Новая модель оценки избирательной токсичности антибластомных средств на трансгенных мышах с генами Nat1hom человека

На трансгенных гуманизированных мышах с генами Nat1hom человека проведена оценка токсичности лекарственного препарата Цисплатин при внутрижелудочном введении. Оценка проводилась в сравнении с мышами линии C57BL6/Y («быстрый» тип ацетилирования) и линии SHK («медленный» тип ацетилирования). LD50 для линии мышей Nat1hom составила 56,3 мг/кг, для мышей линии C57BL6/Y - 35,1 мг/кг, для мышей линии SHK - 33,7 мг/кг. Гибель животных линий C57BL6/Y и SHK наблюдалась уже через 1-6 ч после введения, а мышей Nat1hom - спустя сутки после введения. В предлетальном состоянии у животных всех линий отмечалась выраженная заторможенность, гиподинамия, резкое снижение тонуса мышц с эпизодически возникающими генерализованными судорожными эпизодами, заваливание на бок. При вскрытии павших животных отмечались признаки застойного венозного полнокровия внутренних органов, отека мозговых оболочек с единичными кровоизлияниями под оболочки мозга. После введения Цисплатина в дозе 45-55 мг/кг в гистологическом исследовании обнаружены отек головного мозга с признаками острой энцефалопатии и изменения в миокарде, которые свидетельствуют о начале развития острой сердечной недостаточности. Венозное полнокровие проявлялось во всех внутренних органах, а также в головном мозге. Меньший уровень токсичности Цисплатина у мышей с генами Nat1hom человека авторы объясняют наличием гена человека с «быстрым» типом ацетилирования. Делается вывод о том, что в метаболизме и детоксикации Цисплатина, а также снижении его токсичности более 60% приходится на N-ацетилтрансферазные процессы. Создание трансгенных гуманизированных мышей может быть основано на использовании CRISPR/Cas9-технологии. Предложена новая модель трансгенных гуманизированных мышей с геном Nat1hom для доклинических исследований противоопухолевых препаратов.

токсичность антибластомных препаратов, Цисплатин, трансгенные гуманизированные мыши с геном Nat1hom, мыши линий C57BL6/Y и SHK, гистоморфология, ПЦР в реальном времени, CRISPR/Cas9-технология, toxicity of antineoplastic drugs, Cisplatin, humanized transgenic mice with the gene Nat1hom, mouse C57BL6/Y and SHK lines, histomorphology, real-time PCR, CRISPR/Cas9 technology

1. Альберт А. Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии. Т. 1. - М.: Медицина. 1989. 400 с.

2. ГОСТ 53434-2009 от 02.12.2009 «Принципы надлежащей лабораторной практики (GLP)».

3. Каркищенко В.Н., Мартынов В.В. Фармакология, генополиморфизм и клонирование генов NAT у человека и животных-моделей // Биомедицина. 2006. № 4. С. 85.

4. Каркищенко Н.Н. Альтернативы биомедицины. Т. 1. Основы биомедицины и фармакомоделирования. - М.: Изд-во ВПК. 2007. 320 с.

5. Каркищенко Н.Н. Альтернативы биомедицины. Т. 2. Классика и альтернативы фармакотоксикологии. - М.: Межакадемическое изд-во ВПК. 2007. 448 с.

6. Каркищенко Н.Н. Основы биомоделирования. - М.: Межакадемическое изд-во ВПК. 2004. 607 с.

7. Каркищенко Н.Н., Петрова Н.В., Слободенюк В.В. Высокоспецифичные видовые праймеры к генам Nat1 и Nat2 для сравнительных исследований у человека и лабораторных животных // Биомедицина. 2014. № 2. С. 4-16.

8. Каркищенко Н.Н., Рябых В.П., Каркищенко В.Н., Колоскова Е.М. Создание гуманизированных мышей для фармакотоксикологических исследований (успехи, неудачи и перспективы) // Биомедицина. 2014. № 4. С. 4-23.

9. Методические указания по изучению общетоксического действия фармакологических веществ: В кн. «Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. - М.: Медицина. 2005. С. 41-53.

10. Правила доклинической оценки безопасности фармакологических средств (GLP). - РД 31,5-126-91. - М., 1992.

11. Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях / под ред. Н.Н. Каркищенко, С.В. Грачева. - М.: Профиль-2С. 2010. 358 с.

12. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств / под ред. Миронова А.Н. - М.: Гриф и К. 2012.

13. Федеральный закон от 12.04.2010 № 61-ФЗ «Об обращении лекарственных средств».

14. Badawi A.F., Hirvonen A., Bell D.A., Lang N.P., Kadlubar F.F. Role of aromatic amineacetyltransferases, NAT1 and NAT2, in carcinogen-DNA adduct formation in the human urinary bladder // CancerRes. 1995. N. 15. P. 5230-5237.

15. Bell D.A., Badawi A.F., Lang N.P., Ilett K.F., Hirvonen A. Polymorphism in the N-acetyltransferase (NAT1) polyadenylation signal: association of the NAT1*10 allele with higher N-acetylation activity in bladder and colon tissue // CancerRes. 1995a. N. 55. P. 5226-5229.

16. Cribb A.E., Grant D.M., Millar M.A., Speilberg S.P. Expression of monomorphic arylamine N-acetyltransferase (NAT1) in human leukocytes // J. Pharmacol. exp. ther. 1991. N. 259. P. 1241-1246.

17. Hickman D., Pope J., Patil S.D., Fakis G., Smelt V.M., Stanley L.A., Payton M.A., Unadkat J.D., Sim E. Expression of arylamine N-acetyltransferase in human intestine // Gut. 1998. N. 42. P. 402-409.

18. Johnson N., Troen A., Fernando S., Warren D., Nagy Z., Smith A.D., Sim E. Investigation of W-acetyltransferase (NAT1) in Alzheimer's disease: identification of a novel NAT1 allelic variant // Eurotox. London. 2000.

19. King C.M., Land S.J., Jones R.F., Debiec-Rychter M., Lee M.S., Wang C.Y. Role of acetyltransferases in the metabolism and carcinogenicity of aromatic amines // Mutat. Res. 1997. N. 376. P. 123-128.

20. Markman M., D'Acquisto R., Iannotti N., et al. Phase-1 trial of high-dose intravenous cisplatin with simultaneous intravenous sodium thiosulfate // J. Cancer Research and Clinical Oncology. 1991. Vol. 117. Iss. 2. P. 151-155.

21. Ohsako S., Deguchi T. Cloning and expression of cDNAs for polymorphic and monomorphic arylamine N-acetyltransferases of human liver // J. Biol. chem. 1990. N. 265. P. 4630-4634.

22. Pacific I.G.M., Benicini C., Rane A. Acetyltransferases in humans: development and tissue distribution // Pharmacology. 1986. N. 32. P. 283-291.

23. Risch A., Smelt V., Lane D., Stanley L.A., van der Slot W., Ward A., Sim E. Arylamine N-acetyltransferase in erythrocytes of cystic fibrosis patients // Pharmacol. toxicol. 1996. N. 78. P. 235-240.

24. Smelt V.A., Upton A., Adjaye J., Payton M.A., Boukouvala S., Johnson S., Mardon H.J., Sim E. Expression of arylamine/V-acetyltransferases in pre-term placentas and in human pre-implantation embryos // Hum. mol. genet. 2000. N. 9. P. 1101-1107.

25. Smelt V.A., Mardon H.J., Sim, E. Placental expression of arylamine N-acetyltransferases: evidence for linkage disequilibrium between NAT1*10 and NAT2*4 alleles of the two human arylamine N-acetyltransferase loci NAT1 and NAT2 // Pharmacol. toxicol. 1999. N. 83. P. 149-157.

26. Stanley L.A., Mills I.G., Sim E. Localization of polymorphic A'-acetyltransferase (NAT2) in tissues of inbred mice // Pharmacogenetics. 1997. N. 7. P. 121-130.

27. Vatsis K.P., Weber W.W. Structural heterogeneity of Caucasian N-acetyltranferase at the NAT1 gene locus // Arch. biochem. biophys. 1993. N. 301. P. 71-76.

28. Weber W.W., Vatsis K.P. Individual variability in p-amino-benzoic acid acetylation by human N-acetyltransferase (NAT1) of peripheral blood // Pharmacogenetics. 1993. N. 3. P. 209-212.