Новый способ лечения онкологических заболеваний

Ихлов Б. Л.

Аннотация

Указаны недостатки химеотерапии и ионизирующих излучений как методов лечения онкологических заболеваний.

Обоснован теоретически способ подавления клеток опухоли с помощью облучения электромагнитным полем, частота которого совпадает с собственной частотой крутильных колебаний спиралей ДНК клеток опухоли.

На ряде патогенных бактерий показано, что с помощью данного метода можно ингибировать выживаемость этих бактерий, в ряде случаев до нуля.

Предложен метод омертвления опухолевых тканей, который не является альтернативой химеотерапии или хирургии, но может стать вспомогательным средством при применении химеотерапии и хирургии.

Проведен ряд экспериментов по облучению опухолей у лабораторных крыс, обнаружено уменьшение или исчезновение опухолей.

Ключевые слова: резонанс, мощность, кровь, репликация, разрывы

Введение

Существует гипотеза, что появление онкологии является возвратом к наиболее древней форме существования животных, которые около 600 млн лет назад жили в виде колоний клеток по берегам первобытного океана, беспрепятственно размножались, расселялись и были, по сути, бессмертными. Когда появились первые многоклеточные животные, их клетки уже имели «подправленную» наследственность. Они стали выполнять определенную роль в организме, и своевременно отмирать, чтобы не нанести вред всему организму своим неограниченным размножением. От бесконечно делящихся остались лишь одноклеточные типа амебы или инфузории туфельки. Но время от времени отдельные клетки организма человека внезапно возвращаются к древнему первобытному состоянию и становятся раковыми, то есть, бесконтрольно делятся и расселяются по организму, образуя колонии — опухоли.

1. Механическое воздействие. 

Один из способов разрушения клеток злокачественных новообразований - разрыв ДНК с помощью ультразвука [1, 2]. Были получены относительные частоты расщепления фосфодиэфирной связи во всех 16 динуклеотидах. Увеличение базы проанализированных данных до 20 тысяч нуклеотидов позволил получить относительные частоты расщепления для 256 тетрануклеотидов.

Недостаток метода в том, что ультразвук повреждает соседние ткани и не предотвращает метастазы.

2. Стандартная химеотерапия

Применяемая при лечении онкологических заболеваний химеотерапия включает в себя применение ряда противоопухолевых антибиотиков, а также лекарств других групп: фторурацила, адриамицина, винбластина, винелбина (два последних - алкалоиды барвинка розового). Для улучшения состояния успешно применяют церуллоплазмин, особенно во время химиотерапии. Церуллоплазмин коррегирует те разрушения, которые нанесла химия, а также последствия собственно опухолевой интоксикации.

Применение антиоксидантов эффективно лишь как профилактическое средство, однако в этом ряду используется также ватиканол-С. Он препятствует активации протеин-киназы, запускающей деление клеток. Сложный механизм приводит к гибели опухолевых раковых клеток и к исчезновению опухоли.

Его предшественник – антиоксидант, ресвератрол. Его молекула представляет собой два соединенных фенольных кольца. Препарат нестабилен. Найден способ получать более сложные молекулы, состоящие из нескольких молекул ресвератрола, например из двух – эпсилон-виниферин, или четырех. Данное вещество и получило название ватиканол-С и представляет собой соединенные вместе четыре молекулы ресвератрола. Ватиканол-С химически стабилен и обладает свойствами ресвератрола.

В ряде исследований обнаружено, что ватиканол-С излечивает опухолевые опухоли у лабораторных мышей.

Препарат Genz-644282 (клинические испытания начались в 2011 году) нарушают удвоение ДНК при делении опухолевых клеток, что приводит к их гибели. 

Был раскрыт механизм действия лекарств из группы камптотецинов, полученных из коры Дерева жизни – Camptotheca acuminata, реликтового дерева из горных лесов юго-запада Китая.

Genz-644282 и ARC-111 принадлежат к третьему поколению анти-опухолевых средств, блокирующих активность топоизомеразы I, клеточного фермента, ослабляющего напряжение в перекрученной спирали ДНК, когда один конец ее расплетается при синтезе двух новых спиралей ДНК, что необходимо для деления клеток. 

Genz-644282 и ARC-111 похожи на камптотецин по механизму действия, однако у них улучшены токсикологические свойства, они вызывают меньше побочных эффектов. Камптотецин естественного природного происхождения, как и его синтетические аналоги топотекан (Topotecan) и иринотекан (Irinotecan), эффективно убивает опухолевые клетки, но имеет побочные эффекты, характерные для химиотерапевтических средств: в частности, выпадение волос, потерю веса, тошноту, нарушение работы кишечника.

В группу камптотецинов второго поколения также входят 9-аминокаптотецин (9AC), 9-нитрокамптотецин (9NC) и GG211 [7-(4-methyl piperazino-methylene)-10,11-ethylenedioxycamptothecin]. Они также показали высокую эффективность при лечении опухолей. Камптотецины считаются одними из наиболее перспективных анти-опухолевых средств XXI-го века.

Так или иначе, противоопухолевые химические вещества вызывают тяжелые последствия для организма. 

Чтобы избежать общего отравления организма при химеотерапии используется метод доставки непосредственно к опухоли веществ, увеличивающих проницаемость клеточных мембран. Однако можно вообще избавиться от применения химеотерапии.

Сама по себе химеотерапия эффективна, как правило, лишь после хирургической операции, есть случаи, когда она не имела никакого эффекта.

С другой стороны, применение химеотерапии ограничено в виду способности клеток злокачественных новообразований вырабатывать резистентность, устойчивость к лекарствам, которые поражают только мутировавшие клетки и не оказывают повреждающего действия на нормальные клетки организма.

3. Облучение

К альтернативным методам относится воздействие жестким рентгеновским излучением или излучением радиоактивных элементов. Однако оно не может быть «доставлено» непосредственно к опухоли и на своем пути к ней поражает здоровые ткани, что само по себе способно вызвать лейкемию и другие трудно излечимые заболевания.

Разогрев опухоли с помощью электромагнитного поля как дополнение к химеотерапии казывает эффект далеко не всегда.

Под воздействием высокочастотных полей в клетках возникают свободные радикалы, способные вызывать оксидативное разрушение клеточных структур — как на уровне клеточной мембраны, так и на уровне цепочки ДНК.

Известны также работы по воздействию миллиметровых волн. Однако такие волны поглощаются слоем кожи.

31.5.2011 Международное агентство по изучению онкологии ВОЗ (IARC) официально внесло электромагнитное поле радиочастотного диапазона в список возможных канцерогенов.

В работе Литвякова изучали действие ЭМП на культуру опухолевых клеток, которую получали из свежевыделенных клеток. Показано, что повторяющиеся высокомощные микроволны способны оказывать тормозящее влияние на процесс синтеза ДНК и РНК в опухолевых клетках мастоцитомы P-815 и снижение скорости пролиферации [3]. Этот эффект зависит от частоты повторения импульсов. Микроволновые импульсы высокой мощности препятствуют процессу транскрипции в опухолевых клетках. Не обнаружено активации системы репарации ДНК из-за облучения нерасщепляющих мононуклеарных клеток крови. Это указывает на то, что повторяющиеся высокомощные микроволны не могут инициировать разрыв одной нити в ДНК опухолевых клеток. Предполагается, что под влиянием микроволнового облучения конформация транскрипционных ферментов изменяется, что и приводит к значительному ингибированию синтеза РНК.

В работе не указана конкретная частота микроволн, что говорит о том, что механизм их действия авторам неизвестен, о чем и сообщают сами авторы. 

Авторы ссылаются на другие работы, с указанными частотами СВЧ, где утверждается, что действие СВЧ приводит к разрыву связей комплиментарных пар азотистых оснований. Однако резонанс этих связей лежит не в СВЧ, а в терагерцовом диапазоне. К тому же частота порядка 4 ГГц является резонансной для собственной частоты крутильных колебаний некоторых ДНК человека и потому может повредить здоровые ткани.

Сами авторы считают, что действие СВЧ приводит к однонитиевым разрывам в ДНК. Но если такие разрывы имели место, авторы обнаружили бы не снижение скорости пролиферации, а отсутствие пролиферации. Литвяков сам указывает, что данное объяснение неверно.

Существенно то, что авторы работали с выделенными культурами, in vitro, и использовали высокую мощность СВЧ-излучения. СВЧ-излучение высокой мощности вызывает тепловой разогрев, индуцирующий скин-эффект, который мешает проникновению поля в организм человека. Таким образом, нерезонансное поле, которое использовали авторы, не может быть использовано для лечения онкологических заболеваний.

В то же время, поскольку авторы использовали тепловой уровень мощности поля, то, хотя и время экспозиции было всего 5 сек., возможно, они наблюдали последствия теплового разогрева.

В работе [4] изучено влияние низкоинтенсивных сантиметровых электромагнитных волн (8,15-18 ГГц, 1 мкВт/см², 1,5 ч в день ежедневно в течение 20 дней) на продукцию фактора некроза опухолей, интерлейкина-2, интерлейкина-3 и экспрессию белка теплового шока 72 в клетках здоровых мышей и животных с экспериментальными солидными опухолями, индуцированными трансплантацией клеток асцитной карциномы Эрлиха. Выявлены разнонаправленные эффекты электромагнитного излучения на секрецию интерлейкина-2 и фактора некроза опухолей и отсутствие влияния излучения на продукцию интерлейкина-3 иммунокомпетентными клетками здоровых мышей. При этом облучение опухоленосителей приводило к устранению вызванного малигнацией угнетения противоопухолевой резистентности, вызывая стимуляцию синтеза фактора некроза опухолей, восстановление интерлейкин-2-секреторной активности иммунокомпетентных клеток и уменьшение степени лимфопении. Кроме того, установлено, что регулярное облучение электромагнитными волнами действует как повторяющийся стресс, что ведет к образованию белка теплового шока 72 в клетках облученных здоровых мышей и облученных опухоленосителей. Полагаем, что иммуномодулирующее действие низкоинтенсивных электромагнитных волн может быть использовано для иммунокоррекции и подавления роста опухолей.

Таким образом, в статье речь идет 1) о действии СВЧ ЭМП на иммунную систему, но не на саму опухоль, т.е. это существенно другая тема. 2) Излучением воздействуют на организм при конкретном злокачественном новообразовании. Возможно, что при другом онкологическом заболевании иммунная система будет реагировать иным образом, 3) облучение вызывает стресс и экспрессирует ген теплового шока, что может быть опасно для организма. Известно также, что многодневное облучение имеет аккумулятивный характер и действует угнетающе не нервную систему, включая ретикулярную формацию. 4) Не выявлен механизм действия СВЧ ЭМП, указанные частоты лежат далеко от диапазона собственных частот крутильных колебаний клеток опухолей.

Материалы и методы

1. Обоснование нового метода

Сущность нового метода – использование высокочастотного электромагнитного поля для уничтожения опухолевых клеток.

Как известно, спираль ДНК, кроме УФ- и ИК-спектров, имеет собственные частоты в диапазоне СВЧ. Так, частота крутильных колебаний бактериальных ДНК – несколько ГГц [5].

Как известно, помимо ультрафиолетового и инфракрасного спектра, ДНК обладает собственными модами в СВЧ-спектре. Впервые излучение возбужденными молекулами ДНК электромагнитного поля было обнаружено группой Франк-Каменецкого в 1979 году. Группа определила, что это электромагнитное поле имеет сверхвысокую частоту (ГГц) и связала излучение с крутильными колебаниями спирали ДНК [6].

В [7] было высказано и доказано предположение, что если молекула ДНК способна излучать, то она также способна и поглощать микроволны, приходя в возбужденное состояние.

Если есть частота изучения, должна быть и равная ей частота поглощения. Эта частота должна быть пропорциональна частоте крутильных колебаний пружинного маятника. То есть, является функцией от длины спирали ДНК.

1) В [5] обнаружено, что различные СВЧ снижают выживаемость E. coli  her’ ехг’ до 50%, была найдена зависимость выживаемости от времени облучения. 

2) В [7] произведен перерасчет этой зависимости на зависимость от частоты.

Найдено, что кривая зависимости имеет резонансный характер, определена резонансная частота.

С помощью лагранжева формализма определена частота крутильных колебаний спирали любых ДНК:

 ТГц   (1)

BP – число пар нуклеотидов. Жесткость спирали ДНК получается вследствие компактизации ДНК. 

Коэффициент в формуле рассчитан подстановкой в формулу полученной резонансной частоты и числа пар нуклеотидов ДНК E. coli her’ ехг’ и отражает интегральным образом жесткость спирали ДНК, ее упаковку, взаимодействие со средой и прочие факторы. С помощью формулы определена резонансная частота для ДНК другого штамма E. coli, АТСС 25922, чья ДНК содержит 5 130 767  пар нуклеотидов. 

Облучение данной частотой (ни никакой другой) привело к резкому снижению выживаемости до 20%.

3) Был произведен расчет резонансной частоты ДНК микобактерий M. Avium 104, смертельных для ВИЧ-инфицированных. Облучение данных микобактерий расчетной частотой полностью их уничтожило.

Был произведен расчет резонансной частоты для Mycobacterium tuberculosis H37Rv, облучение на данной частоте снизило выживаемость бактерии тысячекратно [8].

4) Проведен прямой эксперимент по поглощению СВЧ ЭМП молекулами ДНК. Облучена культура E. coli M17, обнаружено поглощение на расчетной частоте [9].

Таким образом, показано, что: 1) Молекула ДНК действительно поглощает СВЧ ЭМП резонансным образом. 2) С помощью СВЧ ЭМП можно угнетать или уничтожать различные клетки.

2. Подтверждения

1) В 2009 году группа Малинецкой построила модель для 400 пар нуклеотидов [10], результат машинного счета совпал с результатом расчета по формуле (4) – порядка 100 ТГц..
2) Показано, что облучение культуры E. coli приводит к резкому снижению способности ДНК к саморепарации [11]. Оказалось, что частота внешнего ЭМП точно совпадает с расчетом по формуле (1).
3) Обнаружено, что СВЧ резко увеличивает число однонитиевых разрывов [12], математическое моделирование показало, что оптимальная частота совпадает с расчетом по формуле (1).
4) Обнаружено, что с помощью СВЧ можно уничтожать штаммы гриппа. Оказывается, что найденная в [13] резонансная частота является субгармоникой, согласующейся с формулой (1).

3. Теория

Метод подавления роста опухолевых клеток тоже основан на возбуждении электромагнитным полем крутильных колебаний спиралей ДНК клеток опухоли.

Этот метод, как мы видели выше, опробован на ряде патогенных бактерий.

Уничтожение инфекций типа кишечной палочки занимает до 3 часов.

Уничтожение микобактерий, смертельных для ВИЧ-инфицированных – 6 часов.

Для уничтожения микобактерий туберкулеза необходимо 104 часа непрерывного облучения

Поскольку коэффициент пролиферации опухолевых клеток довольно высокий, скорость их деления много выше, чем у обычных делящихся клеток организма человека, соответственно, время экспозиции полем СВЧ - в пределах 6-12 часов.

Возможность применения метода определяется тем, что собственная частота крутильных колебаний спиралей ДНК мутировавших опухолевых клеток отличается от собственной частоты крутильных колебаний спиралей ДНК клеток здоровой ткани. 

СВЧ ЭМП поглощается только молекулой ДНК опухолевой клетки, резонансная частота которой совпадает с частотой ЭМП. Остальные ДНК организма человека не затрагиваются. Кроме того, в виду того, что используемые волны являются сантиметровыми, они не затрагивают ни прочие молекулы в организме (см. [14]), ни какие-либо органеллы клетки. Таким образом, в отличие от ультразвука или ионизирующих излучений нетепловое резонансное СВЧ ЭМП не повреждает соседние ткани. 

Существенным отличием данного метода является нетепловой уровень плотности потока мощности, что позволяет СВЧ ЭМП  свободно проходить через организм человека, задерживаясь только на ДНК опухолевых клеток. Свободное прохождение СВЧ ЭМП через ткани организма обусловлено тем, что кровь, которая на низких частотах является проводником, на сверхвысоких частотах ведет себя как диэлектрик.

Свободное проникновение не тепловой СВЧ через организм человека решает проблему далекого метастазирования.

То, что уровень СВЧ ЭМП не является тепловым, является вторым условием свободного проникновения поля через тело человека, т.к. не возникает скин-эффект.

Перечислим еще раз причины гибели опухолевых клеток под воздействием микроволн: 

1) СВЧ ЭМП резко снижает способность ДНК ядра клетки (митохондриальные и вирусные ДНК не затрагиваются) к саморепарации.

2) СВЧ ЭМП препятствует удвоению (репликации) ДНК и, соответственно, делению клетки. А именно: СВЧ ЭМП препятствует:

- начаться процессу отделения нитей спирали ДНК друг от друга; 

- ферментам разрезать и сшивать ДНК; запаздывающей нити ДНК окончательно реплицироваться после отделения; 

- препятствует текущей репликации лидирующей и запаздывающей цепей спирали ДНК. 

В целом перечисленные факторы к началу митоза создадут препятствия для начала работы центра организации микротрубочек «во главе» с центросомой (вблизи клеточного ядра) и веретена деления, подготовка к митозу осуществлена не будет. Клетка перестает делиться и погибает.

3) СВЧ ЭМП препятствует функционированию ДНК в период между делениями.

4) СВЧ ЭМП резко увеличивает число однонитиевых разрывов спирали ДНК.

Важнейшим моментом способа является то, что микроволны не дают мутировать опухолевым клеткам (и (и патогенным бактериям), так как останавливают их деление.

Также предполагается использование комбинированного излучения, первоначально - минимум трех разных частот, соответствующих частотам ДНК разных хромосом: 1-й (наибольшая длина, наименьшая частота), главного комплекса гистосовместимости (6-я хромосома) и Х-хромосомы. 

Определение собственной частоты крутильных колебаний ДНК осуществляется с помощью анализатора спектра.

4. Эксперимент

Метод успешно опробован на лабораторных аутбредных крысах с фиброаденомой молочной железы. 

Использовались 34 лабораторные крысы. Крысы помещались в прозрачные пластиковые контейнеры 7 см х 7 см х 20 см. Чтобы изолировать крыс от дневного света, использовалась черная бумага, не содержащая тяжелых металлов. 

Контейнеры устанавливались в безэховой камере в области максимальной плотности потока мощности излучения. 

Один контейнер облучался электромагнитным полем с частотой 2,87 ГГц, рассчитанной по формуле (1).

Другой контейнер, контрольный, облучался с произвольной частотой 3 Ггц.

Температура – 23 град.

В качестве источника излучения был использован сверхвысокочастотный генератор DSG830 Rigol и усилитель Agilent Technologies E82570 1. Выходная мощность, плотность потока мощности вблизи контейнера с крысой - 2 мВт/см².

На генераторе устанавливалась частота 2,87 ГГц (близко к собственной частоте крутильных колебаний спирали ДНК 14-й хромосомы). Суточное время экспозиции - 14 часов. Количество суток – 10 дней.

У 17-ти подопытных крысах обнаружено уменьшение опухоли с 1,5 см до примерно 0,7 см и рассасывание опухолей размером менее 0,6 см. 

У 17-ти контрольных крыс (облучение ЭМП с частотой 3 ГГц) изменений размеров опухолей не наблюдалось.

Заключение

То, что близкая частота 3 ГГц не оказывала никакого действия на крыс, говорит о том, что характер воздействия микроволн имеет резонансный характер.

Метод не рассчитан на лечение в том случае, когда пролиферирующий рост опухоли идёт сквозь все органы и кости, ткань видоизменяется, приобретает морфологию поражённой ткани с атипичными клетками (с утолщением мембраны, раздутостью цитоплазмы и т.д.), мышечной, слизистой, эпителиальной, соединительной, костей и хрящей. Т.е. когда опухоль приобретает морфологию той ткани, где он развивается, но с аномалией. Например, на лечение саркомы, которая «прошивает» насквозь целый ряд различных по плотности, размерам клеток и другим свойствам тканей, т.е. частота собственных колебаний ДНК опухолевых клеток меняется скачкообразно.

Возможность применения метода для прерывания амитоза не определена.

Литература

1. Ильин А. А., «Ультразвуковая диагностика и комплексное лечение опухолевой патологии щитовидной железы у детей», Международный эндокринологический журнал, 4 (36), 2011.

2. Ю. Д. Нечипуренкова, Д. Ю. Нечипуренко, И. А. Ильичева, М. В. Головкин, Л. А. Панченко, Р. В. Полозов, С. Л. Гроховский, «Конформационно-динамические свойства ДНК и подходы к физическому картированию генома», Институт молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН, МГУ им. М. В. Ломоносова, Физический факультет Россия, ИТЭФ, 2011.

3. Litviakov N. V. Effect of impuls-intermittent ultrahigh frequency irradiation on synthesis of nuclear acids in tumor cells

4. Glushkova O. V. et al. «Immune Corrective effect of low intensity radiation of ultrahigh frequency on carcinogenes in mice» (Biofyzica, 2003, MaApr.; 48(2); 281-288)

5. Козьмин Г. В., Егорова В. И. Устойчивость биоценозов в условиях изменяющихся электромагнитных свойств биосферы. Биомед. технологии и радиоэлектроника, 2006, №3, с. 61-72. См. также: Т.В. Чиж, Г.В. Козьмин, Л.П. Полякова, Т.В. Мельникова. Радиационная обработка как технологический прием в целях повышения уровня продовольственной безопасности. Вестник РАЕН, 2011/4, с. 44-49.

6. Аншелевич В. В., Вологодский А. В., Лукашин А. В., Франк-Каменецкий М. Д., «Определение амплитуды флуктуаций двойной спирали ДНК», 1979. Цит. по кн. М. Д. Франк-Каменецкий, «Самая главная молекула», М., «Наука», Глав. ред. физ.- мат. лит., 1983, с. 140.

7. Ихлов Б.Л., Мельниченко А.В., Ощепков А. Ю. Резонансное поглощение сверхвысокочастотного электромагнитного поля молекулами ДНК. Современные проблемы науки и образования. 2016. №6 http://www.science-education.ru/article/view?id=25910 (дата обращения: 20.2.2022)

8. Б. Л. Ихлов, А. А. Шурыгин, В. А. Дробкова. Возможность бактерицидного действия на штаммы M. Avium Mycobacterium и Tubercu;osis. Туберкулез и болезни легких. 2019. Т. 97. №1. С. 25-27. https://doi.org/10.21292/2075-1230-2019-97-1-25-27 ; https://www.tibl-journal.com/jour/article/view/1216

B. L. Ikhlov etc. Potential bactericidal action of the UNF on the strains of M. Avium Mycobacterium and Tubercu;osis. DOI:10.21292/2075-1230-2019-97-1-25-27

https://www.researchgate.net/publication/331016661_POTENTIAL_BACTERICIDAL_ACTION_OF_UHF_ON_THE_STRAINS_OF_MYCOBACTERIUM_AVIUM_AND_MYCOBACTERIUM_TUBERCULOSIS

9. Ихлов Б.Л., Вольхин И.Л., Ощепков А.Ю. Резонансное поглощение микроволн молекулами ДНК. Радиационная биология. Радиоэкология. 2022, том 62, № 6, с. 628–632

10. Ковалева А. Н., Маневич И. Л., Мусиенко А. А., Савин А. В. Низкочастотные локализованные колебания двойной спирали ДНК. Высокомолекуляр. соединения. 2009. Сер. А. Т. 51. №7. С. 1174-1188.

11. Belyaev I. Non-thermal Biological Effects of Microwaves. Microwave Review. 2005. No. 11(2). P. 13-29.

12. Текуцкая Е. Е., Василиади Р. В. Структурные повреждения ДНК лимфоцитов периферической крови человека под воздействием физических факторов. Экология человека. 2017. №12. С. 9-14.

13. Szu-Chi Yang, Huan-Chun Lin, Chi‐Kuang Sun Efficient Structure Resonance Energy Transfer from Microwaves to Confined Acoustic Vibrations in Viruses. Nature. December 2015. Scientific Reports, 9. P. 1-10.

14. Ruggiero M. T, Sibik J., Orlando R., Zeitler J. A, Korter T. M.  Measuring the Elasticity of Poly-l-Proline Helices with Terahertz Spectroscopy. Angew. Chem. Int. Ed. 2016. №55. P. 6877 – 6881.