CC BY
40
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Экспериментальные исследования
© Т.Г.Мойжесс, Ю.М.Васильев, 1992 УДК 616-018.2-006-02
Т.Г.Мойжесс, Ю.М.Васильев
Двустадийный канцерогенез в подкожной соединительной ткани
НИИ канцерогенеза
Известно, что канцерогенное действие инородных тел, имплантированных под кожу экспериментальным животным, не связано с генотоксическим действием: канцерогенной активностью обладают даже имплантаты из химически инертных материалов. Вместе с тем эффект сильно зависит от физической формы имплантата: гладкие сплошные пластинки достаточно большой площади обладают высокой канцерогенной активностью, а пластинки той же площади и химического состава, но перфорированные и, в особенности, измельченные — низкой [1, 3]. Механизм канцерогенного действия имплантатов остается неясным.
Ранее нами было показано [5 ], что рассматриваемый тип канцерогенеза является двустадийным процессом: после того, как он начат ("инициирован") канцерогенным инородным телом (гладкая, сплошная пластинка) или химическим канцерогеном, его развитие может быть продолжено (промотировано) имплантатом в неканцерогенной форме (измельченная пластинка).
Целью данной работы было исследование характеристик инициации и промоции при канцерогенезе в подкожной соединительной ткани. В качестве инициатора мы использовали химический канцероген Ы-нит-розо-Ы-этилмочевину (НЭМ). Это вещество после однократного введения вызывает опухоли различной локализации, но не в подкожной соединительной ткани. Материалы и методы. Мыши. Опыты проводили на 3-ме-сячных самках линии СВА (доноры), (СВА*С57В1) (реципиенты), С57В1. Мыши поступали из питомника "Рапполово” и содержались на стандартной диете.
Химический канцероген НЭМ (синтезирован В.П.Ягужинской в НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей ОНЦ РАМН) растворяли в дистиллированной воде и вводили внутри-брюшинно однократно в дозе 90 мг/кг.
Пластинки из гидратцеллюлозы (основа для кинопленки РФ) раз-2 О
мером 22х 15 мм измельчали ножницами до размера 1,5х 1,5 мм
и имплантировали “кучкой”.
ORIGINAL PAPERS
Experimental Investigations
T.G.Moizhess, Yu.M.Vasiliev
Two-Stage Carcinogenesis in Subcutaneous Connective Tissue
Research Institute of Carcinogenesis
Carcinogenic effect of foreign bodies implanted sub-cutaneously to experimental animals is not associated with genotoxic activity, as even implants of chemically inert materials exert carcinogenic action. The effect depends considerably upon the implant shape, e.g. smooth solid plates of a rather large area have high carcinogenic activity, while plates of the same area and chemical composition, but perforated or minced take low carcinogenic effect [1-3]. The mechanism of the implant carcinogenic action remains unclear yet.
As was reported previously [5] the carcinogenesis type under consideration is a two-stage process, i.e. after it is initiated by a carcinogenic foreign body (smooth solid plate) or a chemical carcinogen, its development may be promoted by an implant of a non-carci-nogenic shape (minced plate).
The purpose of this investigation was to study characteristics of carcinogenesis initiation and promotion in subcutaneous connective tissue. We used the chemical carcinogen N-ethyl-N-nitrosourea (ENU) as the initiator. On single administration this substance induces tumors of various localizations except in subcutaneous connective tissue.
Materials and Methods. Mice. We used 3-month old female mice of the lineages CBA (donors), Fj(CBAXC57BI) (recipients) , C57BI. The mice were supplied by the Rapplovo nursery and kept on a standard diet.
Chemical carcinogen. N-ethyl-N-nitrosourea (synthesized by V.P.Yaguzhinskaya in the RIEDTT of the CRC) was diluted in distilled water and injected once intraperitoneally at a dose of 90 mg/kg.
Hydrated cellulose plates (RF2 film support) of 22*15 mm were minced with scissors to 1.5X1.5 mm^ fragments to be implanted as a "pile".
Plate implantation. 2 (exp. 2 and 3) or 7 (exp.l) months following ENU administration we implanted the minced plates under the skin on both sides of the animals through a cut near the tail.
The latency of tumors induced by foreign bodies often exceeds
Имплантация пластинок. Через 2 мес (опыты № 2, 3) или 7 мес (опыт № 1) после введения НЭМ под кожу обоих боков имплантировали измельченные пластинки через разрез кожи у хвоста. Латентный период опухолей, получаемых с помощью инородных тел, часто превосходит время жизни мышей, обработанных НЭМ, поэтому для продления жизни "инициированных" клеток ткань капсулы вокруг инородного тела вместе с последним трансплантировали интактному сингенному реципиенту. Так как опыты проводили на мышах СВА, такими реципиентами служили мыши Fi(CBAxC57Bl), что в свою очередь давало возможность впоследствии определять происхождение возникающих сарком.
Через определенное время после имплантации пластинки, заключенные в соединительную капсулу, вырезали и трансплантировали подкожно реципиенту. Исследовали происхождение опухолей, возникших в месте трансплантации, для чего опухоль перевивали на мышей Fj (СВА*С57В|) и линии обоих родителей. Если опухоль развивалась на мышах СВА и К|, но не С57В1, делали вывод о возникновении ее из клеток донора (т.е. клеток, бывших в контакте с канцерогеном) при участии пластинки. Если же опухоль прививалась только на гибридах Fj, это означало, что она возникла из клеток реципицента (и, таким образом, без участия канцерогена) и индуцирована у последнего имплантацией измельченной пластинки.
Гистологическое исследование возникших опухолей проводили на замороженных срезах, окрашенных гематоксилин-эозином. Статистическая обработка полученных данных. Вычисляли среднюю длительность латентного периода возникших опухолей и ошибку средней. Значимость различий определяли по критерию t Стьюдента. Достоверность различий по группам в выходе опухолей с учетом смертности животных в течение опыта рассчитывали по методу Peto [6].
Результаты и обсуждение. Основные результаты экспериментов представлены в таблице. Как видно, измельченные пластинки сами по себе дали слабый канцерогенный эффект: из 79 мышей (группы г и
ж), которым имплантировали под кожу такие пластинки, только у 4 (5%) возникли саркомы в месте имплантации. Введение только НЭМ вообще не вызвало опухолей в подкожной соединительной ткани (группы д и
з). Предварительная обработка мышей НЭМ, за которой следовала подкожная имплантация измельченных пластинок, повышала выход опухолей в месте имплантации пластинок (группы а, в, е). Эти данные подтверждают двустадийность процесса.
Полученные нами результаты опытов позволили определить ряд характеристик этих двух стадий канцерогенеза. Увеличение интервала времени между обработкой мышей НЭМ и имплантацией им измельченных пластинок с 2 до 7 мес не снизило процента развития опухолей. 7 мес — срок, соответствующий 1/4 естественной жизни животных, отсюда следует, что изменения, происходящие при инициации, практически необратимы. Вместе с тем процент выхода опухолей не повышается, а латентный период не сокращается, следовательно, изменения, вызванные инициацией (введением НЭМ), остаются латентными, дальнейшего развития канцерогенеза до введения промотора не происходит.
Указанные результаты получены с помощью трансплантации интактному сингенному реципиенту пла-
mouse life time after ENU administration, so to prolong the life of the "initiated" cells we re-implanted the plastic fragments surrounded by a new-formed capsule to intact syngeneic recipients. As the experiments were set up on CBA mice, Fj (CBAXC57BI) mice were used as the recipients, which allowed further determination of origin of the developing sarcomas.
Some time after the implantation the minced plates with the surrounding connective tissular capsules were cut out and re-implanted subcutaneously to the recipients. Tumors arising on the implantation sites were studied as for their origin after being re-implanted to the Fj (CBAXC57BI) mice and those of both parents’ lineages. Tumor development in the CBA and Fj (but not in the C57BI) mice was evidence of its origin in the donors’ cells, i.e. cells in contact with the carcinogen, with a contribution of the plate. If a tumor developed in the Fj hybrids only, we made the conclusion that it had originated from the recipients’ cells (therefore without influence of the carcinogen) and had been induced in the latter by the minced plastic implants.
Histologic assay of the developed tumors was performed on frozen sections stained with hematoxylin-eosin.
Statistical processing of the findings. We calculated mean tumor latency duration and determined the margin of errors. Significance of differences was assessed according to Student’s i-test. Significance of differences in the tumor incidence between the groups was estimated according to Peto’s technique [6] with animal death rate during the experiment taken into account.
Results and Discussion. The main experimental findings are presented in the table. As is seen the minced plastic implant took but weak carcinogenic effect: of 79 animals (groups d and g) with the plastic fragments implanted 4 (5%) mice only developed sarcoma in the implantation site. Administration of ENU alone failed to induce tumors in subcutaneous connective tissue (groups e and h). Preliminary treatment of the mice with ENU followed by subcutaneous implantation of the plastic fragments increased the tumor incidence in the implantation site (groups a, c and /). These data prove the process to consist of two stages.
The results allowed us to determine a number of characteristic features of the two stages of carcinogenesis. Increase in the term between ENU administration and implantation of the minced plastic plates from 2 to 7 months did not reduce the rate of tumor development. 7 months is one fourth of the animal’s natural life time, so, the changes initiated with administration of ENU are practically irreversible. However the rate of tumor development does not rise and the latency does not reduce, therefore the changes remain latent, i.e. there is no carcinogenesis development until the promotor is administered.
These findings are made as a result of re-implantation to intact syngeneic recipients of the minced plates with capsules from donors treated with ENU. The vast majority of the tumors originated in the re-implanted cells. The capsule age by re-implantation (i.e. time of the capsule remaining in the body of mice treated with the carcinogen) took practically no effect on the tumor rate or on the latency duration. These parameters did not
Таблица/ТаЫе
Промоция канцерогенеза инородным телом после инициации Л/-нитрозо-//-этилмочевиной Carcinogenesis promotion with a foreign body after its initiation with N-ethyl-N-nitrosourea
Kk опыта Группа Условия опыта Время между введением НЭМ и имплантацией пластинки, мес Время между имплантацией и пересадкой, мес Число мышей, переживших срок появления первой опухоли Число мышей с саркомами из клеток донора Число мышей с саркомами из клеток реципиента Средний латентный период опухолей из клеток донора, дни
абс. %
a НЭМ + измельченная 7 4 26 7 26,9 — 593+130
пластинка/ENU +
1 minced plate
6/b Измельченная пластин-
ка/Mlnced plate — 4 23 0 0,0 — —
b/c НЭМ + измельченная 2 1.5 55 15 27,2 1 520+152
пластинка/ENU +
0 minced plate
Л. r/d Измельченная пластин-
ка/Mlnced plate — 1,5 50 2 4,0 573+119
Д/е НЭМ/ENU — — 25 0 0,0 — —
e/f НЭМ + измельченная 2 9 28 11 39,3 1 653±175
пластинка/ENU +
'I minced plate
О ж/д Измельченная пластин- — 9 29 2 6,8 — 758±274
ка/Mlnced plate
з/h НЭМ/ENU — — 23 0 0,0 — —
No of Group Experimental conditions Time be- Time be- No of mice abs. % No of mice Mean
experiment tween tween surviving No of mice with with latent
ENU Injec- plate imp- first tumor sarcomas from donors' sarcomas period of
tion and lantation appearence Г0ІІС from donor cell
plate Im- and reimp- recipients' tumors,
plantation, lantatlon, cells days
months months
Примечание. Различия по группам: в выходе опухолей: ра б<0,0005, рВ)Г<0,00005, ре)Ж<0,0001, ре)3<0,004, рае>0,09; в продолжительности латентных периодов: рв,ж<0>05.
Note. Difference between the groups: in tumor appearance: pa k<0.0005, pc ¿<0.00005, pf »<0.0001, pf j,<0.004, pa f>0.09; in latent period duration:
Рс,8<0.05
стинок с капсулами, сформированными в организме донора, обработанного НЭМ. При этом подавляющее число опухолей происходило из пересаженных клеток. "Возраст" капсулы в момент пересадки (т.е. время, которое капсула находилась в организме мыши, получившей канцероген) существенно не влиял на выход опухолей, так же как и на продолжительность латентного периода. Эти показатели не различались значимо в группе в, где трансплантация производилась через 1,5 мес после введения пластинок, и в группе е, где пластинки пересаживали спустя 9 мес. Таким образом, перенос капсулы из организма, получившего НЭМ, в организм, не подвергавшийся никаким воздействиям, не влияет на ход канцерогенеза.
После воздействия промотора дальнейший ход канцерогенеза не зависит от того, идет ли процесс в организме, получившем НЭМ, или в организме, не подвергавшемся воздействию этого химического канцерогенеза.
В целом полученные данные свидетельствуют о том, что при инициации в соединительной ткани появляются клетки—предшественницы опухоли. Эти клетки
differ significantly in the group c, where the re-implantation was performed 1.5 months following the plastic fragment implantation and in the group /, where the minced plates were re-implanted 9 months after the implantation. So, transfer of the capsule from a body receiving ENU to a body exposed to no treatment does not influence carcinogenesis progress.
Carcinogenesis development after promotor administration does not depend upon the animal being or being not treated with ENU.
Our findings prove that ENU administration initiates development of tumor progenitor cells in connective tissue. These cells change irreversibly, live for a long time and remain latent until the promotor is administered. ENU mutagenic effect seems mainly to account for generation of such cells. Mutations in connective tissue cells in mice after treatment with ENU are reported by P.Maier and H.P.Schawalder [4 ].
When in the capsule the cells changing under the effect of ENU experience long-lasting promotive action of the microenvironment produced as a consequence of
изменены необратимо, живут долго и остаются латентными до воздействия промотора. Наиболее вероятной причиной появления таких клеток является мутагенное действие НЭМ. Возникновение мутаций в клетках соединительной ткани мыши после воздействия НЭМ наблюдали P.Maier и H.P.Schawalder [4 ].
Вероятно, находясь в составе капсулы, измененные НЭМ клетки испытывают длительное промоторное влияние микроокружения, создающегося в процессе хронической реакции воспаления в ответ на внедрение инородного тела, результатом чего является развитие опухоли. Механизм такого промоторного действия подлежит дальнейшему изучению. Описанная нами экспериментальная модель может быть использована для испытания способности различных химических агентов быть "чистыми" инициаторами канцерогенеза: возможно, что активность многих агентов будет обнаруживаться лишь после дополнительного промоторного воздействия. Весьма важно также выяснить, не обладают ли "промоторным" действием различные типы имплантатов, используемых для хирургической пластики.
Поступила 21.04.92 / Submitted 21.04.92
Клинические исследования
© Коллектив авторов, 1992 УДК 618.19-006.6-089
В.П.Летягин, Е.Б.Полевая, И.В.Поддубная, Н.А.Огнерубов
Органосохраняющие операции в комплексном лечении местнораспространенного рака молочной железы
НИИ клинической онкологии
Заболеваемость и смертность от рака молочной железы среди женщин в нашей стране имеет тенденцию к неуклонному росту [5 ]. Чаще всего страдает наиболее трудоспособная и социально активная часть женского населения [9 ]. Причем следует учесть тот факт, что в 10-48,6% случаев к моменту лечения имеется местнораспространенный опухолевый процесс [11]. Для лечения этой категории больных существуют различные способы и предложены многочисленные схемы лекарственной терапии как компонент комплексной и комбинированной терапии. Однако проблема комплексного лечения местнораспространенного рака молочной железы далека от разрешения. Наряду с лекарственной и лучевой терапией по-прежнему остается неясным вопрос об адекватности объема оперативного вмешательства. Одни авторы считают, что включение в комплекс лечебных мероприятий хирургического этапа улучша-
chronic inflammation in response to the foreign body, which results in development of a tumor. The mechanism of such a promotive action needs to be investigated further. The experimental model described may be used to study the ability of various chemicals to act as "pure" carcinogenesis initiators. The activity of many agents may exhibit itself under additional promotion only. It would be of great interest to test various implants used in surgical plastics for the promotive carcinogenic effect.
Литература/References
1. Мойжесс Т.Г. II Явления индукции и дифференцирован при опухолевом росте. — М., 1981. — С. 7-105.
2. Мойжесс Т.Г., ПригожинаЕ.Л. П Цитология. — 1972. — Т. 14.
— С. 659-661.
3. Brand. K.G. // Nongenotoxic Mechanisms in Carcinogenesis. — New York, 1987.— P. 205-213.
4. Maier P., Schawalder H.P. II Carcinogenesis. — 1988. — Vol. 9, № 8. — P. 1363-1368.
5. Moizhess T.G., Vasiliev J.M. II Int. J. Cancer. — 1989. — Vol. 44.
— P. 449-453.
6. Peto R., Pike M.C., Day N.F. et al. // Long-term and short-term screening assay for carcinogens: a critical appraisal / Eds R.Monte-sano, H.Bart, L.Tomatis. — Lyon, 1980. — Suppl. 2. — P. 311-426.
Clinical Investigations
V.P.Letyagin, E.B.Polevaya, I. V.Poddubnaya, N.A.Ognerubov
Surgery with Breast Conservation in Complex Treatment for Locally Advanced Breast Cancer
Research Institute of Clinical Oncobgy
The morbidity and mortality of women from breast cancer is steadily increasing in this country [5]. The disease mainly affects women of the most capacity for work and social activity [9 ]. Locally advanced cancer is detected in 10-48.6% of cases. There are various regimens and numerous schedules of drug therapy as a part of complex and combined treatment of these patients. Nevertheless the problem of complex treatment for locally advanced carcinoma of the breast is far from solution. Besides chemo- and radiotherapy, adequacy of the surgical intervention is a disputable issue too. Some authors believe that inclusion of surgery in the complex treatment improves its results, others are in favor of conservative modalities [2,10].
The last decades there is a tendency to function and organ conservation surgery for breast cancer. Patients in early disease stages only are eligible for surgery with
