CC BY
33
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПРОТИВООПУХОЛЕВОЙ АКТИВНОСТИ ПРЕПАРАТА «PECTASOL-C» В КОМПЛЕКСЕ С ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИЕЙ
Кудайбергенова Индира Орозобаевна
ректор Кыргызской государственной медицинской академии им. И.К.Ахунбаева, д-р мед. наук, профессор,
Кыргызстан, г. Бишкек
Кылчыкбаев Азамат Кенешбекович
ассистент кафедры онкологии, кафедра онкологии Кыргызской государственной медицинской академии им. И.К. Ахунбаева,
Кыргызстан, г. Бишкек
Фаизова Альфия Анваровна
старший научный сотрудник, канд. биол. наук, кафедра онкологии Кыргызской государственной медицинской академии им. И.К. Ахунбаева,
Кыргызстан, г. Бишкек
Чакеев Искандер Шаршеевич
старший научный сотрудник, канд. мед. наук, кафедра онкологии Кыргызской государственной медицинской академии им. И.К. Ахунбаева,
Кыргызстан, г. Бишкек E-mail: isk17c@yandex.ru
Шимкина Ольга Александровна
врач-патологоанатом отдела морфологических методов исследования Национального Центра Онкологии и Гематологии МЗ КР.
Кыргызстан, г. Бишкек
EXPERIMENTAL ESTIMATION OF ANTITUMOR ACTIVITY OF PECTA SOL-C PREPARATION IN COMPLEX WITH RADIOTHERAPY
I.O. Kudaibergenova
Rector of the Kyrgyz State Medical Academy them. I.K.Akhunbaev, Dr. Med. Sciences, Professor,
Kyrgyzstan, Bishkek
A.K. Kylchykbaev
Assistant of the Department of Oncology, Department of Oncology, I.K. Akhunbaev Kyrgyz State Medical Academy,
Kyrgyzstan, Bishkek
I. Sh. Chakeev
Senior researcher, Cand. of Science,Department of Oncology, I.K. Akhunbaev Kyrgyz State Medical Academy,
Kyrgyzstan, Bishkek
A.A. Faizova
Senior Researcher, Cand. Biol. Sciences, Department of Oncology, I.K.Akhunbaev Kyrgyz State Medical Academy,
Kyrgyzstan, Bishkek
O.А. Shimkina
doctor-pathologist of the department of morphological methods of research of the National Center of Oncology
and Hematology of the Ministry of Health of the Kyrgyz Republic,
Kyrgyzstan, Bishkek
АННОТАЦИЯ
В статье представлены результаты изучения противоопухолевой активности пектина цитрусового на модели перевиваемойкрысиной опухоли саркома С-45, привоздействии низкомолекулярного цитрусовогопектина и облучения. Объектом исследования являлся цитрусовый пектин. В радиологических экспериментах животные разово облучались тормозным пучком на линейном ускорителе в дозе 3 Гр. Были исследованы патоморфологи-ческие изменения в опухоли под воздействием облучения. Результаты исследований свидетельствуют о том,
что цитрусовый пектин в сочетании с лучевой терапией обладает синергичным противоопухолевым действием и способен усиливать радиотерапевтическое действие облучения, т.е. обладает радиосенсибилизирующим свойством.
ABSTRACT
The article presents the results of the study of the antitumor activity of citrus pectin on the model of an inoculated bladder tumor of sarcoma C-45, exposed to low-molecular citrus pectin and irradiation. The object of the study was citrus pectin. In radiological experiments, the animals were irradiated once with a bremsstrahlung beam on a linear accelerator at a dose of 3 Gy. Pathomorphological changes in the tumor under the influence of irradiation were investigated. The results of the studies show that citrus pectin in combination with radiation therapy has a synergistic antitumor effect and is able to enhance the radiotherapeutic effect of irradiation, i.e. has a radiosensitizing property.
Ключевые слова: низкомолекулярный пектин, PectaSol-C®,саркома 45, синергия, радиопротекторы, радиосенсибилизаторы.
Keywords: low-molecular pectin, PectaSol-C®, sarcoma 45, synergy, radioprotectants, radiosensitizers.
Одним из наиболее распространенных методов лечения многих онкологических заболеваний в настоящее время является лучевая терапия. Вместе с тем, данный вид терапии отличается высокотоксичным воздействием на организм и поэтому возникает проблема снижения повреждающего действия ионизирующей радиации на нормальные клетки и ткани с помощью различных лекарственных препаратов, обладающих при этом способностью потенцировать действие радиации на злокачественные новообразования (8,9).
В практической радиационной медицине используется большое количество фармакологических препаратов, так в качестве профилактических средств лучевых поражений(радиопротекторов) рекомендованы цистамин, этиол (гаммафос, ами-фостин) индралин и другие (1). Всем перечисленным выше препаратам присущи определенные недостатки и свойства, ограничивающие возможность их широкого применения, поэтому сохраняет актуальность проблема поиска и разработки высокоэффективных и малотоксичных противолучевых средств, позволяющих при введении до или в ранние сроки после облучения существенно повышать радиорезистентность организма.Преимущество препаратов на основе биологически активных веществ растительного происхождения в их безвредности, возможности неограниченно длительного применения, хорошей сочетаемости с другими препаратами, в отсутствии осложнений и нежелательных побочных эф-фектов.Менее изученными в этом плане остаются полисахариды растительного происхождения, которые являются перспективными для создания на их основе корректоров химиотерапии злокачественных новообразований, благодаря их широкому спектру фармакологического действия (10,13). Пектиновые вещества - это кислые полисахариды растительного происхождения, главным компонентом которых является полигалактуроновая кислота. Известно, что биологически активным соединениям этого класса свойственна сорбция радионуклидов, тяжелых металлов, нормализация липидного обмена при гипер-липидемии различной этиологии, регуляция иммунитета, модуляция эндокринной системы, противовоспалительная, противоопухолевая активность (3,5).Однако в современной научной литературе, недостаточно данных о влиянии сочетанного при-
менения пектинов и облучения на рост экспериментальных опухолей и морфогенез первичного опухолевого узла. Эти неосвещенные аспекты определили актуальность данного исследования.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Объектом исследования являлся модифицированный низкомолекулярный пектин торговой марки» PectaSol -C» фирмы EcoNugenics, полученный из цитрусовых корок путем ферментативной модификации (14,15,16). Препарат вводили интрага-стрально в дозировке 650мг\кг, в течение 7 дней. Для химиотерапии опухолей использовали коммерческий препарат циклофосфан (ЦФ) («Биохимик», Саранск, Россия). Вводили однократно внутри-брюшинно из расчета 25 мг/кг в 0,5 мл изотонического раствора NaCl, спустя 5 суток с момента перевивки опухоли.
Противоопухолевый эффект оценивали по разнице средних объемов опухолей ^ср., см3), торможению роста опухоли (ТРО), средней продолжительности жизни (СПЖ, дни) животных, получавших препарат, по сравнению с контрольными и увеличению продолжительности жизни (УПЖ) (12).
При скрининге использовались следующие показатели оценки эффективности лечения.
1. Торможение роста опухоли (ТРО): "K-"" Х 100%,
где V- средний объем опухоли в контроле, Vо -средний объем опухоли в опытной группе;
2. Увеличение продолжительности жиз-ниУПЖ = (СПЖо- СПЖк)/(СПЖк)х100%, где СПЖк - средняя продолжительность жизни в контроле, СПЖо - средняя продолжительность жизни в опытной группе.
Исследования проводились на беспородных белых крысах массой 150-180 г на перевиваемой модели опухоли саркома-45 в соответствии с международными правилами по обращению с животными (4). Экспериментальную терапию пектасолом, проводили в дозе 650 мг/кг peros (внутрижелудочно) в течение 5-7 дней, начиная на 3 сутки после перевивки опухоли. Перевивку проводили по общепринятой методике гомогенной взвесью по 50 мг в разведении (1:10) подкожно в область бедра (12). Облучение опухолевого узла проводили на следующий
день после окончания введения препарата. Оценку результатов проводили на 7 и 14 дни после облучения.
Облучение животных проводили однократно под эфирным наркозом на линейном ускорителе ЛУЭВ-15 М1, энергия излучения 10 МЭВ, глубина залегания 2 см, разовая доза 3 грей, поле облучения 4х4 см.
Гистологически исследовали образцы первичного опухолевого узла, которые фиксировали в10% нейтральном формалине, обезвоживали в спиртах восходящей концентрации, заливали в парафин, готовили срезы толщиной 5 мкм и окрашивали их гематоксилин и эозином, с последующим изучением методом световой микроскопии.
Эффекты комбинированного воздействия пектасола с локальным облучением оценивали по общепринятым методикам оценки роста перевивае-
мых опухолей экспериментальных животных (З.П.Софьина и др.1980а). Оценка противоопухолевой активности проводилась по 3 критериям: торможению роста опухоли(ТРО); увеличению продолжительности жизни(УПЖ); выздоровлению или отсутствию опухоли к концу наблюдения.
Статистическую обработку результатов проводили с использованием непараметрических критериев Вилкоксона-Манна-Уитни, различия считали достоверными при р <0,05 (Лакин Г.В.,1980; Губле-рЕ.В.1973) (2,6).
Для постановки эксперимента были сформированы 4 группы животных. Животные первых двух групп не подвергались облучению. 1 группа- контрольные животные опухоленосители; 2 группа получала пектасол внутрижелудочно в течение 7 дней в дозе 650 мг/кг. Оценку результатов проводили на 7,14 и 17 дни после перевивки опухоли.
Таблица1.
Оценка противоопухолевой активности «PectaSol-C®» на саркоме С-45
Группа животных Размер опухоли после облучения в см3 на: Торможение роста опухоли (ТРО) в %
10день 14 день 17день 10день 14день 17день
Контроль 2,52±0,91 6,79±1,89 6,53±2,05 - - -
Пектасол 0,64±0,27 1,02±0,46 3,6±2,72 74,6 85 44,9
Таблица 2.
Влияние «PectaSol-C®» на продолжительность жизни животных с саркомой С-45
Группа животных ПЖ(дни) УПЖ(в %) Выжило без опухоли
Контроль 21,5+3,54
Пектасол 58,15+15,03 270,46 14,3%
Как видно из таблицы 1 и 2, пектасол при самостоятельном применении статистически значимо ингибировал рост опухоли на 10-14 дни после перевивки на 74,6-85% соответственно и увеличивал продолжительность жизни на 270,46 % по сравнению с контролем. Вместе с тем, на 17 день процент торможения снижался до 44,9 %, а на 21 день
наблюдения отсутствовал полностью, регрессия опухоли наблюдалась только у 14,3% животных.
Животные 3 и 4 группы были подвергнуты облучению. 3 группа - облученные животные; 4 группа получала 7 дневный курс пектасола с последующим облучением.
Таблица 3.
Результаты облучения саркомы С-45 при пероральном введении препарата PectaSol-C®
Группа животных Размер опухоли после облучения в см3 на: Торможение роста опухоли (ТРО) в %
7день 14 день 7день 14день
Контроль (облученные) 0,545±0,27 2,11±0,029 - -
Пектасол + облучение 0,068±0,02 0,041±0,039 87,5 98,05
Таблица 4.
Влияние «PectaSol-C®» на продолжительность жизни облученных животных с саркомой С-45
Группа животных ПЖ(дни) УПЖ(в %) Выжило без опухоли
Контроль+облучение 17,5+1,63 - -
Пектасол+облучение 62,6+11,47 357,7 87,5%
Как видно из таблицы 3 и 4, при совместном сола на 7 сутки после облучения зарегистрировано применении локального облучения в 3 грей и пекта- угнетение роста опухолевого узла по критерию его
объема на 87,5%, а на 14 сутки после облучения на 98,05% по сраванению с контролем. Пектасол снижал тяжесть лучевого поражения и повышал выживаемость облученных животных на 357,7%, вплоть до регрессии опухоли у 87,5% и полной выживаемости животных к концу наблюдения. Для сравнения, при облучении в 3 грей животные в контрольной группе погибали в течение 2-3 недель после пере-
вивки опухоли. Как видно, пектасол способствует существенному повышению выживаемости животных, подвергнутых облучению, по сравнению с облученным контролем.
Патоморфологический анализ влияния облучения и PectaSol-C® на рост саркомы С-45.
В паренхиме опухоли отмечаются обширные некрозы. Фиброзно-жировая прослойка (псевдокапсула) незначительна, истончена; имеется инвазия в мышцы с их лизисом. Дистрофические изменения
клеток, неоангиогенез отсутствуют. Гиперемия мик-роциркуляторного русла в мышечной ткани с очагами кровоизлияний.
Рисунок 2. Саркома С-45 после воздействия облучения 7 день(ув.200)
Нативные клетки опухоли имеют эпителиодно-клеточную морфологию, отмечаются некрозы различной величины как в паренхиме опухоли, так и в псевдокапсуле. Некрозы фиброзно-жировой ткани
имеют перифокальную воспалительную реакцию. Дистрофические изменения клеток опухоли отсутствуют; имеет место микрососудистая пролиферация в псевдокапсуле.
Рисунок 4. Саркома С-45 после воздействия PectaSol-C® и облучения 7 день(ув.200)
В препарате в основном фиброзно-жировая ткань (псевдокапсула) с выраженной воспалительной инфильтрацией лимфоцитами, макрофагами, лейкоцитами, эозинофилами, граничащей с некротическим детритом. Между некрозом и воспалением обнаруживаются атипические эпителиоидные клетки опухоли в небольшом количестве, местами образующие псевдопалисадные географические некрозы. Дистрофические изменения клеток опухоли незначительны.
Отмечается некоторое обособление опухолевого узла от окружающей мышечной массы посредством прослойки фиброзной ткани, инфильтрированной лейкоцитами и макрофагами (псевдокапсула); местами имеется плотное прилежание и врастание опухолевой массы в мышечную ткань с последующим её лизисом. Опухолевые клетки растут плотной солидной массой и представлены довольно крупными клетками с эпителиоидной морфологией с высоким митотическим индексом. В опухоли отмечается незначительные некрозы с кровоизлияниями, дистрофических изменений нет. Неоангиогенез отсутствует.
Отмечается выраженная воспалительная инфильтрация псевдокапсулы. Воспалительный инфильтрат представлен лимфоцитами, макрофагами и лейкоцитами, проникающими также в жировую и мышечную ткани, здесь же имеет место усиленный ангионеогенез с гиперемией микроциркуляторного русла. В центре воспалительного инфильтрата -некротические массы, в которых визуализируются единичные комплексы крупных эпителиоидных опухолевых клеток.
Опухоль с выраженным солидным типом роста, с инвазией в прилежащую костную ткань - рост вдоль костных балочек с замещением и вытеснением костного мозга. Опухолевые клетки имеют эпи-телиоидную морфологию, обильную светлую цитоплазму, крупное ядро с заметным ядрышком, обилие фигур митоза; в них отмечаются дистрофические изменения. Часть опухолевых клеток вытянутой формы, с плотной цитоплазмой и незаметным ядрышком. В опухоли заметны небольшие очаги некроза; сосудистая пролиферация незначительна.
Рисунок 5. Саркома С-45 после воздействия PectaSol-C® и облучения 7 день(ув.200)
Рисунок 6. Саркома С-45 после воздействия PectaSol-C® и облучения 14 день(ув.200)
Патоморфологические изменения при облучении характеризуются воспалительной инфильтрацией, наличием псевдокапсулы, неоангиогенезом. На 14 сутки дистрофические изменения и очаги некроза.
Результаты исследований свидетельствуют о том, что цитрусовый пектин в сочетании с лучевой терапией обладает не только радиопротекторным
свойством, но и синергичным противоопухолевым действием, усиливая радиотерапевтическое действие облучения, т.е. обладает радиосенсибилизи-рующим свойством. Механизмы такого воздействия пектасола предстоит изучить подробнее морфологически, с использованием иммуногистохимических методов и культуральных методик.
Список литературы:
1. Гурьев А.М. Химико-фармакологическое исследование полисахаридов высших растений и перспективы их использования в терапии злокачественных новообразований: Дисс. ... докт. фарм. наук. Пятигорск, 2011. -297 с.
2. ГублерЕ.В. Вычислительные методы анализа и распознавания патологических процессов. Л.: Медицина, 1978, 296 с.
3. Дыгай А.М., Зуева Е.П., Разина Т.Г., Амосова Е.Н., Крылова С.Г., Лопатина К.А., Ефимова Л.А., Сафонова Е.А., Рыбалкина О.Ю. Система отбора природных соединений для использования в онкологической практике. Опыт работы института фармакологии СО РАМН. // Тихоокеанский медицинский журнал, 2010, № 2. С. 10-15.
4. Европейская Конвенция о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов и в иных научных целях (ETS 123) Страсбург 18 марта 1986 г.
5. Кудайбергенова И.О., Лепшин Б.Н., Чакеев И.Ш. и др.Потенцирование противоопухолевой активности циклофосфана низкомолекулярным пектином //Современная медицина: Актуальные вопросы: сб. ст. по матер. LIV-LV междунар.науч.-практ.конф. № 4-5 (47). - Новосибирск: Сибак, 2016. - с. 59-68.
www.sibac.info
6. ЛакинГ.Ф. Биометрия М.: Высшая школа, 1980, 293 с.
7. Лепшин Б.Н., Кудайбергенова И.О., Чакеев И.Ш. и др. Морфологические изменения опухоли Уокера при терапии пектином и циклофосфаном // Современная медицина: Актуальные вопросы: сб. ст. по матер. LIV-LX междунар. науч.-практ. конф. № 9-10 (51). - Новосибирск: Сибак, 2016. - с. 29-36.
8. Лопатина К.А. Водорастворимые полисахариды растений Сибири в комплексной терапии первиваемых опухолей. Дисс...канд. мед. наук, Томск, 2007 - 151 с.
9. Оводов Ю.С. Современные представления о пектиновых веществах // Биоорганическая химия, 2009. Т. 35, № 3. С. 293-310.
10. Разина Т. Г. Фитопрепараты и биологически активные вещества лекарственных растений в комплексной терапии злокачественных новообразований: экспериментальное исследование. Дисс... докт. биол. наук, Томск, 2006. - 336 с.
11. Сафонова Е. А. Полисахариды растений, как корректоры цитостатической терапии экспериментальных опухолей: Дисс. канд. мед. Наук. Томск, 2011. - 168 с.
12. ТрещалинаЕ. М. Противоопухолевая активность веществ природного происхождения. М.: Практическая медицина, 2005. - 272 с.
13. Шилова Н.В. Влияние экстрактов ольхи клейкой на развитие перевиваемых опухолей в условиях цитостатической терапии. Дисс. канд. мед. наук. Томск, 2004. -228 с.
14. Azemar M., Hildenbrand B., Haering B. e.a. Clinical Benefi t in Patients with Advanced Solid Tumors Treated with Modified Citrus Pectin: A Prospective Pilot Study//Clinical Medicine: Oncology., 2007:1.- p. 73-80
15. HayashiA., Gillen A.C., Lott J.R. Effects of daily oral administration of quercetin chalcone and modified citrus pectin on implanted colon-25 tumor growth in Balb-c mice // Altern. Med. Rev., 2000. Vol. 5. P. 546-552.
16. Nangia-Makker P., Hogan V., Honjo Y. et. al. Inhibition of human cancer cell growth and metastasis in nude mice by oral intake of modified citrus pectin // J. Natl. Cancer Inst. 2002. Vol. 94. P. 1854-1862.
