L)-дофа, в дозе 100 мг/кг вызвал несколько большее торможение (8%) по сравнению с меланином (DL)-дофа -37% и из (D)-дофа -33%.
В четвертой серии опытов изучалось влияние меланина, полученного из (DL)-дофа с помощью тирозиназы из меланомы Гардинга-Пасси. Незначительный эффект (35%) был получен при применении дозы 100мг/кг, в дозах 250 мг/кг эффект был несколько большим -56%.
В пятой серии было проверено влияние меланина, выделенного из меланомы Гардинг-Пасси. В дозах 10 и 100 мг/кг эффект торможения был незначительным -29 и 37% соответственно. В дозе 250 мг/кг было получено 54% торможения.
Таким образом, приведенные выше данные показывают, что меланины могут оказывать тормозящее действие на рост перевиваемой меланомы Гардинга-Пасси.
В опытах, поставленных для проверки дофа-меланина и меланина, выделенного из меланомы Гардинга-Пасси на концерогенную активность, у животных не было обнаружено никаких изменений.
Это позволило сделать вывод, что меланины из дофа и меланомы Гардинга-Пасси, введенные подкожно, не являются канцерогенами.
К сожалению, пока невозможно объяснить механизм противоопухолевой активности меланинов. Однако уже сейчас можно попытаться объяснить это свойствами, присущими меланинам, о которых говорилось выше.
Если для клетки важно само физико-химическое свойство ее биохимических компонентов, то добавлением меланина (нетоксического химического препарата) можно достичь направленного изменения как этого свойства, так и течения процесса, зависящего от его изменения.
Так как клетка богата донорами, но бедна акцепторами, ее физическое состояние и активность вряд ли заметно изменяются при введении в нее небольшого количества дополнительных доноров. С акцепторами дело обстоит иначе – они, вероятно, обладают регуляторной активностью (Сент-Дьердьи, 1971).
Поскольку СО-группа способна быть и акцептором п-электронов и донором н-электронов,
Ее роль в установлении донорно-акцепторного равновесия в клетке, вероятно, очень велика (Сент-Дьердьи, 1971).
В результате меланогенеза происходит обмен донорной группы (фенольного гидроксила) 5,6 –ДОИ-меланина на акцепторную СО-группы, акцепторные свойства которых усиливаются благодаря расширению системы спряжения. Поскольку атом кислорода СО-группы имеет неподеленную пару электронов, донорные свойства карбонила проявляются особенно заметно в присутствии каталитической группы СS, которая забирает один из неподеленных электронов кислорода и превращается в группу CSH, т.е. действует как катализатор-переносчик электронов кислорода.
Тирозин окисляется до дофа-хинона и далее до меланина. Дофа-хинон и меланин в клетке взаимодействуют с присутствующим в системе белком, образуя S-связанный меланопротеид ( Mason, and Pеterson, 1965; Piattelli et al., 1967). Введенный меланин также может взаимодействовать с белком. Мысль о воздействии на раковую клетку через SH-группу была высказана еще Кнок (Knock, 1967). Последнее свойство представляет особый интерес, поскольку в благоприятных условиях меланины могут вступать в донорно-акцепторное взаимодействие, отдавая целый электрон и играя, таким образом, роль мощных доноров в процессе сильного переноса заряда.

Все вышесказанное наводит на мысль, что меланины на самом деле выполняют важную функцию за счет переноса электронов.


Литература

Бурлакова Е.Б. 1969. Инф. Бюл. «Радиобиография», 12 68.
Волькинштейн Ф.Ф. 1960. Электронная теория катализа на полупроводниках.
Физматгиз, М.
Сент-Дьердьи. 1971. Биоэлектоника. Изд-во «Мир», М.
Нивинская М.М. 1970 Клиника и лечение меланом. «Медицина», М.
Урбих В.Ю. 1964. Биометрические методы. «Наука», М.
Balmukhanov S. 1965. Struukture and Control of the Melanicyte. Summaries. Sofia.
Chaklin A.V. 1965. Strukture and Control of the Melanicyte. Summaries. Sofia.
Knock F.E. 1967. Anticancer.Agents. Thomas, Springfield,Illinois.
Mason H.S., Peterson E. 1965. Biochim. Et Biophys. Acta,111,1,134.
McGrovern V.J. 1965. Structure and Control of the Melanocyte Summeries. Sofia.
Piatteli M., Fattorusso E., Nicolaus R.A., Magno S. 1965. Tetrehedron,21.11,3229.
Van Woert M.H. 1967. Zife,Sci,6,24,Oxford,2505.
Институт химической физики
АН СССР
Статья поступила в редакцию 08.08.1972.

I.M. KHRULYEVA, A.A. BERLIN
ANTITUMOR ACTIVITY OF SYNTHETIC,
BIOSYNTHETIC AND NATURAL MELANINES
Institute of Chemical Physics, Academy of Sciences, USSR

The possible antitumor activity of synthetic melanines from DL-, L-dopa, 5,6-dioxiindole (5,6-DOI), 5,6-DOI-2-carbone acid, biosynthetic melanin from DL-dopa and natural isolated from Garding-Passy and B-16 melanomes was registered on transmissible melanomes.
It was shown that DL-dopa-melanin and the melanine extracted from the Garding- Passy melanoma are not chemical cancerogenes when applied to mice in the from subcutaneous injections.
An Attempt was made to explain the possible physiological functions of the melanines in a live organism.