Dimephosphon radioprotective properties on the model of radiation injury in vivo

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Radiation therapy is a commonly used cancer treatment modality. However, its application is limited because of its toxicity to healthy tissue. The search for effective radioprotective agents remains one of the key goals of radiation oncology and radiobiology. This study focuses on experimental modeling of radiation injury in animals and the investigation of Dimephosphon radioprotective properties, a drug exhibiting anti-acidotic, antitumor, and antioxidant activities. It was shown that 14-day administration of the drug at a dose of 750 mg/kg after single-dose (5 Gy) irradiation of CD-1 mice resulted in a local radioprotective effect, reducing the severity of the radiation-induced injury to the intestinal epithelium and splenic capsule. The results of metabolomic screening revealed that the levels of the key metabolites responsible for antioxidant properties such as alpha-tocopherol, nicotinamide riboside, N-carbamoyl-L-aspartate, and adenylosuccinate were significantly increased, indicating that the Dimephosphon drug provides enhanced antioxidant protection.

Авторлар туралы

Daria Kiseleva

N.N. Vorozhtsov Novosibirsk Institute of Organic Chemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: dasha.halikova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3932-2491
Ресей, Novosibirsk, 630090

Maria Melchenko

N.N. Vorozhtsov Novosibirsk Institute of Organic Chemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State University

Email: almariaand@gmail.com
Ресей, Novosibirsk, 630090; Novosibirsk, 630090

Olga Yarovaya

N.N. Vorozhtsov Novosibirsk Institute of Organic Chemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State University

Email: oyar@rambler.ru
Ресей, Novosibirsk, 630090; Novosibirsk, 630090

Nikita Basov

N.N. Vorozhtsov Novosibirsk Institute of Organic Chemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State University

Email: basov@nioch.nsc.ru
Ресей, Novosibirsk, 630090; Novosibirsk, 630090

Artem Rogachev

N.N. Vorozhtsov Novosibirsk Institute of Organic Chemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State University

Email: rogachev@nioch.nsc.ru
Ресей, Novosibirsk, 630090; Novosibirsk, 630090

Andrey Pokrovsky

Novosibirsk State University

Email: a.pokrovskii@g.nsu.ru
Ресей, Novosibirsk, 630090

Nariman Salakhutdinov

N.N. Vorozhtsov Novosibirsk Institute of Organic Chemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences

Email: anvar@nioch.nsc.ru
Ресей, Novosibirsk, 630090

Tatiana Tolstikova

N.N. Vorozhtsov Novosibirsk Institute of Organic Chemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences

Email: tg_tolstikova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3750-2958
Ресей, Novosibirsk, 630090

Әдебиет тізімі

  1. Kaprin AD, Starinsky VV, Shakhzadova AO. State of oncologic care for the Russian population in 2023. P.A. Hertsen MORI – branch of FSBI «NMMRC» of the Ministry of Health of the Russian Federation; 2024.
  2. Martin OA, Martin RF. Cancer Radiotherapy: Understanding the Price of Tumor Eradication. Front Cell Dev Biol. 2020;8:261. doi: 10.3389/fcell.2020.00261
  3. Velsher LZ, Kosmynin AA, Byakhov MYu, Duditskaya TK, Reshetov DN. Targeted Therapy: A New Approach for the Treatment of Locally Advanced Oropharyngeal Cancer. Acta Naturae. 2012;4(1):82–85. doi: 10.32607/20758251-2012-4-1-82-85
  4. Dale DC, Crawford J, Klippel Z, et al. A Systematic Literature Review of The Efficacy, Effectiveness, and Safety of Filgrastim. Support Care Cancer. 2018;26(1):7–20. doi: 10.1007/s00520-017-3854-x
  5. Lee M, Yee J, Kim JY, et al. Risk Factors for Neutropenia and Febrile Neutropenia Following Prophylactic Pegfilgrastim. Asia Pac J Clin Oncol. 2019;15(4):231–237. doi: 10.1111/ajco.13152
  6. Andreassen CN, Grau C, Lindegaard JC. Chemical Radioprotection: A Critical Review of Amifostine as a Cytoprotector in Radiotherapy. Semin Radiat Oncol. 2003;13(1):62–72. doi: 10.1053/srao.2003.50006
  7. Mun GI, Kim S, Choi E, Kim CS, Lee YS. Pharmacology of Natural Radioprotectors. Arch Pharm Res. 2018;41(11):1033–1050. doi: 10.1007/s12272-018-1083-6
  8. Raj S, Manchanda R, Bhandari M, Alam MS. Review on Natural Bioactive Products as Radioprotective Therapeutics: Present and Past Perspective. Curr Pharm Biotechnol. 2022;23(14):1721–1738. doi: 10.2174/1389201023666220110104645
  9. Scott BR, Lin Y, Saxton B, Chen W, Potter CA, Belinsky SA. Modeling Cell Survival Fraction and Other Dose-Response Relationships for Immunodeficient C.B-17 SCID Mice Exposed to 320-kV X Rays. Dose Response. 2021;19(2):15593258211019887. doi: 10.1177/15593258211019887
  10. Vizel AA, Vizel AO, Shchukina LI. Dimethyl oxobutylphosphonyl dimethylate (Dimephosphone): use in pulmonology and phthisiology. Pulmonologiya. 2013;3(3):40–44.
  11. Maksimov ML, Malykhina AI, Shikaleva AA. Time-tested pharmacotherapy: from mechanisms to clinical efficacy. RMJ. 2020;9:71–76.
  12. Studentsova IA, Danilov VI, Khafizyanova RH, et al. Results of Clinical Testing of Dimephosphon as a Vasoactive Agent That Normalizes the Functions of the Nervous System. Kazanskiy Meditsinskiy Zhurnal. 1995;76(5):214–218.
  13. Mironov VF, Buzykin BI, Garaev RS, et al. Dimephosphone analogs: a pharmacological aspect. Russ Chem Bull. 2014;63:2114–2125. doi: 10.1007/s11172-014-0708-2
  14. Poluektov MG, Podymova IG, Golubev VL. Possibilities of using the drug dimephosphone in neurology and neurosurgery. Doctor.Ru. 2015; 5–6(106–107):5–10.
  15. Gileva TG, Lukin AV, Nyushkin AA, Agachev AR, Studentsova IA, Vizel AO. Metrology of acute radiation reaction in patients with laryngeal cancer. Kazanskiy Meditsinskiy Zhurnal. 1994;75(5):389. doi: 10.17816/kazmj90685
  16. Li K, Naviaux JC, Monk JM, Wang L, Naviaux RK. Improved Dried Blood Spot-Based Metabolomics: A Targeted, Broad-Spectrum, Single-Injection Method. Metabolites. 2020;10(3):82. doi: 10.3390/metabo10030082
  17. Basov NV, Rogachev AD, Aleshkova MA, et al. Global LC-MS/MS Targeted Metabolomics Using a Combination Of HILIC and RP LC Separation Modes on an Organic Monolithic Column Based on 1-vinyl-1,2,4-triazole. Talanta. 2024;267:125168. doi: 10.1016/j.talanta.2023.125168
  18. Patrushev YuV, Sotnikova YuS, Sidel’nikov VN. A Monolithic Column with a Sorbent Based on 1-Vinyl-1,2,4-Triazole for Hydrophilic HPLC. Prot Met Phys Chem Surf. 2020;56:49–53. doi: 10.1134/S2070205119060248
  19. Yuan M, Breitkopf SB, Yang X, Asara JM. A Positive/Negative Ion-Switching, Targeted Mass Spectrometry-Based Metabolomics Platform for Bodily Fluids, Cells, and Fresh and Fixed Tissue. Nat Protoc. 2012;7(5):872–881. doi: 10.1038/nprot.2012.024
  20. Li K, Naviaux JC, Bright AT, Wang L, Naviaux RK. A robust, single-injection method for targeted, broad-spectrum plasma metabolomics. Metabolomics. 2017;13(10):122. doi: 10.1007/s11306-017-1264-1
  21. Tairbekov MG, Petrov VM. Medical-biological effects of ionizing radiation. Moscow: MEPhI. 2005.
  22. Macià I Garau M, Lucas Calduch A, López EC. Radiobiology of the Acute Radiation Syndrome. Rep Pract Oncol Radiother. 2011;16(4):123–130. doi: 10.1016/j.rpor.2011.06.001
  23. Horie K, Namiki K, Kinoshita K, et al. Acute Irradiation Causes a Long-Term Disturbance in the Heterogeneity and Gene Expression Profile of Medullary Thymic Epithelial Cells. Front Immunol. 2023;14:1186154. doi: 10.3389/fimmu.2023.1186154
  24. Tripathi AM, Khan S, Chaudhury NK. Radiomitigation by Melatonin in C57BL/6 Mice: Possible Implications as Adjuvant in Radiotherapy and Chemotherapy. In Vivo. 2022;36(3):1203–1221. doi: 10.21873/invivo.12820
  25. Tucker JM, Townsend DM. Alpha-tocopherol: Roles in Prevention and Therapy of Human Disease. Biomed Pharmacother. 2005;59(7):380–387. doi: 10.1016/j.biopha.2005.06.005
  26. Singh VK, Beattie LA, Seed TM. Vitamin E: Tocopherols and Tocotrienols as Potential Radiation Countermeasures. J Radiat Res. 2013;54(6):973–988. doi: 10.1093/jrr/rrt048
  27. Rybalka E, Kourakis S, Bonsett CA, Moghadaszadeh B, Beggs AH, Timpani CA. Adenylosuccinic Acid: An Orphan Drug with Untapped Potential. Pharmaceuticals (Basel). 2023;16(6):822. doi: 10.3390/ph16060822
  28. Zhou W, Yao Y, Scott AJ, et al. Purine Metabolism Regulates DNA Repair and Therapy Resistance in Glioblastoma. Nat Commun. 2020;11(1):3811. doi: 10.1038/s41467-020-17512-x
  29. Li W, Wang X, Dong Y, et al. Nicotinamide Riboside Intervention Alleviates Hematopoietic System Injury of Ionizing Radiation-Induced Premature Aging Mice. Aging Cell. 2023;22(11):e13976. doi: 10.1111/acel.13976
  30. Niño-Narvión J, Rojo-López MI, Martinez-Santos P, et al. NAD+ Precursors and Intestinal Inflammation: Therapeutic Insights Involving Gut Microbiota. Nutrients. 2023;15(13):2992. doi: 10.3390/nu15132992
  31. Cheema AK, Suman S, Kaur P, Singh R, Fornace AJ Jr, Datta K. Long-Term Differential Changes in Mouse Intestinal Metabolomics after γ and Heavy Ion Radiation Exposure. PLoS One. 2014;9(1):e87079. doi: 10.1371/journal.pone.0087079

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Kiseleva D.A., Melchenko M.A., Yarovaya O.I., Basov N.V., Rogachev A.D., Pokrovsky A.G., Salakhutdinov N.F., Tolstikova T.G., 2025

Creative Commons License
Бұл мақала лицензия бойынша қолжетімді Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».