CC BY
34
можно применять для снятия иммуносупрессии в послеоперационной терапии или для предотвращения побочных эффектов противоопухолевой терапии. Они могут дать хороший результат при включении их в комплекс общей терапии, состоящей из хирургического лечения, химиотерапии, лучевого лечения и других иммуностимулирующих воздействий.
Поэтому среди множества терапевтических приемов, известных в настоящее время, противоопухолевые полисахариды, выделенные из грибов, можно рассматривать не просто как один из множества компонентов, входящих в комплекс лечебных мероприятий, а как наиболее сильные физиологически активные цитокины, способные усиливать механизмы противоопухолевой резистентности.
© Коллектив авторов, 1994 УДК 616-006-021.3-085.356
H.A. Харьковская, С.А. Хрусталев, A.B. Сергеев
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОГО КАРОТИНА НА СПОНТАННЫЙ БЛАСТОМОГЕНЕЗ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Отдел лабораторных животных, Лаборатория по созданию нетоксических иммуномодуляторов НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей
Вопросы профилактики злокачественных новообразований человека приобрели сегодня первостепенное значение в программе борьбы с онкологическими заболеваниями. Одним из наиболее перспективных направлений в этой области является изучение возможности длительного использования витаминов для нормализации обменных процессов в организме, способствуя тем самым снижению заболеваемости различными формами неоплазии. В настоящее время накоплен обширный материал о возможности применения витамина А как антиканцерогенного фактора в клинике и эксперименте. Показано, что при ряде онкологических заболеваний, при которых в сыворотке больных снижается содержание ретиноидов [4, 10], прежде всего при раке легкого, мочевого пузыря, полости рта [8], применение препаратов витамина А оказывает определенный терапевтический эффект. Положительный ингибирующий эффект препаратов витамина А описан при экспериментальных опухолях кожи, подкожной клетчатки, печени, толстой кишки, молочной железы, спонтанных аденомах легкого у мышей, крыс, хомячков [3, 5—7, 9, 11, 12]. Однако, как отмечают большинство исследователей, используемые в клинической практике препараты витамина А отличаются значительной токсичностью, что ограничивает их применение и обусловливает поиск новых нетоксичных препаратов. С этой целью изучены возможные ингибирующие свойства отечественного природного и синтетического каротина на ранее изученной модели спонтанного бластомогенеза
N. A. Kharkovskaya, S. A. Khrustalev, A. V. Sergeyev
EXPERIMENTAL STUDY OF DOMESTIC CAROTENE EFFECT OF SPONTANEOUS BLASTOGENESIS IN LONG-TERM TREATMENT
Unit for Laboratory Animals, Non-Toxic Immunomodulator Development Laboratory RIEDTT, CRC RAMS
Problems of prevention of malignant neoplasms in humans are currently in the focus of attention in anticancer programs. Most promising in this respect is study of long-term administration of vitamins for normalization of the body’s exchange and, as a result, reduction of incidence of various malignancies. There are numerous experimental and clinical data on use of vitamin A as an anticancer agent. Vitamin A drugs produce a certain therapeutic effect on several types of cancer characterized by decrease in patients’ serum retinoids [4, 10], first of all on cancer of the lung, bladder, oral cavity [8]. Vitamin A is shown to inhibit growth of experimental tumors of the skin, subcutaneous cellular tissue, liver, colon, breast, spontaneous lung adenoma in mice, rats and hamsters [3,5-7, 9, 11, 12]. However, most investigators note a considerable toxic effect of vitamin A drugs used in the clinical practice, which limits their application and necessitates search for new non-toxic preparations. We studied potential inhibitor activity of domestic natural and synthetic carotene on a previously studied model of spontaneous blastomogenesis in C57BL/6jy mice [2]. The analysis of carotene effect on incidence, site of occurrence and histology of spontaneous animal neoplasms, in our opinion, makes possible a more objective extrapolation of the obtained data to humans.
Methods. 400 C57BL/6jy mice (200 females and 200 males) bred at the Stolbovaya vivarium were used at the age of 2 months and kept under surveillance on standard diet till the end of the experiment. The mice were divided into 3 groups. Group 1 received
мышей линии С57ВЬ/6]у [2]. Анализ влияния каротина на частоту обнаружения, локализацию и гистогенез спонтанных новообразований у животных, на наш взгляд, делает возможным более объективную экстраполяцию полученных данных на человека.
Методика исследований. В работе использовано 400 мышей линии С57ВЬ/6]у — 200 самок и 200 самцов, полученных из питомника "Столбовая" в 2-месячном возрасте и до конца эксперимента находившихся под наблюдением на стандартной диете. Все мыши были разделены на 3 группы. Животные 1-й группы получали концентрат натурального казеина (КНК), который во 2-й и 3-й группах использовали в качестве наполнителя, 2-й группы — природный препарат /3-каротина (П-каротин), 3-й — синтетический препарат /?-каротина (С-каротин). Животные всех групп получали препараты с пищей дважды в неделю пожизненно в течение всего эксперимента. КНК вводили из расчета 1 г на мышь, П-каротин — 16,5 мг на 1 кг массы (1 г на мышь) с наполнителем, С-каротин — 22,5 мг на 1 кг массы (0,1 г на мышь) с наполнителем. Всех павших и забитых животных вскрывали и исследовали патологоанатомически. Для гистологического анализа использовали легкие, печень, почки, селезенку, а также увеличенные лимфатические узлы, тимус и другие органы и ткани, где макроскопически обнаруживали опухоли. Органы фиксировали в 10% формалине, заливали в парафин, срезы окрашивали гематоксилином и эозином.
Результаты. Анализ продолжительности жизни мышей опытных групп и контроля на основании данных о спонтанном бластомогенезе у мышей С57ВЬ/6]у [2], свидетельствует о том, что гибель мышей во всех группах заметно увеличивается с возрастом, будучи минимальной до года, а максимальной в 24—28 мес, когда пала практически половина всех мышей каждой группы. Частота обнаружения опухолей также возрастает с увеличением возраста животных. При этом гибель мышей с опухолями и без них была практически идентичной во всех опытных группах, за исключением контроля, где число животных с опухолями было выше, чем в опытных группах.
Частота обнаружения новообразований у обследованных мышей представлена в табл. 1, которая демонстрирует несущественные различия по этим показателям у мышей опытных групп. При этом общая частота обнаружения новообразований у животных этих групп колебалась от 19 до 28,4%, что во всех случаях было ниже, чем у контрольных мышей (34%).
Характерно, что среди диагностированных новообразований животных опытных групп наблюдалось явное преобладание злокачественных опухолей над доброкачественными, что полностью соответствовало характеру спонтанного бластомогенеза у мышей этой линии. Соотношение злокачественных и доброкачественных опухолей составило в 1-й группе 21:9, во 2-й — 31:5, в 3-й — 16:6. Среди диагностированных новообразований у подопытных животных преобладали единичные опухоли, частота множественных опухолей в процентах к числу мышей с опухолями в исследованных группах колебалась от 6 до 15,8, и множественные опухоли, как правило, были представлены сочетанием лимфосаркомы и гепатомы.
Как видно из табл. 2, наиболее часто встречающимися опухолями во всех группах являлись гемобла-стозы, которые были представлены только лимфосар-комами. Частота гемобластозов колебалась от 72 до
concentrated natural casein (CNC) which in groups 2 and 3 was used as an excipient. Group 2 was given a natural ^-carotene (N-carotene) preparation, group 3 received a synthetic carotene (S-carotene) preparation. The drugs were fed with meals twice a week during the entire experimental study in all the groups. The dosage administered was: CNC — 1 g per mouse, N-carotene — 16.5 mg per kg body weight (1 g per mouse) plus the excipient, S-carotene — 22.5 mg per kg body weight (0.1 g per mouse) plus the excipient. All dead and sacrificed animals were examined post mortem. Histological analysis was performed on specimens of lungs, liver, kidney, spleen as well as on enlarged lymph nodes, thymus and other organs and tissues with macroscopically detected tumors. The organ samples were fixed in 10% formalin, embedded in paraffin, the sections were stained with hematoxylin and eosin.
Results. Results of life span analysis of test mice and control (data about spontaneous blastomogenesis in C57BL/6jy mice) [2] showed increase in the death rates with age in all groups from minimal in mice under 1 year of age to maximal in mice at the age of 24—28 months (half of the mice in every group). The rate of tumor detection was also rising with animals’ age. Mortality in mice with and without tumors was practically the same in all test groups in contrast to the control where the number of deaths in tumor-bearing mice was greater than in the test groups.
The rate of tumor detection in the mice studied is presented in table 1 which shows but inconsiderable difference between the test groups. The’overall rate of tumor detection in these groups was ranging from 19 to 28.4% and thus in all the groups was lower than in the control (34%).
It is characteristic that there was a preponderance of malignant tumors over benign ones in test groups which corresponded completely to the manner of spontaneous blastomogenesis in mice of this line. The ratio of malignant to benign tumors was 21:9 in group 1; 31:5 in group 2: 16:6 in group 3. There were mainly solitary tumors among the neoplasms detected. The percentage of multiple tumors in tumor-bearing mice from the test groups was ranging from 6 to 15.8, with the multiple neoplasms being mainly combinations of lymphosarcoma and hepatoma.
Table 2 shows that hemoblastomas (as lymphosarcomas only were the most frequent in all groups. The hemoblastosis rate was ranging from 72 to 84.8% of all tumor-bearing mice to reach maximum (84.8%) in group 2. Both localized and generalized lymphosarcomas were encountered in every group.
Hepatomas, morphologically classified as hepatoadenoma and hepatosarcoma, were the second common tumor type. There was a preponderance of hepatosarcomas (60—75% of all hepatomas) in groups 1 and 2, while hepatoadenomas only were detected in group 3 treated with S-carotene. The percentage of hepatomas in the total number of tumor-bearing mice in the test groups was ranging from 10.5 to 16 to reach maximum in group 1 and minimum in group 2.
Benign vascular tumors mainly as cavernous angioma were 3—10.5% of the total tumor-bearing mice in the test groups.
Частота обнаружения новообразований у исследованных животных Tumor detection in mice under study
Группа животных Эффективное число мышей Срок появления 1-й опухоли, мес Число мышей с опухолями Общая частота обнаружения опухолей, % Частота обнаруженная злокачественных опухолей, %
Контрольная / Control 164 13,5 57 34,7 25
1 123 8 25 20,3 17,1
2 116 15 33 28,4 25,9
3 100 17 19 19 16
Mouse group Effective no. of mice Months till Ist tumor detection No. of tumor-bearing mice Overall percentage of tumor detection Percentage of malignant tumor detection
84,8% от общего числа мышей с опухолями в группах, будучи максимальной во 2-й группе (84,8%). При этом во всех группах встречались как локализованные, так и генерализованные лимфосаркомы.
Вторыми по частоте обнаружения новообразованиями явились гепатомы, морфологически классифицируемые как гепатоаденомы и гепатокарциномы. В 1-й и 2-й группах преобладали гепатокарциномы (60—75% всех гепатом), а у мышей 3-й группы, получавший С-каротин, — только гепатоаденомы. Частота выявления гепатом колебалась от 10,5 до 16% от общего числа мышей с опухолями в опытных группах, будучи максимальной в 1-й группе и минимальной — во 2-й группе.
Опухоли сосудов в виде доброкачественных вариантов, преимущественно кавернозных ангиом, составляли от 3 до 10,5% от общего числа мышей с новообразованиями у животных исследованных групп.
Опухоли легких встречались только в 2 группах животных: получавших КНК — 8% от числа мышей с опухолями и получавших С-каротин — 5,3% в виде доброкачественного варианта (аденом).
Остальные новообразования были диагностированы у мышей в единичных случаях и представлены только доброкачественными опухолями: лимфангио-мой, сосочковой цистаденомой желез Гардера, аденоматозным полипом кишечника.
Необходимо отметить существование определенных половых различий как в общей частоте обнаружения опухолей, так и в их морфологической характеристике. Так, у самок всех обследованных групп общая частота выявления новообразований была выше, чем у самцов, и чаще всего они были представлены злокачественными опухолями. При этом абсолютное большинство диагностированных у них новообразований составляли гемобластозы (75—100%), в то время как у самцов наряду с гемобластозами чаще выявлены гепатомы (20—21% от числа мышей различных групп с опухолями). Кроме того, у самок отмечена тенденция к несколько более позднему развитию новообразований, чем у самцов.
Обсуждение. Как видно из сравнительного анализа результатов исследований, не было обнаружено существенных различий в частоте обнаружения и локализации диагностированных новообразований во всех
Lung tumors were detected in two groups: receiving CNC — 8% of tumor-bearing mice, and treated with S-carotene — 5.3% (as benign adenoma).
Other neoplasms were detected in single cases as benign tumors including lymphangioma, Gardner’s gland papillary cystadenoma, intestinal adenomatous polyp.
There was a considerable difference both in tumor detection rate and morphology with respect to sex. In all groups tested the rate of tumor detection was higher in females than in males, the detected tumors being mainly malignant. There was an absolute majority (75—100%) of hemoblastoses among tumors detected in female mice while hepatomas prevailed in males (20—21% of tumor-bearing mice). Besides, there was a tendency to later development of neoplasms in females as compared to males.
Discussion. The comparative analysis failed to reveal considerable differences either in tumor detection or sites between mice receiving synthetic and natural carotene. But there was a difference in comparison with the intact control: the mice receiving treatment demonstrated decrease in overall tumor detection rate (20.3% in group 1, 28.4% in group 2, 19% in group 3, 34.7% in intact controls), the difference being statistically significant in groups 1 (p< 0.001) and 3 (p<0.05). The spectrum of tumors occurring in the test groups corresponded to the spectrum of the controls though being considerably narrower.
Thus, the results of the study suggest that the substances tested exert a mild inhibiting action. Administration of N- and S-carotene in males resulted in a more expressed tumor inhibition than in females.
The carotene inhibiting effect on spontaneous blastomogenesis varied depending upon tumor morphology. The drugs caused reduction in lung adenoma incidence, absence of their malignant variants and a significant decrease in detection of hepatomas and, to a less degree, of hemoblastosis. The obtained results correlate with the reported data on vitamin A preparations influencing mainly epithelial tumors [1] and on liver contribution to vitamin A exchange [1].
Thus, our study has shown that natural and synthetic carotene preparations as fed for a long (26 mo) time do not exert any toxic action on animals and produce a
Локализация и морфологическая характеристика новообразований в контрольной и опытных группах Tumor sites and morphology in test and control groups
Локализация Морфологическая характеристика Число опухолей в группах
контрольная 1-я 2-я 3-я
Кроветворная система Локализованная лимфосаркома 20 13 21 9
Hemopoietic system Localized lymphosarcoma
Генерализованная лимфосаркома 8 5 7 7
Generalized lymphosarcoma
Печень / Liver Гепатоаденома / Hepatoadenoma 6 2 1 3
Гепатокарцинома / Hepatocarcinoma 10 3 3 —
Легкие / Lungs Аденома / Adenoma 4 2 — 1
Злокачественная аденома / Malignant adenoma 2 — — —
Сосуды / Vessels Кавернозная ангиома / Cavernous angioma 2 4 2 1
Гемангиоэндотелиома (доброкачественная) — — — 1
Hemanglothelloma (benign)
Прочие / Others Липома / Lipoma 10 — — —
Фиброма / Fibroma 1 — — —
Аденокарцинома матки / Uterine adenocarcinoma 1 — — —
Ретикулосаркома / Reticulosarcoma 1 — — —
Гепатобластома / Hepatoblastoma 1 — — —
Папиллома мочевого пузыря / Bladder papilloma 1 — — —
Лимфангиома / Lymphangioma — — — —
Аденоматозный полип кишечника — — — —
Intestinal adenomatous polyp
Сосочковая цистаденома желез Гардера — 1 — —
Gardner's gland papillary cystadenoma
control 1 2 3
Site Morphology
No. of tumors in groups
опытных группах мышей, получавших синтетический и природный каротин. Однако эти различия выявлены по отношению к контрольной группе интакт-ных мышей, по сравнению с которой отмечается снижение общей частоты новообразований (1-я группы — 20,3%, 2-я — 28,4%, 3-я — 19%, интактные мыши — 34,7%), достоверно значимое в 1-й (р < 0,001) и 3-й (р < 0,05) группе. Анализ спектра возникших опухолей у животных опытных групп свидетельствует о том, что последний соответствует спектру новообразований контрольных животных, но несомненно уже.
Таким образом, полученные результаты позволяют говорить о том, что исследуемые вещества обладают слабо выраженными ингибирующими свойствами. При этом применение П- и С-каротина у самцов вызывало более выраженный эффект ингибирования опухолей, чем у самок.
Говоря о существовании ингибирующего влияния препаратов каротина на спонтанный бластомогенез, следует отметить, что оно неоднозначно по отношению к различным морфологическим вариантам новообразований. Например, введение исследуемых препаратов сопровождается преимущественно снижением частоты аденом легкого, отсутствием их злокачественных вариантов, а также достоверным снижением частоты обнаружения гепатом и в меньшей степени влияет на частоту гемобластозов. Получен-
mild inhibiting effect on spontaneous blastomogenesis in mice.
ЛИТЕРА ТУРА/REFERENCES
1. Сергеев A.B. Иммунофармакология и механизм действия неспецифических противоопухолевых иммуномодуляторов (ретиноиды, коферментные формы, витамины, полисахариды): Дис. ... д-ра мед. наук. — М., 1986.
2. Харьковская НА., Хрусталев С А. / / Экспер. онкол. —
1985. - Т. 7, № 4. - С. 45-49.
3. Bruley-Rosset М., Hercend Т., Martinez J. et al. // J. nat. Cancer Inst. - 1981. - Vol. 66, N 6. - P. 1113-1119.
4. Hsing A.T., Comstock G. W., Abley H., Pole B.F. // Ibid. —
1990. - Vol. 82, N 11. - P. 941-946.
5. Krinsky N.J. // J. Nutr. - 1989. - Vol. 119, N 1. — P. 123-
126.
6. Mathew-Roth M.M. // Oncology. — 1982. — Vol. 39. — P. 33-37.,
7. Moon R.C., McCormic L., Menta R. // Cancer Res. — 1983. — Vol. 43. - P. 2469-2475.
8. Moon R.C. // J. Nutr. - 1989. - Vol. 119, N 1. - P. 127-
133.
9. Santamaria L. / / Med. biol. Environm. — 1981. — Vol. 9. — P. 113-120.
10. Stam J.C., Sranking W.F., Fikkert J.J. et al. // Lung. — 1990. — Vol. 168, Suppl. - P. 1075-1081.
11. Temple N.J., Basu T.C. // J. nat. Cancer Inst. — 1987. — Vol. 78. — P. 1211—1214.
12. Rieder A., Adamer M., Wrba H.O. // Oncology. — 1983. — Vol. 40. - P. 120-123.
ные результаты коррелируют с приведенными в литературе данными о преимущественном воздействии препаратов витамина А на эпителиальные опухоли [1], а также с данными о роли печени в обмене витамина А [1].
Таким образом, анализ полученных результатов показал, что исследуемые препараты природного и
© Коллектив авторов, 1994 УДК 616.3-006.04-02-084: 615.37
Н.И. Шеренешева, А.А. Клименков, К.А. Абикулов
ХИМИЧЕСКИЙ КАНЦЕРОГЕНЕЗ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА У КРЫС С ВАГОТОМИЕЙ И РОЛЬ КАРОТИНОИДОВ В ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей, НИИ клинической онкологии
В настоящее время основным методом хирургического лечения язвенной болезни желудка по-прежне-му остается его резекция [2, 3]. Однако в последние годы расширились показания к органосохраняющим операциям, комбинируемым с различными видами ваготомии. Главное место среди них занимает селективная проксимальная ваготомия как операция наиболее патогенетически оправданная [6, 7, 9]. По данным клинических и экспериментальных исследований [4, 8, 10, 14, 24], резекция усиливает риск возникновения рака в оперированном желудке. Так, среди больных, перенесших резекцию по поводу язвенной болезни, рак желудка возникает у 6—8% в срок до 20 лет и у 31,3% пациентов, переживших 25 лет после операции [4, 8]. Что касается возможного влияния ваготомии, то малочисленность клинических данных, недостаточный срок, прошедший после оперативного вмешательства, не позволяют в настоящее время сделать окончательные выводы о степени риска возникновения рака желудка после органосохраняющих операций.
Однако, по мнению некоторых авторов, изменения слизистой оболочки желудка после ваготомии возникают быстрее, чем после резекции, а интервал между операцией и появлением опухоли сокращается [15, 19]. Отмечено увеличение частоты рака у лиц после ваготомии по сравнению с общей популяцией [13, 15]. Результаты экспериментальных исследований по изучению роли органосохраняющих операций в развитии рака желудка противоречивы. Так, по данным одних авторов [16, 20, 27, 31], стволовая ваготомия и пилоропластика не влияют на частоту возникновения и время развития индуцированных опухолей желудка, в то время как в работах других исследователей [21, 24, 30] отмечено усиление химического канцерогенеза желудка у ваготомированных крыс. В последние годы в литературе широко обсуждается перспективность использования каротиноидов для онкопрофилактики. Однако значительная часть выполненных экспериментальных исследований по-
синтетического каротина не оказывают токсического воздействия на животных при длительном (в течение 26 мес) скармливании и обладают слабо выраженным ингибирующим действием на спонтанный бластомогенез у мышей С57ВЬ/6]у.
N. I. Sherenesheva, A. A. Klimenkov, K. A. Abikulov
CHEMICAL GASTROINTESTIONAL CARCINOGENESIS IN RATS WITH VAGOTOMY, AND ROLE OF CAROTENOIDS IN ITS REALIZATION
Research Institute of Experimental Diagnostics and Therapy of Tumors, Research Institute of Clinical Oncology
Resection of the stomach is at present the main type of surgery for gastric ulcer [2, 3]. However, over the recent years there is a tendency to organ salvage surgery conbined with various types of vagotomy, mainly selective proximal vagotomy as the most pathogenetically reasonable [6, 7, 9]. As found experimentally and clinically [4, 8, 10, 14, 24] the resection increases the risk of cancer in the stomach operated on. Among patients undergoing resections for gastric ulcer incidence of gastric cancer is 6—8% within 20 years and 31.3% at 25 years following surgery [4, 8]. As concerns possible influence of vagotomy on the incidence, final conclusion about the risk of gastric cancer after organ salvage surgery is hardly possible now due to few clinical data and insufficient follow-up time.
However, in the opinion of some authors [15, 19] changes in gastric mucosa after vagotomy occur sooner than after resection, and the interval between surgery and tumor development is shorter. Higher rate of cancer incidence is reported [13, 15] after vagotomy as compared to the general population. Experimental data about the role of organ salvage surgery in development of gastric cancer are equivocal. For example, by data of [16, 20, 27, 31] truncal vagotomy and pyloroplasty have no effect on the rate of incidence and time of development of induced gastric tumors, while the authors of [21, 24, 30] report of increased chemical gastric carcinogenesis in vagotomized mice. Over the recent years there is a vast literature on potentials of carotenoids in prevention of cancer. But most experimental investigations studied the role of carotenoids in cutaneous carcinogenesis [17, 23, 28, 29], and the recent data suggest high sensitivity of squamous cell tumors to these agents. However, there are just single investigations of carotenoids’ effect on other tumor models which does not allow evaluation of their potentials in prevention of tumors of other organs and tissues. As far as we know there are no experimental investigations of carotenoids’ effect on
