Αλληλεπίδραση βιολογικά δραστικών ουσιών με ηλεκτρομαγνητικά πεδία: πειραματική μελέτη

Abstract

The effects of electromagnetic fields (EMFs) have been proved by a large number of studies and specifically from epidemiological studies. A major “breakthrough” in EMFs research is to establish the mechanism by which EMFs cause alterations on biological systems. In this PhD thesis, the effects of the resonant electromagnetic spectrum of the SnMNA complex on in vitro, ex vivo and in vivo models and the possible synergistic phenomenon of the complex activity and its EMFs spectrum were studied. Furthermore, the effects of morphine’s resonant electromagnetic spectrum as analgesic in a series of in vivo experiments were studied. In vitro studies showed that SnMNA complex presented potent cytotoxic activity (200 times more potent than of cisplatin) on LMS and MCF-7 cells and let both cell lines to apoptosis. The percentage of apoptotic cells was increasing as the concentrations of SnMNA were increasing, while cells presented growth arrest at G2/M phase of cell cycle. In vivo studies showed that SnMNA complex caused total necrosis of tubules and glomeruli in kidneys and dilatation of sisunoids and vacuolation of liver hepatocytes at a single dose of 80mg/kg BW, while chronic administration (4 repeated times) of 5.4mg/kg BW presented mild toxicity. Moreover, SnMNA administration at 4x5.4mg/kg BW prolonged the Mean Survival Time (MST) at about 200% while 30% of these animals were cured. Data from aggregometer analysis revealed that SnMNA complex could also act as an antiplatelet agen, indicating its possible antimetastatic effects. Twenty seven resonant-electromagnetic frequencies (r-EMFs) were selected from the transformation of chemical shifts (in ppm) of NMR spectrum of SnMNA complex. Exposure of LMS and MCF-7 cells on these r-EMFs increased the cytotoxic activity, while the cytotoxic activity of the complex and its EMFs (synergy) was similar to that of SnMNA complex. Also, exposure of LMS cells to the r-EMFs caused apoptosis similar to that caused by complex, while cells presented growth arrest at G2/M phase of cell cycle. Exposure of tumor-bearing Wistar rats to r-EMFs prolonged the MST and 30% were cured, while no toxic effects were presented. Exposure of rats on 36 r-EMFs, derived from morphine’s NMR spectrum, increased by 50% the index of analgesic activity similar to that of morphine’s administration (10mg/kg BW). The latter indicates that the appropriate “information” of biologically active substance could be transferred by exposure of various targets to its resonant electromagnetic fields (energy fingerprint). This exposure can cause similar effects compared to those caused by the biological active substances. Concluding, the NMR spectrum and so the r-EMFS of active substances can be used to cause similar effects as those of the initial substances without any side effect.

Η επίδραση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στα βιολογικά συστήματα έχουν αποδειχθεί μέσω ενός μεγάλου αριθμού μελετών και πιο συγκεκριμένα από επιδημιολογικές μελέτες. Ένα σημαντικό βήμα στην έρευνα των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων είναι να αποδειχθεί ο μηχανισμός με τον οποίο αυτά μπορούν να προκαλέσουν αλλαγές στα ζώντα συστήματα. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή μελετήθηκε η επίδραση του φάσματος συντονισμού του SnMNA συμπλόκου σε in vitro, ex vivo και in vivo μοντέλα και η πιθανή εμφάνιση του φαινομένου της συνέργειας των δράσεων του συμπλόκου και του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος συντονισμού αυτού. Επίσης, μελετήθηκε η επίδραση του φάσματος συντονισμού της μορφίνης σε in vivo μοντέλα στην αύξηση της αναλγητικής ικανότητας σε επίμυες Wistar. Τα in vitro πειράματα έδειξαν ότι το SnMNA παρουσιάζει ισχυρή κυτταροτοξική δράση (200 φορές ισχυρότερη από την πλατίνα) στα LMS και MCF-7 κύτταρα και οδηγεί τα κύτταρα σε αποπτωτικό θάνατο. Σε αυξανόμενες συγκεντρώσεις του SnMNA αυξάνεται το ποσοστό της απόπτωσης με το μεγαλύτερο ποσοστό των κυττάρων να βρίσκεται στη φάση G2/M. Τα in vivo πειράματα έδειξαν ότι προκαλεί νεφροτοξικότητα με ολική νέκρωση των σωληναρίων και των σπειραμάτων των νεφρών στην εφάπαξ δόση των 80mg/kg ΣΒ, ενώ στη χορήγηση 4x5.4mg/kg ΣΒ (χρόνια τοξικότητα) εμφανίστηκε ήπια τοξικότητα. Επίσης, αύξησε (4x5.4mg/kg ΣΒ) το μέσο χρόνο επιβίωσης των καρκινοπαθών πειραματόζωων της ομάδας πειράματος κατά 200%, ενώ το 30% αυτών επιβίωσε. Παράλληλα, το SnMNA λειτούργησε και ως αντιμεταστατικός παράγοντας βάσει των αποτελεσμάτων της αιμοπεταλιακής συσσώρευσης. Από το NMR φάσμα του SnMNA προέκυψαν 22 συχνότητες συντονισμού. Η έκθεση των LMS και MCF-7 κυττάρων σε αυτές τις συχνότητες οδήγησε σε αύξηση της κυτταροτοξικότητας, ενώ στην περίπτωση της συνέργειας η δράση αυτή ήταν ανάλογη της δράσης του συμπλόκου. Η έκθεση στις συχνότητες προκάλεσε απόπτωση αντίστοιχη του συμπλόκου, ενώ το μεγαλύτερο ποσοστό των εκτιθέμενων κυττάρων βρίσκεται στη φάση G2/M. Επίσης, δεν προκάλεσε τοξικότητα στους φυσιολογικούς επίμυες Wistar, ενώ επιμήκυνε το μέσο χρόνο επιβίωσης στους καρκινοπαθείς επίμυες και το 30% αυτών επιβίωσε. Η έκθεση των πειραματόζωων για 5 ώρες στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα 36 συχνοτήτων συντονισμού της μορφίνης οδήγησε σε αύξηση της αναλγησίας στο ήμισυ αυτής που προκαλεί η χορήγηση της μορφίνης σε δόση 10mg/kg ΣΒ. Είναι πιθανό ότι μέσω της εκπομπής των ΗΜΓΣΣ να μεταφέρεται η κατάλληλη «πληροφορία» του εκάστοτε μορίου (ενεργειακό αποτύπωμα) η οποία μπορεί να αναπαραγάγει παραπλήσια αποτελέσματα όπως το αρχικό μόριο. Η λήψη του NMR φάσματος οποιουδήποτε βιολογικά δραστικού μορίου και η χρησιμοποίηση των συχνοτήτων συντονισμού αυτού δίνει τη δυνατότητα προσομοίωσης της δράσης του τουλάχιστον σε πολύ μεγάλο βαθμό και χωρίς την εμφάνιση ανεπιθύμητων παρενεργειών.