CC BY
39
Педиатрический вестник Южного Урала № 2, 2015
УДК 616-006.6-085.849.19
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОПУХОЛИ ПРИ ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ
Н. М. Ростовцев 1, А. Е. Пастернак 3, Н. А. Котляров 2
1 ГБУЗ ЧОДКБ, г. Челябинск, Россия
2 ГБОУ ВПО ЮУГМУ Минздрава России, г. Челябинск, Россия
3 ГБУЗ ЧОПАБ, г. Челябинск, Россия
Ключевые слова: фотодинамическая терапия, карцинома Эрлиха, лазерное излучение, рентгенотерапия
MORPHOLOGICAL CHANGES IN EXPERIMENTAL TUMORS IN PHOTODYNAMIC THERAPY
Rostovtsev N. M. 1, Pasternak А. Е. 3, Kotliarov N.
1 SBHCI CRPCH, Chelyabinsk, Russia
2 SUSMU, Chelyabinsk, Russia
3 CRMB, Chelyabinsk, Russia
Keywords: photodynamic therapy, Ehrlich carcinoma,
Актуальность. Полная регрессия карцином и сарком при фотодинамической терапии (ФДТ) на ранних стадиях достигает 89 % случаев. Лечение нерезек-табельных опухолей и метастатических поражений ФДТ также указывает на достижение частичных регрессий, увеличение продолжительности и качества жизни пациентов [1-3, 5].
Изучение патоморфоза опухолевого процесса под влиянием фотодинамической терапии имеет важное практическое значение для повышения эффективности лечения злокачественных опухолей.
В связи с этим перспективным направлением исследования становится интраоперационная ФДТ при не-резектабельных или хирургически недоступных опухолях [2].
Цель исследования. Изучить динамику морфологических изменений в экспериментальной карциноме Эрлиха при использовании нарастающих доз лазерного облучения, комбинации ФДТ с резекцией опухоли, рентгенотерапии.
Материалы и методы. Опыты были выполнены на 144 половозрелых мышах, которым в подкожную клетчатку спины перевивали асцитическую карциному Эрлиха от животных-доноров. Мыши 3 групп получили ФДТ на 7-е сутки после трансплантации опухоли в дозе 100 Дж/см2 (I группа), 200 Дж/см2 (II группа), 400 Дж/см2 (III группа); в IV группе карцинома Эрлиха подвергалась однократному рентгеновскому облучению в дозе 5 Гр. В V группе животным резецировали половину объема опухоли с интраоперационной ФДТ в дозе 400 Дж/см2. В контрольной группе животных (n = 48) лечения опухоли не проводили. Исследование патоморфоза карциномы Эрлиха про-
A. 2
laser radiation, radiotherapy
водили на 14, 21, 28-е сутки после трансплантации опухоли, что соответствовало 7, 14, 21-м суткам после полученного лечения. Иссеченную опухоль измеряли, фиксировали в 10 %-ном нейтральном формалине. После гистологической проводки кусочки опухолевой ткани заливали в парафин, срезы окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Ги-зону, комбинацией реактива Шиффа и альциановым синим. Относительный объем эпителия, зон некрозов в опухоли определяли с использованием окулярных сеток методом точкосчета в случайно отобранных полях зрения [1]. Для оценки распространенности некроза в опухоли рассчитывали соотношение некротизированной и сохранной опухолевой паренхимы (коэффициент V^n).
Автоматизированную обработку данных проводили методами параметрической и непараметрической статистики. Статистическая значимость различий сравниваемых признаков в группах проводилась с помощью критерия Стьюдента и U-теста Манна — Уитни.
Результаты и обсуждение. При гистологическом исследовании на 7-е сутки у мышей контрольной группы ткань опухоли состояла из обширных пластов атипичных полиморфных клеток, расположенных в дерме, местами формирующих железистые структуры. В опухоли часто выявлялись небольшие участки некрозов в виде оксифильных зернистых масс. Объем паренхимы на 14-е сутки после трансплантации карциномы Эрлиха достигал максимального значения — (40,1 ± 1,69) % (р > 0,05) с инвазией опухоли в сосочковый слой (рис. 1).
Иная тенденция обнаружена в показателях объема участков некроза: с 14-х по 21-е сутки наблюдалось
46
Оригинальные исследования
достоверное нарастание спонтанных некрозов в опухоли (р < 0,05). Таким образом, динамика опухолевого процесса в контрольной группе характеризовалась ранним началом автономной опухолевой прогрессии, выраженным инвазивным ростом опухоли с развитым паренхиматозным компонентом и нарастанием спонтанных некрозов.
Показатели относительного объема паренхимы в I группе достоверно различались с группой контроля только на 7-е сутки после ФДТ, на 14-е сутки объем
Рисунок 1. Примитивные железы, сформированные опухолевыми клетками, в ткани опухоли — частые некрозы. Окраска гематоксилином и эозином, увеличение 200
На 14, 21-е сутки объем паренхимы в этой группе составил немногим более 2 %, что достоверно меньше, чем в контрольной, I, II, IV группах.
После проведения лучевого лечения карциномы (IV группа) относительный объем жизнеспособной
паренхимы увеличивался до (37,5 ± 1,49) % (р < 0,05). Во II группе объем сохранной паренхимы на 7-е сутки был достоверно меньше, чем в контрольной и I группах, статистически значимого увеличения данного показателя на 14 и 21-е сутки не было. При морфологическом исследовании в III группе на 7-е сутки во всех полях зрения доминировали обширные зоны некротических масс с геморрагическим пропитыванием. Небольшие гнезда из опухолевых эпителиоци-тов находились в глубоких слоях дермы (рис. 2).
Рисунок 2. Среди обширных полей некрозов группы опухолевых клеток. Окраска гематоксилином и эозином, увеличение 100
паренхимы на 7, 14, 21-е сутки был достоверно меньшим, чем в I-II группах, но на 14-е сутки у животных IV группы отмечалось нарастание объема паренхимы (р < 0,05) (рис. 3).
Примечания: * — р < 0,05 по сравнению с контрольной, I группой; ** — р < 0,05 с контрольной, I, II группой; *** — р < 0,05 с контрольной, I, II, III группой.
Рисунок 3. Показатели относительного объема паренхимы в контрольной и опытных группах
Объем участков некроза в I-II группах достоверно на 7-е сутки достоверно преобладала над таковой превышал аналогичный показатель в группе контро- в контрольной, I, II группах. Относительный объем ля только на 7-е сутки. некрозов к 21-м суткам в III группе составил 4,2 %
Распространенность некрозов в III, IV группах (р < 0,05) (рис. 4).
47
Педиатрический вестник Южного Урала № 2, 2015
Контроль
I группа
II группа
III группа
IV группа
V группа
Примечания: * — р < 0,05 по сравнению с контрольной, I, II группой; ** — р < 0,05 со II группой; *** — р < о,05 с III группой.
Рисунок 4. Показатели относительного объема некрозов в контрольной и опытных группах
В V группе объем некрозов на 7-е сутки достоверно превышал этот показатель в контрольной, I, II группах, но был меньшим, чем в III и IV группах (р < 0,05). При патоморфологическом исследовании объем сохранной паренхимы, представленной гнездами клеток среди масс некротического детрита, был наименьшим среди всех исследованных групп (р < 0,05). К 14-м суткам в зоне фотодинамического воздействия и оперативного вмешательства формировалась грануляционная ткань, на 21-е сутки — рубец из зрелой волокнистой соединительной ткани без признаков опухолевого роста (рис. 5).
Коэффициент Vн/п на 7-е сутки в V группе статистически значимо не отличался от показателей контрольной, I и II групп, при этом был достоверно меньшим, чем в III и IV группах (р < 0,05) (табл. 1).
Рисунок 5. Формирование зрелых коллагеновых пикрофуксинофильных волокон. Окраска пикрофуксином по Ван-Гизону, увеличение 100
Таблица 1
Динамика коэффициента Vн/п в опытных группах
Группы Сутки после лечения
7 14 21
I группа 0,42 ± 0,06 ° 0,3 ± 0,06 0,31 ± 0,05
II группа 0,59 ± 0,09 0,53 ± 0,1 ° i 0,4 ± 0,07
III группа 1,64 ± 0,29 ° i 2 0,29 ± 0,1 0,62 ± 0,18
IV группа 1,61 ± 0,33 ° i 2 0,8 ± 0,11 ° i з 0,71 ± 0,09 ° i 2
V группа 0,53 ± 0,14 з * - -
Примечания: ° — р < 0,05 по сравнению с контрольной группой, 1 — р < 0,05 по сравнению с I группой, 2 — р < 0,05 по сравнению со II группой, 3 — р < 0,05 по сравнению с III группой, * — с IV группой.
Из данных, представленных в таблице 1, следует, что максимальные показатели коэффициента Vn/п были в III, IV группах на 7-е сутки. К 14-м суткам после ФДТ происходило отторжение и резорбция большей части некротических масс в отличие от животных, получивших лучевую терапию. Поэтому в опухолевой ткани мышей IV группы обнаруживались значительные участки некрозов, обусловившие более высокий показатель соотношения некрозов и паренхимы на 14, 21-е сутки.
Заключение. Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что после ФДТ репаративные процессы в зоне облучения происходят более ускоренными темпами, чем после лучевой терапии. Во многом это связывают с иммунологическим механизмом действия ФДТ, когда ответная воспалительная реакция способствует активации местного противоопухолевого иммунитета [6]. Вероятно, быстрому заживлению способствуют стимулирующее действие ФДТ на местный синтез коллагена и отсутствие разрушаю-
48
Оригинальные исследования
щего эффекта на коллагеновые волокна в зоне воздействия [4, 7].
Литература
1. Автандилов Г. Г. Медицинская морфометрия. — М. : Медицина, 1990. — 383 с.
2. Кубасова И. Ю., Вакуловская Е. Г., Ермакова К. В. и др. Флюоресцентная диагностика и фотодинамическая терапия при лечении злокачественных опухолей головного мозга // Рос. биотерапевтический журнал. — 2006. — Т. 5, № 4. — С. 54-63.
3. Спиченкова И. С., Каплан М. А., Гулидов И. А. и др. Сочетанная фотодинамическая и рентгенотерапия саркомы М1 у крыс // Рос. биотерапевтический журнал. — 2005. — Т. 4, № 3. — С. 62-68.
4. Странадко Е. Ф., Волгин В. Н., Ламоткин И. А.
и др. Фотодинамическая терапия базальноклеточного рака кожи с фотосенсибилизатором фотодитазином // Рос. биотерапевтический журнал. — 2008. — Т. 7, № 4. — С. 7-11.
5. Biel M. A. Photodynamic therapy of head and neck // Methods. Mol. Biol. — 2010. — Vol. 635. — Р. 283-293.
6. Palumbo G. Photodynamic therapy and cancer: a brief sightseeing tour // Expert Opin. Drug. Deliv. — 2007. — Vol. 4, № 2. — Р. 131-148.
7. Ting Lv., Zu-Fang Huang, Hong-Wei Wang et al. Evolution of collagen alteration after topical photodynamic therapy (PDT) using second harmonic generation (SHG) microscopy in vivo study in a mouse model // Photodiagnosis and photodynamic therapy. — 2012. — Vol. 9, № 2. — Р. 164-169.
УДК 616.13/16-006.6-085.849.19
ВЛИЯНИЕ ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ НА АНГИОГЕНЕЗ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОПУХОЛИ
Н. М. Ростовцев 1, Б. Х. Мустакимов 1, А. Е. Пастернак 3, Н. А. Котляров 2
1 ГБУЗ ЧОДКБ, г. Челябинск, Россия
2 ГБОУ ВПО ЮУГМУ Минздрава России, г. Челябинск, Россия
3 ГБУЗ ЧОПАБ, Челябинск, Россия
Ключевые слова: фотодинамическая терапия, карцинома Эрлиха, ангиогенез
INFLUENCE PHOTODYNAMIC THERAPY ON ANGIOGENESIS IN THE EXPERIMENTAL TUMORS
N. M. Rostovtsev 1, B. H. Mustakimov 1, А. Е. Pasternak 3, N. A. Kotliarov 2
1 SBHCI CRPCH, Chelyabinsk, Russia
2 SUSMU, Chelyabinsk, Russia
3 CRMB, Chelyabinsk, Russia
Keywords: photodynamic therapy, Ehrlich carcinoma, angiogenesis
Актуальность. Более 90 лет активно изучаются основные механизмы, принципы и эффекты фотодинамической терапии (ФДТ) [1, 5]. Известно, что существуют три механизма деструкции опухоли в процессе ФДТ: прямое цитотоксичное воздействие на опухолевые клетки, расстройство кровообращения в неопластической ткани и активация местного противоопухолевого иммунитета. Актуальность исследования влияния ФДТ на опухолевую ткань обоснована ее многофакторными эффектами, внедрением новых поколений фотосенсибилизаторов и необходимостью повышения избирательности действия. В настоящее время особое значение в прогрессии опухоли придается ее способности к васкуляризации, которая регулируется различными проангиогенными и антиангиогенными факторами [3-7].
Цель исследования. Охарактеризовать изменения в сосудах и процесс ангиогенеза в экспериментальной опухоли при фотодинамической терапии.
Материалы и методы. Эксперименты выполнены на белых беспородных, линий CBA, C57BI, C3HA, гибридах F(CBA*C57BI) мышах с перевитой в подкожную клетчатку спины асцитической карциномой Эрлиха. Животные были разделены на 5 групп: интактная (контроль), I группа — опухоль подвергалась ФДТ с плотностью энергии 100 Дж/см2, II группа — ФДТ в дозе 200 Дж/см2, III группа — в дозе 400 Дж/см2, в IV группе производилась резекция половины объема опухоли с интраоперационной ФДТ в дозе 400 Дж/см2.
Эвтаназию мышей опытных групп осуществляли дислокацией шейных позвонков на 7, 14, 21-е сутки
49
