CC BY
34
© Коллектив авторов, 1995 УДК 616-006.04-059-097
Л. 3. Болиева, Ф. К. Джиоев, С. А. Коростелев
ИНГИБИРУЮЩЕЕ ВЛИЯНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОГО СИНТЕТИЧЕСКОГО (З-КАРОТИНА НА ВОЗНИКНОВЕНИЕ У КРЫС ОПУХОЛЕЙ ПИЩЕВОДА, ГЛОТКИ И ПРЕДЖЕЛУДКА, ИНДУЦИРОВАННЫХ ]\-МЕТИЛ-]Ч-БЕНЗИЛ НИТРОЗАМИНОМ
НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей, Северо-Осетинский государственный медицинский институт, Владикавказ
В профилактике злокачественных новообразований человека в настоящее время особое значение придается разработке и использованию биологически активных веществ, многие из которых обладают антиканцерогенными, антимутагенными, иммуномодулирующими и анти-оксидантными свойствами.
В этой связи каротиноиды, прежде всего Р-каротин, все чаще привлекают к себе внимание исследователей, изучающих проблемы химиопрофилактики рака. По данным литературы [2, 3], Р-каротин эффективен в предупреждении спонтанного, химического, радиационного канцерогенеза. В частности, он ингибировал развитие опухолей кожи, индуцированных УФ-облучением, у мышей [7, 12], молочной железы крыс, индуцированных ДМБА [4], а также спонтанных новообразований мышей [5].
Нами изучено влияние на канцерогенез пищевода, глотки и преджелудка, индуцированный N-MeTmi-N-6eH-зилнитрозамином (МБН) у крыс, синтетического Р-каро-тина отечественного производства и фирмы «Hoffmann La-Roche», которая является одним из ведущих производителей этого препарата в мире. Данная модель была избрана нами в связи с тем, что заболеваемость раком пищевода, являющаяся весьма актуальной для ряда регионов [8—10, 13—15], возрастает при недостаточной обеспеченности организма каротиноидами, рибофлавином, токоферолом [2, 3]. Кроме того, рядом авторов показано, что защитная роль p-каротина наиболее вероятна в отношении плоскоклеточной малигнизации [6, 11]. На данной экспериментальной модели Р-каротин изучался впервые.
Материалы и методы. Опыт проводили на 170 крысах-самцах линии Вистар разведения питомника «Столбовая» АМН России массой в начале эксперимента 120—130 г. Животных содержали на стандартном рационе вивария. Для индукции опухолей пищевода всем животным вводили МБН по описанной методике [1] (канцероген синтезирован в НИИ онкологии им. H. Н. Петрова Минздравмедпрома РФ) с питьевой водой в 10% растворе этилового спирта в дозе 0,5 мг/кг ежедневно в течение 8 нед (суммарная доза 28 мг/кг). В качестве модификаторов канцерогенеза были изучены отечественный синтетический p-каротин1 и синтетический Р-каротин производства фирмы «Hoffmann La-Roche», каждый из которых вводили с кормом в разовой дозе 25 мг/кг 2 раза в неделю. Животные были разделены на 5 групп. При этом 60 крыс 1 -й группы (контрольная) никаким дополнительным воздействиям, кроме канцерогенного, не подвергали, по 25 крыс 2-й и 3-й групп получали наряду с канцерогеном отечественный и импортный Р-каротин, начиная со дня первого введения МБН и до окончания эксперимента (1-й режим введения Р-каротина), а по 30 животных 4-й и 5-й групп получали те же препараты спустя 3 сут после окончания введения канцерогена и до конца эксперимента (2-й режим введения Р-каротина).
1 Авторы выражают благодарность М. Я. Шашкиной и Т. В. Мкртчян за предоставленный для исследования р-каротин.
L. Z. Bolieva, F. K. Jioev, S. A. Korostelev
RUSSIAN SYNTHETIC BETA-CAROTENE INHIBITS /V-METHYL-AT-BENZYL-NITRO-SAMINE-INDUCED TUMORIGENESIS IN ESOPHAGUS, PHARYNX AND PREGASTRIUM IN RATS
Research Institute of Experimental Diagnostics and Therapy of Tumors, Moscow, North Osetia State Medical University, Vladikavkas
Development and application of biologically active agents with anticarcinogenic, antimutagenic, immuno-modulating and antioxidant activities are of great importance for prevention of human cancer.
Carotinoids, primarily beta-carotene, are in the focus of attention of investigators engaged in research of cancer prevention. Beta-carotene is reported [2,3] to be efficient in prevention of spontaneous, chemical, radiational carcinogenesis. In particular, the agent inhibited generation of UV-induced skin tumors in mice [7,12], DMBA-induced breast tumors in rats [4], spontaneous neoplasms in mice [5].
We studied effect of synthetic beta-carotene manufactured in Russia and supplied by Hoffmann La-Roche (the world major manufacturer of this drug) on esophageal, pharyngeal and pregastral carcinogenesis induced by A'-mcthyl-/V-benzyl-nitrosamine (MBN) in rats. We chose this model because esophageal cancer incidence is increased due to lack of carotenoids, riboflavin, tocopherol in the body [2,3] as observed in some regions [8—10,13—15]. Besides, some authors believe that beta-carotene’s protection is the highest in squamous cell malignization [6,11]. This was the first study of beta-carotene on the model mentioned above.
Materials and Methods. The experiments were carried out on 170 Vistar male rats supplied by the Stolbovaya vivarium with baseline weight 120 to 130 g. The animals were kept on standard diet. Esophageal tumors were induced with MBN as described elsewhere [1]. The carcinogen synthesized at the N.N.Petrov Institute of Oncology was administered in drinking water in 10% ethyl alcohol at 0.5 mg/kg daily for 8 weeks (total dose 28 mg/kg). Russian synthetic beta-carotene1 and synthetic beta-carotene from Hoffmann La-Roche were used as carcinogenesis modifiers. Each of the drugs was administered with food at a single dose 25 mg/kg
2 times a week. The rats were stratified into 5 groups. 60 rats (group
1, control) were exposed to carcinogenic action only. Groups 2 and 3 (25 rats each) received the carcinogen and Russian or imported beta-carotene, respectively, from the day of the first MBN administration till the end of the experiment (beta-carotene administration regimen 1). Groups 3 and 4 (30 animals each) received the same drugs beginning from day 3 following cessation of carcinogen treatment till the end of the experiment (beta-carotene administration regimen 2).
Duration of the experiment was 37 weeks beginning from the first MBN administration. Animals surviving this term were sacrificed and autopsied as well as the animals dying during the experiment. All esophageal, pharyngeal and pregastral neoplasms were counted and measured.
Changes in the pharynx, esophageal upper third (from pharynx to tracheal bifurcation level), esophageal mid third (from bifurcation to diaphragm level), .esophageal lower third (from diaphragm level to the entrance to pregastrium), in the pregastrium proper. Samples for histological study were fixed in 10% formalin solution, tumor sections were stained with hematoxylin and eosin.
1 The authors thank M.Ya.Shashkina and T.V.Mkrtchyan for supply of beta-carotene.
Развитие у крыс опухолей, индуцированных МБН, при воздействии отечественным синтетическим (3-каротином и синтетическим (З-каротином фирмы «Hoffmann La-Roche»
Development of MBN-induced tumors under the effect of Russian synthetic beta-carotene and synthetic beta-carotene from Hoffmann La-Roche
Копи- Эффек- Все локализации Пищевод
Групппа крыс чество крыс тивное коли- чество крыс* количество крыс с опухолями общее коли- индекс множеств количество крыс с опухолями общее коли- индекс мно-
абс. % чество опухолей ен- ности** абс. % чество опухолей жествен- ности**
1. МБН (контрольная) 1. (MBN) 60 43 42 97,7 292 6,8/7,0 42 97,7 255 5,9/6,1
2. МБН + отечественный р-каротин (1-й режим введения) 2. (MBN+R.beta-carotene, series I) 25 22 12 54,5*” 71 3,2/5,9 12 54,5*** 64 2,9/5,3
3. МБН + импортный (3-каротин (1-й режим введения) 3. (MBN+lm. beta-carotene, series I) 25 20 11 55*** 74 3,7/6,7 11 55*** 65 3,2/5,5
4. МБН + отечественный р-каротин (2-й режим введения) 4. (MBN+R.beta-carotene, series II) 30 23 18 78,3*** 117 5,1/6,5 18 78,3*** 94 4,0/5,2
5. МБН + импортный р-каротин (2-й режим введения) 5. (MBN+Im.beta-carotene, series II) 30 22 17 77,2*** 111 5,0/6,5 17 77,2*** 89 4,0/5,2
No. Effective No. % total No. multiplicity No. % total No. multipli-
Group of rats No. of rats tumor-bearing rats of tumors index tumor-bearing rats of tumors city index
Ali sites Esophagus
Примечания. *Количество крыс, доживших до появления первой опухоли.
**Количество опухолей на одну крысу: в числителе по отношению к эффективному числу животных, в знаменателе по отношению к жи-вотным-опухоленосителям.
***Разница с 1-й группой статистически достоверна (р < 0,05).
Notes. *N umber of rats surviving development of first tumor.
**Number of tumors per rat: in the numerator, in relation to animal effective number; in the denominator, in relation to tumor-bearing rats. ***The difference with group 1 is statistically significant (p < 0.05).
Продолжительность опыта составила 37 нед от начала введения МБН. Животных, доживших до этого срока, умерщвляли парами эфира. Павшие в ходе эксперимента и забитые по его окончании животные были подвергнуты патологоанатомическому исследованию. Все новообразования в пищеводе, глотке и преджелудке подсчитывали и измеряли. Отдельно регистрировали изменения в следующих отделах: глотке, верхней трети пищевода (от глотки до уровня бифуркации трахеи), средней трети пищевода (от уровня бифуркации трахеи до уровня диафрагмы), нижней трети пищевода (от уровня диафрагмы до входа в преджелудок), собственно в преджелудке. Материал, взятый для гистологического исследования, фиксировали в 10% растворе формалина и изучали после окраски срезов опухолей гематоксилином и эозином.
Как общее число животных со всеми выявленными опухолями, так и количество животных с новообразованиями, развившимися в различных отделах, определяли по отношению к эффективному числу животных (т. е. доживших до обнаружения первой опухоли). Частоту распределения опухолей по локализациям вычисляли по отношению к суммарному числу всех выявленных опухолей. Индекс множественности рассчитывали по отношению к эффективному числу крыс и числу крыс с опухолями. Полученные результаты обрабатывали статистически с использованием критериев Стьюдента и х2-
Результаты и обсуждение. МБН индуцировал у крыс контрольной и опытных групп множественные новообразования пищевода, реже опухоли развивались в глотке и преджелудке (в среднем около 6 новообразований на крысу).
Результаты, полученные в ходе проведенных исследований, представлены в табл. 1 и 2.
Введение как отечественного, так и импортного (3-ка-ротина способствовало статистически достоверному снижению частоты и множественности опухолей всех локализаций у животных опытных групп по сравнению с контрольной группой: во 2-й группе — на 43,2% и в 2,1 раза, в 3-й — на 42,7% и в 1,8 раза, в 4-й — на 19,4% и в
Both total animal number with all detected tumors and the number of animals with neoplasms occurring in the mentioned sites were determined in relation to the effective number of animals (i. e. those surviving first tumor detection). Tumor occurrence with respect to site was calculated in relation to the total of detected tumors. Multiplicity index was calculated in relation to the effective number of rats and to the number of tumor-bearing rats. Statistical analysis of results was performed using Student’s and chi-square tests.
Results and Discussion. MBN induced multiple neoplasms of the esophagus in control and test rats, tumors occurred less frequently in the pharynx and pregastrium, at 6 neoplasms per rat on the average.
Results of the investigation are presented in tables 1 and 2.
Both Russian and imported beta-carotene reduced in a statistically significant manner frequency and multiplicity of tumors of all sites in test animals as compared to the control, the reductions being as follows: group 2— 43.2% and 2.1 -fold, group 3—42.7% and 1.8-fold, group 4—19.4% and 1.3-fold, group 5—20.5% and 1.4-fold, respectively (see table 1).
The values for esophageal tumors were 43.2% and 2-fold in group 2, 42.7% and 1.8-fold in group 3, 19.6% and 1.4-fold in group 4, 20.5% and 1.5-fold in group 5 as compared to the control (see table 1).
Frequency and multiplicity of pregastric tumors reduced by 23.5% and 3.6-fold in group 2,17.6% and 2.5-fold in group 3,10.9% in group 4 (multiplicity index was similar to that in the control), 0.8% in group 5 (multiplicity index was 1.2-fold greater than in the control group) (see table 1).
As concerns pharyngeal tumors the following data were obtained: frequency and multiplicity of tumors reduced by 21.2% and 2.2-fold in group 2, 19.8% and 1.6-fold
Коли- Эффек- Преджелудок Г лотка
Группа крыс чество крыс тивное коли- чество крыс* количество крыс с опухолями общее коли- индекс мно- количество крыс с опухолями общее коли- индекс мно-
абс. % чество опухолей жествен- ности** абс. % чество опухолей жествен- ности**
1. МБН (контрольная) 1. (MBN) 60 43 14 32,6 21 0,5/1,5 15 34,8 16 0,4/1,1
2. МБН + отечественный р-каротин (1-й режим введения) 2. (MBN+R.beta-carotene, series I) 25 22 2 9,1 3 0,14/1,5 3 13,6 4 0,18/1,3
3. МБН + импортный р-каротин (1-й режим введения) 3. (MBN+lm.beta-carotene, series I) 25 20 3 15 4 0,2/1,3 3 15 5 0/1,7
4. МБН + отечественный р-каротин (2-й режим введения) 4. (MBN+R.beta-carotene, series II) 30 23 5 21,7 11 0,5/2,2 8 34,7 12 0/2,5
5. МБН + импортный р-каротин (2-й режим введения) 5. (MBN+Im.beta-carotene, series II) 30 22 7 31,8 13 0,6/1,9 5 22,7 9 0,4/1,8
No. Effective No. % total No. multipli- No. % total No. multipli-
Group of rats No. of rats tumor-bearing rats of tumors city Index tumor-bearing rats of tumors city index
Pregastrlum Pharynx
Примечания.* Количество крыс, доживших до появления первой опухоли.
** Количество опухолей на одну крысу: в числителе по отношению к эффективному числу животных, в знаменателе по отношению к жи-вотным-опухоленосителям.
*** Разница с 1-й группой статистически достоверна (р < 0,05).
Notes. *Number of rats surviving development of first tumor.
**Number of tumors per rat: in the numerator, in relation to animal effective number; in the denominator, in relation to tumor-bearing rats. ***The difference with group 1 is statistically significant (p < 0.05).
1,3 раза и в 5-й — на 20,5% и в 1,4 раза соответственно (см. табл. 1).
Эти же показатели для новообразований пищевода составили соответственно во 2-й группе 43,2% и 2 раза, в 3-й — 42,7% и 1,8 раза, в 4-й — 19,6% и 1,4 раза и в 5-й — 20,5% и 1,5 раза по сравнению с контрольной (см. табл. 1).
Частота и множественность опухолей преджелудка снизилась во 2-й группе животных на 23,5% и в 3,6 раза, в 3-й — на 17,6% и в 2,5 раза, в 4-й — на 10,9% (индекс множественности в данной группе идентичен таковому в контрольной группе), в 5-й группе — на 0,8% (индекс множественности превышает показатель в контрольной группе в 1,2 раза) (см. табл. 1).
Данные, относящиеся к канцерогенезу глотки, были таковыми: во 2-й группе частота и множественность опухолей глотки снизилась на 21,2% и в 2,2 раза, в 3-й группе — на 19,8 и в 1,6 раза, в 4-й — на 0,1% (индекс множественности увеличился в 1,2 раза), в 5-й группе частота возникновения опухолей снизилась на 12,1%, индекс множественности остался без изменений (см. табл. 1). Некоторое снижение частоты и множественности опухолей глотки и преджелудка было статистически недостоверным.
Гистологически большинство новообразований крыс классифицировалось как папилломы. Карциномы были обнаружены лишь у 9 (20,9%) крыс 1-й группы, у 2 (9,1%) крыс и у 1 (5%) крысы 2-й и 3-й групп (1-й режим введения (3-каротина) и у 3 животных как в 4-й, так и в 5-й группе (13,0 и 13,6% соответственно, 2-й режим введения р-каротина) Новообразования развивались на фоне множественных лейкоплакий, гиперплазии и дисплазии эпителия пищевода, глотки и преджелудка, однако в контрольной группе эти изменения были наиболее выраженными.
Таблица 2
Table 2
Распределение крыс по количеству опухолей на особь Distribution of rats with respect to the number of tumors per rat
Группа
Количество опухолей на 1 крысу
крыс 0 1—3 4—6 7—9 10—15 16и более
1 1 (2,3) 8(18,6) 18 (41,9) 4 (9,3) 8 (9,3) 4 (9,3)
2 10 (45,6) 1 (4,5) 8 (36,4) 3(13,5) —
3 9(45) 1 (5) 5(25) 5(25) — —
4 5(21,7) 2 (8,7) 9 (39,2) 7 (30,4) — —
5 5 (22,7) 1 (4,5) 10 (45,5) 6 (27,3) —
Rat group 0 1—3 4—6 7—9 10—15 16 and more
Number of tumors per rat
Пр имечание. В скобках указано процентное соотношение. Note. Numbers in parentheses show percentage.
in group 3, 0.1% in group 4 (multiplicity index increased 1.2-fold), frequency of tumor occurrence reduced by 12.1 % with multiplicity index unchanged in group 5 (see table 1). Reduction in frequency and multiplicity of pharyngeal and pregastric tumors was not statistically significant.
By histology most neoplasms were classified as papilloma. Carcinoma was found in 9 (20.9%) rats of group 1, 2 (9.1%) and 1 (5%) rats of groups 2 and 3 (beta-carotene administration regimen 1), 3 (13.0% and 13.6%, respectively) rats in groups 4 and 5 each (beta-carotene admini-
Важно отметить, что исследуемые вещества проявляли свою активность при обоих режимах скармливания, хотя их эффективность находилась в прямой зависимости от сроков начала введения. Кроме того, заметных токсических эффектов при применении как отечественного, так и импортного (3-каротина не наблюдалось: масса крыс во всех группах была практически одинаковой на протяжении всего эксперимента.
Таким образом, полученные данные указывают на наличие у отечественного синтетического (3-каротина антибластомогенной активности в отношении рака пищевода, которая проявлялась в достоверном снижении частоты и множественности опухолей и практически не отличалась от таковой, проявленной (i-каротином производства фирмы «Hoffmann La-Roche».
Результаты наших исследований согласуются с данными, полученными Н. И. Шеренешевой и соавт. [6] о снижении до 40,7% частоты индуцированных опухолей преджелудка у крыс, получавших каротиноиды, по сравнению с 71,6% у крыс, получавших только канцероген.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Беспалов В. Г., Александров В. А. И Экспер. онкол. — 1992.— № 3. — С. 3—11.
2. Букин Ю. В. II Вопр. онкол. — 1986. — № 11. — С. 35—49.
3. Букин Ю. В. I/ Вопр. питания. — 1993. —№ 4. — С. 9—12.
4. Сергеева Т. И., Хаецкий И. К., Полищук А. С. и др. // Вопр. мед. химии. — 1992. — Т. 38, № 6. — С. 14—16.
5. Сергеева Т. И., Викулова Л. А., Жидкова Т. А. и др. // Там же. — С. 12—14.
6. Шеренешева Н. И., Финько В. Е., Шелепова В. М. II Там же. — 1992. — Т. 38, № 6. — С. 21—23.
7. Epstein G. Н. //Photochem. Photobiol. — 1977. — Vol. 25. — P. 211— 215.
8. Luhair К., AI-Baharani, Tala! Al. II Amer. J. Proctol. Gastroenterol., Colon. Rect. Surg. — 1979. — Vol. 30, N 6. — 12. — P. 16—19.
© Коллектив авторов, 1995 УДК 618.11-006.04-085.357-092.9
И. М. Валуева, И. О. Смирнова, И. С. Буренин
ЛЕЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОПУХОЛЕЙ ЯИЧНИКА АНАЛОГОМ ЛЮЛИБЕРИНА СУРФАГОНОМ
НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей
В России и странах СНГ рак яичников занимает третье место по частоте и второе по показателю смертности среди злокачественных новообразований женских половых органов [1]. В связи с тем, что у 70—80% больных рак яичника выявляется в далеко зашедших стадиях, результаты лечения остаются неудовлетворительными. Так, эффективность различных схем комбинированной химиотерапии составляет 60—80% с частотой полных ремиссий 40—50% [4]. Вместе с тем до сих пор возможности химиотерапии ограничены прежде всего из-за побочных эффектов (лейкопения, тромбоцитопения, поражение желудочно-кишечного тракта). Поэтому разработка новых методов терапии, позволяющих улучшить или допол-
stration regimen 2). The neoplasms developed against the background of multiple leukoplasias, hyperplasias and dysplasias of esophageal, pharyngeal and pregastric epithelium, in the control group these changes were marked to a higher degree.
Of note that the test substances were active in both regimens though their effect depended upon administration timing. Neither Russian nor imported beta-carotene had noticeable toxic effects, body weight was practically unchanged in rats of all groups during the entire experiment.
Thus, Russian synthetic beta-carotene was shown to have antiblastomogenic activity in esophageal cancer as manifested by a significant reduction in frequency and multiplicity of tumor occurrence which was practically similar to that as a result of treatment with beta-carotene from Hoffmann La-Roche.
Our findings are in accordance with data reported by N.I.Sherenesheva et al. [6] who showed that pregastral tumor induction in rats receiving carotenoids reduced to 40.7% as compared to 71.6% in rats exposed to carcinogen alone.
9. Mahbouli E., Kmet /., Cook P. I. et al. // Brit. J. Cancer. — 1974. — Vol. 28.— P. 197—214.
10. Marlines G. II Resent Adv. Gastroenterol. World Congress Gastroenterol., 3-rd: Proceedings. — 1966. — Vol. 1. — P. 50—57.
11. Matheus-Roth М. М. II Oncology. — 1982. — Vol. 39. — P. 33—37.
12. Matheus-Roth М. М., Krinsky N. I. II Photochem. Photobiol. — 1985. — Vol. 42, N 1— P. 35—38.
13. Munos N., CrespiМ., Grasci P. et al. // Lancet. — 1982. — Vol. 1. — P. 876—879.
14. Munos N., Hayashi М., Lu G. B. et al. II J. nat. Cancer Inst. — 1987. — Vol. 79. — P. 587—691.
15. Siddigi М., Tricker A. R., Preussmann R. //Cancer. Lett — 1988. — Vol. 39, N 1. — P. 37—43.
Поступила 27.10.94 / Submitted 27.10.94
I. M. Valueva, I. O. Smirnova, I. S. Burenin
TREATMENT OF EXPERIMENTAL OVARIAN TUMORS WITH LULIBERINE ANALOG SURFAGON
Research Institute of Experimental Diagnostics and Therapy of Tumors
Ovarian cancer is the third most common by incidence and the second most common by mortality among malignant neoplasms of female genitalia [1]. Results of treatment for ovarian cancer are far from satisfactory because 70% to 80% of the cases have advanced disease at detection. Efficacy of various schedules of combined chemotherapy is 60% to 80% with the rate of complete response being 40% to 50% [4]. However, application of chemotherapy is limited primarily due to side effects (leukopenia, thrombopenia, gastrointestinal adverse events). Therefore, development of new therapeutic regimens that improve or supplement complex therapy of ovarian cancer is a problem of great importance.
