CC BY
111
научные обзоры
© антипов с.а., кокорев о.в., федущак т.а., геренг е.а., дамбаев г.ц., Ермаков а.е., уймин м.а., хлусов и.а. — 2009
противоопухолевые и токсические эффекты лиПидных композитов цисплатина и наноферромагнетика в углеродной оболочке
С.А. Антипов1, О.В. Кокорев2, Т.А. Федущак3, Е.А. Геренг1, Г.Ц. Дамбаев1, А.Е. Ермаков4, М.А. Уймин4, И.А. Хлусов1 ^Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск, ректор — д.м.н., проф. В.В. Новицкий;
2НИИ медицинских материалов и имплантатов с памятью формы Сибирского физико-технического института при Томском государственном университете, г. Томск, директор — А.И. Потекаев; 3Институт химии нефти СО РАН, г. Томск, директор — д.т.н., проф. Л.К. Алтунина;
4Институт физики металлов УрО РАН, г. Екатеринбург, директор — акад. РАН В.В. Устинов)
Резюме. Целью данной работы было изучение in vitro и in vivo реакции клеток аденокарциномы Эрлиха при прямом контакте с композитами, выполненными на основе фосфолипидного концентрата, цисплатина и наноразмер-ного ферромагнетика в углеродной оболочке. Установлено, что противоопухолевый эффект композитов обусловлен прямым цитотоксическим, относительно избирательным действием на опухолевые клетки и, с другой стороны, стимуляцией фиброза опухолевого узла. Не было выявлено токсического влияния наночастиц ферромагнетика в углеродной оболочке на печень и гемопоэтические островки костного мозга. Предложенный биотехнологический подход, использующий низкие дозы цитостатика (1/10 ЛД50) и наноферромагнетика (2 мг/кг), может оказаться полезным в плане разработки магнитоуправляемых режимов для региональной иммуно(био)терапии рака и его метастазов.
ключевые слова: мыши, аденокарцинома Эрлиха, печень, гемопоэтические островки, мицеллы, цитостатик, нано-частицы железа.
antitumor and toxic effects of lipid composites of cisplatin and nanoferromagnetic
encapsulated by carbonic coating
S.A. Antipov1, O.V. Kokorev2, T.A. Feduschak3, E.A. Gereng1, G.Tz. Dambayev1, A.E. Yermakov4, M.A. Uymin4,1.A. Khlusov1
^Siberian State Medical University of Roszdrav, Tomsk;
Scientific Research Institute of medical materials with shape memory of Siberian Physical-technical Institute
at Tomsk State University, Tomsk; 3Institute of Oil Chemistry SB RAS, Tomsk; institute of Physics of Metals of Ural department of RAS, Ekaterinburg)
Summary. An investigation of in vitro and in vivo reaction of adenocarcinoma cells in conditions of direct contact with composites designed in a base of phospholipid concentrate, cisplatin and nanoparticles (diameter less than 10 nm) of iron capsulated by carbonic coating was the aim of paper. Their antitumor effect has been established to be conditioned by direct cytotoxic relatively elective action on malignant cell and, on the other hand, by stimulation of tumor node fibrosis. No toxic action of ferromagnetic nanoparticles on liver and bone marrow hemopoietic islets was found. Proposed biotechnological approach that used low doses of cytostatic drug (1/10 LD50) and nanoferromagnetic particles (2 mg/kg) may be useful to design magnetocontrollable regimes for regional immuno(bio)therapy of cancer and its metastases.
Key words: mice, adenocarcinoma, liver, hemopoietic islets, micelles, cytostatic drug, iron nanoparticles.
Хирургический метод считается «золотым стандартом» терапии рака пищеварительного тракта. Однако, поздняя выявляемость рака желудка, представленного преимущественно аденокарциномами, приводит к 54% одногодичной летальности, низкой пятилетней выживаемости больных и за последнее столетие, согласно [14], ситуация улучшилась незначительно. Неудовлетворенность врачей результатами комбинированного противоопухолевого лечения обусловливает актуальность и перспективность поиска новых направлений.
Одним из перспективных методов лечения злокачественных опухолей является биотерапия — метод лечения рака путем активизации естественных защитных механизмов или введения естественных полимерных молекул и антигенов [9], который включает, главным образом, иммунотерапию [9, 10].
Одним из сложных и нерешенных вопросов биотерапии является создание терапевтически эффективных локальных концентраций препаратов, регуляторных молекул и активированных иммунокомпетентных клеток непосредственно в опухолевой ткани. Современные биотерапевтические подходы к системному и регионарному лечению онкологических заболеваний предполагают реализацию «адресной» доставки фармацевтических веществ. Она подразумевает применение нано- и микроразмерных носителей: полимерных и металличе-
ских наночастиц, липосом, ниосом, мицелл, квантовых точек, дендримеров, микрокапсул, клеток, микрочастиц твердых жиров, липопротеинов [31].
Липосомальные системы, как средства доставки лекарств и биологических молекул, разрабатываются с 80-х годов ХХ века [2]. Липосомы, содержащие цито-статические препараты, считаются перспективными с точки зрения понижения системной токсичности и так называемого «пассивного нацеливания» в опухолевую ткань [12]. Традиционным сырьем для изготовления липосомальных систем обычно являются фосфолипи-ды растительного и животного происхождения [1].
Включение в состав липосом наноразмерных ферромагнетиков позволяет получить их магнитоуправляе-мые формы [6]. Носителями магнитных свойств чаще всего служат наноразмерные порошки железа, его ги-дроксиды или оксиды [3, 16]. Хорошо известно, что на-ночастицы и нанопорошки металлов характеризуются высокой реакционной способностью и каталитической активностью [11]. При этом в соответствии с выводами целого ряда авторов, такого рода наноферромагне-тики обладают собственной токсичностью для клеток, тканей и компонентов биологических жидкостей [25], обусловленной их участием в свободнорадикальных процессах [8].
Не менее интересны и более просты в приготовлении магнитные жидкости на основе мицеллярных рас-
творов биополимеров, лекарственных веществ и нано-ферромагнетиков. Их фармакологическая активность также является предметом пристального внимания исследователей [33]. Для мицеллярных систем, также, как и для липосом, реализуется эффект повышенной проницаемости и удержания в опухоли, за счет которого реализуется селективная доставка по механизму «пассивного нацеливания» [22].
Несмотря на достигнутые успехи, еще рано делать окончательные выводы в области нанотерапии рака. Хотя во многих случаях была показана низкая токсичность и безопасность протоколов биотерапии, эффективность испытаний, выполненных на сегодня, оставляет желать лучшего [24, 32]. Требуется разработка и применение протоколов, направленных на кардинальное улучшение клинических результатов [23].
В связи с этим, синтез и биологические свойства на-норазмерных, магниточувствительных, липидных форм противоопухолевых препаратов имеют несомненный научно-практический интерес. Представляется вполне резонным опробовать для медицинских целей нанофер-ромагнетики с поверхностью, инертной относительно химических и биологических субстратов. С этой точки зрения эффективными могут оказаться нанопорошки металлов, покрытые защитной углеродной оболочкой, которая предохраняет металлическое ядро от воздействия факторов окружающей среды. Литературные сведения о применении такого рода объектов в составе биологических систем весьма ограничены и касаются, в основном, химической модификации их поверхности [19].
Общепринятыми считаются три ключевых стратегии определения токсичности и биологической специфичности действия наноматериалов: исследование их физико-химических характеристик, а также анализ активности в условиях in vitro и in vivo [25].
Целью данной работы было изучение in vitro и in vivo реакции здоровых и опухолевых клеток и тканей на введение композитов фосфолипидного концентрата, цисплатина и наноразмерного ферромагнетика в углеродной оболочке и их отдельных компонентов.
Материалы и методы
Наноразмерные порошки железа в углеродной оболочке Fe(C) были приготовлены путем испарения металла с последующей его конденсацией в потоке инертного газа, содержащего углеводороды. В процессе газофазного синтеза на поверхности частиц происходит высокотемпературный пиролиз углеводорода. Образующийся при этом углерод осаждается на поверхности наноча-стиц. Средний размер частиц Fe(C), использованных в данной работе, не превышал 10 нм согласно данным, полученным на электронном микроскопе JEOL-840.
Магнитные характеристики наноферромагнетиков определяли с помощью весов Фарадея. Начальный участок кривой намагничивания для Fe(C) сравнительно пологий, что связано с малостью размеров частиц и обусловленным этой малостью явлением суперпарамагнетизма.
Инфракрасные (ИК) спектры, записанные на ИК-Фурье спектрометре Nexus Nikolet N5700 в таблетках с KBr, показали отсутствие на поверхности Fe(C) функциональных групп.
Наличие кислотных центров на поверхности нано-ферромагнетика определяли методом термодесорбции газообразного аммиака [13]. Согласно спектрам термодесорбции, молекулы-зонды NH3 на гетерогенной поверхно3сти нанопорошка Fe(C) не сорбируются.
Устойчивость нанопорош-ков относительно кислорода
воздуха определена методом неизотермического окисления на воздухе в условиях программируемого нагрева (дериватограф Q-1500 D). Согласно данным дифференциального термического анализа, нарушение сплошности углеродного слоя на поверхности наночастиц железа происходит при температуре свыше 100 °С.
В Рамановском спектре нанопорошка Fe(C) присутствуют два больших пика, что дает возможность предположить для углеродной оболочки присутствие в ней двух гибридных состояниий — sp3 и sp2. Толщина внешнего защитного слоя не превышает 1-2 нм.
Каталитическую активность нанопорошков относительно реакций, протекающих по свободнорадикаль-ному механизму, оценивали по стандартной методике, разработанной в Институте химической физики РАН (Москва) на модельной реакции инициированного окисления изопропилбензола (кумола) при 60 °С (инициатор АИБН, C8H12N4, азо-бис-изобутиронитрил, t = 60 °С; скорость инициирования w. = 6,8х10-8 л/моль-с). Измерения выполняли на микрокалориметре МКДП-2 (изготовлен в Институте химии нефти СО РАН, г. Томск, чувствительность регистрации теплового потока 10-6 Дж/см). Тепловые эффекты (Q), зарегистрированные для образцов Fe(C) составили +11х105±2 Дж/сек.
Нанодисперсии Fe(C) с раствором цитостатика (Цисплатин-ЛЭНС) готовили в фосфатном буфере в присутствии фосфолипидного концентрата [NSP, Китай], содержащего (по результатам анализа методом тонкослойной хроматографии) 98% фосфатидилхолина, с помощью ультразвукового воздействия (ультразвуковой дезинтегратор UD-20, мощность 1—8 Вт/см2, частота 12 кГц) в среде фосфатного буфера.
Электронный спектр поглощения цисплатина после контакта с нанопорошком Fe(C) остается неизменным в течение 24 часов (спектрофотометр Uvikon 943, толщина слоя 1 мм). Стерилизацию образцов осуществляли на бетатроне СИНУС-2 (Институт сильноточной электроники СО РАН, г. Томск).
Исследуемые системы (табл. 1) применяли in vitro и in vivo в разовой конечной дозе цисплатина, соответствующей по биологическому эффекту 1/10 ЛД50.
В цитостатическом тесте in vitro в качестве клеток-мишеней применяли краткосрочную культуру клеток перевиваемой карциномы Эрлиха. Аденокарцинома Эрлиха поддерживалась в асцитной форме на мышах линии С57В1/6 в ГУ НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН. Для исследований использовали популяции клеток, исходная жизнеспособность которых составляла не менее 90%.
Свежевыделенные опухолевые клетки или спле-ноциты (5х105 клеток на лунку) инкубировали в 96-луночных планшетах (по 8 лунок на каждую группу) совместно с нанокомпозитами (табл. 1) в течение 24 ч при 37 °С при 100% влажности с 5% СО2 в культураль-ной среде следующего состава: 95% среды RPMI-1640, 5% эмбриональной телячьей сыворотки, 280 мг/л L-глутамина. Для определения числа жизнеспособных клеток использовали краситель (0,4% раствор трипано-вого синего) и технику согласно международному стандарту ISO 10993-5.
Исследования in vivo проведены на 40 беспородных мышах обоего пола массой тела 18-22 г. Аденокарцино-
Таблица 1
Исходный состав компонентов исследуемых композитов
Номер системы Изотонический раствор хлорида натрия, 5 мл Цисплатин, 0,1 мг/мл Фосфатидилхолин, 2 мг/мл Нанопорошок Fe(C), 0,2 мг/мл
1 + - - -
2 + + - -
3 + + + -
4 + + + +
ма Эрлиха пассировалась в асцитной форме. Разовая доза перевивки в солидную форму (подкожно, нижняя конечность) составляла 5х106 клеток в 0,2 мл фосфатного буфера. Нанокомпозиты вводили местно (в область опухолевого роста) в 0,2 мл изотонического раствора хлорида натрия в течение 10 дней, начиная через 24 ч после перевивки опухоли.
На 28-е сутки после перевивки опухоли животные умерщвлялись под эфирным наркозом, оценивалась масса мышей, масса и размер опухоли. Интегральную эффективность лечения определяли по относительной массе опухоли (ОМО — отношение массы опухоли к массе животного, %), торможению роста опухоли (ТРО, %) и количественной морфометрической оценке тонких срезов тканей, окрашенных гематоксилином-эозином. Дополнительно на срезах печени проводили реакцию на железо по Перлсу.
Общее количество гемопоэтических островков определяли в костном мозге после его выделения из бедренной кости животных средой RPMI-1640 и мягкого пипетирования. В камере Горяева подсчитывали ассоциации клеток, содержащих центрально расположенный стромальный элемент, окруженный 3-мя и более кроветворными клетками, до и после культивирования клеточной взвеси в течение 1 ч при 37 °С. В часть пробирок добавляли нанодисперсию Fe(C) в конечной концентрации 2 мг/л. Результаты выражали в % от исходного уровня (до культивирования) гемопоэтических островков.
Статистическую обработку результатов проводили методами вариационной статистики с использованием возможностей программы Statistica 6.0 for Windows. Результаты представляли как Х (выборочное среднее) и m (ошибка среднего). На графиках откладывали доверительный интервал. Сравнение средних величин изучаемых показателей проводили с помощью непараметрического U-критерия Манна-Уитни. Критический уровень значимости различий при проверке статистических гипотез принимали равным 0,05.
Результаты и обсуждение
В современной литературе практически не освещены вопросы, касающиеся взаимосвязи физико-химических свойств наноразмерных порошков металлов и их биологической активности. Постановка эксперимента в данной работе была спланирована как попытка продвинуться в понимании соотношения химического состояния поверхности нанопорошка и его биологических свойств.
Тепловые эффекты, зарегистрированные для образца Fe(C) в модельной реакции окисления изопропил-бензола, по уровню значений могут соответствовать физическим процессам смачивания и адсорбции, но не связаны с протеканием основной реакции. В соответствии с результатами по термопрограммированной десорбции аммиака, молекулы зонда NH3 также не сорбируются на поверхности данного образца.
ИК спектры нанопорошка не показывают полосы функциональных групп. Следовательно, физико-химическое тестирование нанопорошка Fe(Q свидетельствуют об отсутствии активных центров, которые смогут обусловливать проявление реакционной способности в химических реакциях, протекающих по кислотному и свободно-радикальному механизмам. Вклад такого рода механизмов в реализацию биологических процессов весьма существенен.
Электронный спектр цитостатического препарата в составе нанодисперсии цисплатина и нанопо-рошка после выдерживания при температуре 37 °С в течение 24 часов не претерпевает изменений. По-видимому, не происходит изомеризации цисплатина в фармакологически неактивный транс-изомер. Полученный факт дополнительно демонстрирует ин-тактность металлического ядра Fe(Q в отношении
химических факторов окружающей среды в биологических условиях.
Известно, что фосфолипиды являются веществами с амфифильной структурой. Дуализмом молекул обусловлена их самосборка в растворе, приводящая к образованию мицелл, в которых органические фрагменты молекул сближены так, что общая площадь контакта гидрофобных групп растворенной молекулы с водой уменьшена. Для водно-липидных систем в качестве основных типов структурной организации описаны ламеллярная (жидкокристаллическая и гелевая фазы), а также объемные гексагональные фазы [5]. Таким образом, сочетание наноразмерного ферромагнетика, фосфолипидного концентрата и цисплатина в составе единого композита будет предрасполагать к образованию мицеллярных растворов. При этом происходит первичное (ламеллярного типа) (рис. 1) и вторичное (объемное) структурирование липидного композита цисплатина с нанопорошком Бе(С) с относительно равномерным распределением наноферромагнетика в водно-липидной фазе. Полученные мицеллярные растворы липидных композитов при комнатной температуре сохраняли свою целостность без разделения фаз в течение нескольких суток.
Рис. 1. Электронная микрофотография липидного композита цисплатина и наночастиц железа в углеродной оболочке. Увеличение 58000. Определяется первичное (ламелярного типа) структурирование липидного композита.
Один цисплатин в конечной дозе 1/10 ЛД50 оказывал in vitro примерно одинаковое цитотоксическое действие на здоровые и опухолевые клетки (рис. 2), зафиксированное по увеличению проницаемости их цитоплаз-матических мембран для красителя. Последовательное добавление в систему фосфатидилхолина и наночастиц Fe(C) статистически значимо повышало (более чем на 20%) относительное количество погибших клеток аде-нокарциномы в сравнении со спленоцитами. Построение линий тренда (величина линейной аппроксимации 0,96-0,99) при последовательном добавлении компонентов системы показало скорость прироста числа погибших опухолевых клеток 36% при 26% для иммуноком-петентных клеток.
Таким образом, in vitro выявлена относительная избирательность токсического действия изучаемых композитов в отношении опухолевых клеток. Конечная концентрация Fe(C), использованная в системе in vitro и in vivo (2 мг/кг), является низкой. Аналогичные дозы (менее 10—50 мг/л) магнетита Fe3O4 с частицами 3047 нм в диаметре, согласно сообщению [20], не влияют in vitro на клеточную морфологию, функцию митохондрий, образование активных форм кислорода и систему глютатиона. В то же время, как было указано выше, наночастицы Fe(C) при меньшем диаметре (не более 10 нм) в реакции с кумолом также не индуцируют сво-боднорадикальные процессы, что исключает реализацию их эффекта через окислительный стресс.
120
90
60
S 30
2 3
номер системы
□ аденокарцинома
¡спленоциты
Рис. 3. Гистологическая картина опухолевого узла после введения цисплатина. Окраска гематоксилином-эозином. Увеличение 150.
Рис. 2. Реакция клеток аденокарциномы Эрлиха и спленоцитов мыши на 24 ч культивирование с липидными композитами цисплатина и наночастиц железа в углеродной оболочке. По оси абсцисс — исследуемые системы: 1 — 0,9% раствор NaCl; 2 — 0,9% раствор NaCl + цисплатин; 3 — 0,9% раствор NaCl + фосфолипидный концентрат + цисплатин; 4 — 0,9% раствор NaCl + фосфолипидный концентрат + цисплатин + Fe(C).
Большинство существующих в настоящее время методов лечения онкологических заболеваний (облучение, химиотерапия, массивные оперативные вмешательства) индуцируют иммуносупрессию [4], что ухудшает эффективность лечения и прогноз заболевания. В связи с этим актуален поиск терапевтических решений, направленных на сохранение иммунной системы. Одним из направлений считается регионарное применение цитостатических препаратов и биологических молекул, позволяющее создать необходимые локальные концентрации действующих веществ без системного токсического эффекта.
В системе in vivo внутриопухолевое введение цисплатина вызывало статистически значимое 2—3-кратное уменьшение размеров и массы подкожного узла аденокарциномы Эрлиха (табл. 2). На 80% увеличивалась лейкоцитарная инфильтрация, однако железистая структура опухолевого узла сохранялась (рис. 3). Она построена из резко атипичных железистых трубочек, имеющих различные размеры и форму. Железы выстланы цилиндрическим эпителием, местами многорядным. В некоторых атипичных железистых структурах наблюдается напластование клеток. В клетках опухолевой ткани определяется резко выраженный клеточный атипизм.
Рост размеров и массы опухолевого узла может быть связан не только с основным процессом, но и с реакцией организма, приводящей к отеку, инфильтрации, не-
Рис. 4. Гистологическая картина опухолевого узла после введения липидной формы цисплатина. Окраска гематоксилином-эозином. Увеличение 700.
крозу и склерозу патологического очага. В частности, это характерно для мицеллярной формы цитостатика (рис. 4). Так, 3-я система по морфологическим индексам (размер, масса опухолевого узла, ТРО) ухудшала, по гистологическим (площадь опухолевой ткани) — усиливала противоопухолевое действие цисплатина.
Показатели массы, размеров и ТРО опухоли не коррелировали с площадью опухолевой ткани, выявленной на срезах, что позволило перемножить их вероятности и ввести новый показатель эффективности исследуемых групп (ОМО х площадь опухоли на срезе). При этом в срезах опухолевой ткани в 3 раза увеличивалось число гигантских клеток (табл. 2).
0
Таблица 2
Морфологические и гистологические показатели подкожного роста аденокарциномы Эрлиха после курсового введения препаратов, Х±т
Номер группы, n = 10 Диаметр опухоли, см Относительная масса опухоли (ОМО), % ТРО, % по массе опухоли ОМО х S опухоли на срезе, % Площадь (S) опухолевой ткани на срезе, % Площадь инфильтрата на срезе, % Площадь соединительной ткани на срезе, % Число клеток инородных тел на 1 мм2
1 2,44 ± 0,02 28,4 0 24 ± 1,7 83 ± 6 30 ± 3 0 96,58 ± 7,35
2 0,88 ± 0,06 pi < 0,01 8,4 pi < 0,01 78 pi < 0,01 7,20 ± 0,34 pi < 0,01 86 ± 4 54 ± 3 pi < 0,01 0 102,94 ± 10,52
3 2,36 ± 0,03 Р2 < 0,01 22,4 Р2 < 0,01 22 Р2 < 0,01 8,96 ± 0,67 p2 < 0,01 40 ± 3 p2 < 0,01 70 ± 3 p2 < 0,01 0 311,74 ± 74,60 p2 < 0,01
4 1,09 ± 0,05 рз < 0,01 6,7 рз < 0,01 81 рз < 0,01 2,21 ± 0,13 p3 < 0,01 33 ± 2 13 ± 1 p3 < 0,01 54 ± 2 p3 < 0,01 единичные
Примечание: п — число животных и срезов опухолевых узлов в каждой группе; рг — р3 — указаны достоверные различия с величинами в группе, имеющей соответствующий номер; номер группы соответствует номеру системы в табл. 1. ТРО — торможение роста опухоли.
В последние годы чаще стали встречаться публикации о том, что наряду с естественными киллерами (ЕК), естественными киллерными Т-клетками (ЕКТ) и цито-токсическими лимфоцитами CD8 (ЦТЛ), важнейшими эффекторными противоопухолевыми элементами являются макрофаги и дендритные клетки (ДК) [26]. Их дисфункция при раке не вызывает сомнения [15].
Идет поиск оптимальных интервалов для введения ДК [27], их активации in situ [18]. Раковая иммуносу-прессия, приводящая in vivo к гипо- и анергии ЦТЛ и нарушению миграции ДК в орган-мишень, привели к идее внутриопухолевой доставки ДК [21]. Однако, клиническая эффективность терапии была доказана только у 3-х из 16 пациентов (19%) [30]. В итоге, по мнению O. Proudfoot и соавт. [28], вакцинация ДК еще далека от терапевтического применения.
Эпителиоидные и гигантские многоядерные клетки инородных тел (ГМКИТ) являются активными участниками гранулематозного воспаления, тесно связанными с ДК, CD4-хелперами и фактором некроза опухоли (ФНО), с исходом в фиброз [17]. ФНО — наиболее эффективный противоопухолевый цитокин [2], способствует миграции моноцитов и образованию ГМКИТ [17, 34], которые, в свою очередь, секретируют ФНО в патологическом очаге [34], усиливают функции лимфоцитов и фибробластов [17]. Секреция ФНО и грануле-матоз усиливается тяжелыми металлами [29].
Описанные механизмы могут лежать в основе наиболее значительной противоопухолевой активности in vivo 4-й системы композитов, состоящих из мицелляр-ной формы цитостатика с наночастицами пироуглерод-ного железа. В сравнении с другими группами наблюдения обращал на себя внимание факт более чем 50% фиброза опухолевого узла (табл. 2, рис. 5) при малом количестве инфильтрата и ГМКИТ на гистологических срезах.
Представленные результаты позволяют предположить ускорение созревания гранулем при попадании наночастиц железа в углеродной оболочке в очаг воспаления. В сочетании с данными, полученными in vitro, механизм противоопухолевого эффекта ультрамелкодисперсных липидных композитов цисплатина и на-норазмерного ферромагнетика в углеродной оболочке обусловлен прямым цитотоксическим действием на опухолевые клетки и, с другой стороны, стимуляцией клеток соединительной ткани. Предположительно, клеткой-мишенью являются моноциты/макрофаги, которые способны активно захватывать липосомальные формы лекарственных веществ [7].
Вместе с тем, после местного назначения наночасти-цы способны проникать через естественные барьеры, что подразумевает возможность их системного токсического эффекта на органы и ткани. Тем не менее, реакция по Перлсу на тонких срезах печени показала только единичные клетки, позитивно окрашивающиеся на железо (рис. 6), после локального введения в опухолевый узел липидных композитов цисплатина и наноферро-магнетика в углеродной оболочке.
Далее, взаимодействие in vitro наночастиц Fe(C) c взвесью клеток костного мозга не вызывало статистически значимого уменьшения содержания гемопоэтиче-ских островков (153,30±15,20% при 161,0±614,42% от исходного уровня в контроле, n=5), в составе которых, как
Рис. 5. Гистологическая картина опухолевого узла после введения липидного композита цисплатина и наночастиц железа в углеродной оболочке. Окраска гематоксилином-эозином. Увеличение 150.
Рис. 6. Гистологическая картина печени после введения в опухолевый узел липидного композита цисплатина и наночастиц железа в утлеродной оболочке. Стрелкой отмечено расположение окрашенной клетки. Окраска по Перлсу. Увеличение 700.
известно, протекает пролиферация и дифференцировка стволовых кроветворных клеток. Другими словами, при выраженном противоопухолевом эффекте компоненты ультрамелкодисперсного композита в указанных дозах не обладают, по-видимому, заметной системной токсичностью на клеточном и тканевом уровнях.
Предложенный подход, использующий низкие дозы цитостатика и наноферромагнетика, может оказаться полезным в плане разработки магнитоуправляемых режимов для региональной иммуно(био)терапии рака и его метастазов. Кроме того, перспективной представляется разработка магнитоуправляемой регуляции хоминга стволовых клеток.
Исследование выполнено при поддержке федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» (государственный контракт № 02.512.11.2285 от 10.03.2009), гранта РФФИ № 09-04-00287-а.
литература
1. Бабицкая С.В., Жукова М.В., Кисель М.А. и др. Инкапсулирование доксорубицина в липосомы, содержащие фосфати-дилэтанол. Влияние на токсичность и накопление антибиотика в миокарде // Химико-фармацевтический журнал. — 2006. — № 3. — С. 36-38.
2. Биологические методы лечения онкологических заболеваний: Пер. с англ. / Под ред. В.Т. Де Вита, С. Хеллмана, С.А. Розенберга. — М.: Медицина, 2002. — 936 с.
3. Галанов А.И., Юрмазова Т.А., Савельев Г.Г. и др. Разработка магнитоуправляемой системы для доставки химиопре-паратов на основе наноразмерных частиц железа // Сибирский онкологический журнал. — 2008. — № 3. — С. 50-57.
4. Гарин А.М., Базин И.С. Злокачественные опухоли пищеварительной системы. — М.: Инфомедиа Паблишерз, 2003. — 264 с.
5. Генис Р. Биомембраны. Молекулярная структура и функции. — М.: Мир, 1997. — 622 с.
6. Исмаилова Г.К., Ефременко В.И., Курегян А.Г. Биотехнология получения магнитоуправляемых липосом // Химико-фармацевтический журнал. — 2005. — Т. 39, № 7.
— С. 47-49.
7. Каплун А.П., Ле Банг Шон, Краснопольский Ю.М., Швец В.И. Липосомы и другие наночастицы как средство доставки лекарственных веществ // Вопросы медицинской химии.
— 1999. — № 1. — С. 3-12.
8. Лысцов В.Н., Мурзин Н.В. Проблемы безопасности на-нотехнологий. — М.: МИФИ, 2007. — 70 с.
9. Моисеенко В.М. Биотерапия солидных опухолей // Вопросы онкологии. — 1998. — Т. 44, № 1. — С. 120-127.
10. Моисеенко В.М., Балдуева И.А., Хансон К.И. Вакцинотерапия злокачественных опухолей // Вопросы онкологии. — 1999. — Т. 45, № 3. — С. 327-332.
11. Сергеев Г.Б. Нанохимия. — М.: Изд-во МГУ, 2003. — 287 с.
12. Толчева Е.Е., Оборотова Н.А. Липосомы как транспортное средство для доставки биологически активных молекул // Российский биотерапевтический журнал. — 2006. — Т. 5, № 1. — С. 54-61.
13. Федущак Т.А., Ермаков А.Е., Уймин М.А. и др. Физико-химические свойства нанопорошков меди, полученных методами электрического взрыва проводника и газофазного синтеза // Журнал физической химии. — 2008. — № 4.
— С. 708-712.
14. Энциклопедия клинической онкологии / Под ред. М.И. Давыдова. — М., 2004. — 1456 с.
15. Aloysius M.M., Takhar A., Robins A., Eremin O. Dendritic cell biology, dysfunction and immunotherapy in gastrointestinal cancers // Surgeon. — 2006. — Vol. 4, N 4. — P. 195-210.
16. Babincova M., Cicmanec P., Altanerova V., et al. AC-magnetic field controlled drug release from magnetoliposomes: design of a method for site-specific chemotherapy // Bioelectrochemistry.
— 2002. — Vol. 55, Issue 1-2. — P. 17-19.
17. Biomaterials science: an introduction to materials in medicine. 2nd edition / Ed. by B.D. Ratner et al. — San Diego: Elsevier Academic Press, 2004. — 851 p.
18. Den Brok M.H., Nierkens S., Figdor C.G., et al. Dendritic cells: tools and targets for antitumor vaccination // Expert Rev. Vaccines. — 2005. — Vol. 4, N 5. — P. 699-710.
19. Grass R.N., Athanassiou E.K., Stark W.J. Covalently Func-tionalized Cobalt Nanoparticles as a Platform for Magnetic Separations in Organic Synthesis // Angew. Chem. — 2007. — Vol. 46.
— P. 4909-4912.
20. Hussain S.M., Hess K.L., Gearhart J.M., et al. In vitro toxicity of nanoparticles in BRL 3A rat liver cells // Toxicol in Vitro. — 2005. — Vol. 19, N 7. — P. 975-983.
21. Kanazawa M., Yoshihara K., Abel H., et al. Two case reports on intra-tumor injection therapy of dendritic cells // Gan. To Ka-gaki Ryoho. — 2005. — Vol. 32, N 11. — P. 1571-1573.
22. Maeda H. , Wu J., Sawa T. et al . Tumor vascular permeability and the EPR effect in macromolecular therapeutics: a review // J Control Release. — 2000. — Vol. 65. — P. 271-284.
23. Marshall J.L. Novel vaccines for the treatment of gastrointestinal cancers // Oncology. — 2005. — Vol. 19. — P. 1557-1565.
24. Nagorsen D., Thiel E. Clinical and immunologic responses to active specific cancer vaccines in human colorectal cancer // Clin. Cancer Res. — 2006. — Vol. 12, N 10. — P. 3064-3069.
25. Oberdorster G., Oberdorster E., Oberdorster J. Nanotoxi-cology: an emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles // Environ. Health Perspect. — 2005. — Vol. 113, N 7. — P. 823-839.
26. Oosterling S.J., van der Bij G.J., Mels A.K., et al. Perioperative IFN-alpha to avoid surgically induced immune suppression in colorectal cancer patients // Histol. Histopathol. — 2006. — Vol. 21, N 7. — P. 753-760.
27. Park M.Y., Kim C.H., Sohn H.J., et al. The optimal interval for dendritic cell vaccination following adoptive T cell transfer is important for boosting potent anti-tumor immunity // Vaccine. — 2007. — Vol. 25, N 42. — P. 7322-7330.
28. Proudfoot O., Pouniots D., Sheng K.C., et al. Dendritic cell vaccination // Expert Rev. Vaccines. — 2007. — Vol. 6, N 4. — P. 617-633.
29. Rolfe M.W., Paine R., Davenport R.B., Strieter R.M. Hard metal pneumoconiosis and the association of tumor necrosis factor-alpha // Am Rev Respir Dis. — 1992. — Vol. 146, N 6. — P. 1600-1602.
30. Takeda T., Makita K., Okita K., et al. Intratumoral injection of immature dendritic cells (DC) for cancer patients // Gan. To Ka-gaki Ryoho. — 2005. — Vol. 32, N 11. — P. 1574-1575.
31. Torchilin V.P. Targeted pharmaceutical nanocarriers for cancer therapy and imaging // The AAPS Journal. — 2007. — Vol. 9, N 2. — P. 15.
32. Vogiatzi P., Cassone M., Claudio P.P. Personalizing gene therapy in gastric cancer // Drug News Perspect. — 2006. — Vol. 19, N 9. — P. 533-540.
33. Wang J., Mongayt D., Torchilin V.P. Polymeric micelles for delivery of poorly soluble drugs: preparation and anticancer activity in vitro of paclitaxel incorporated into mixed micelles based on poly(ethylene glycol)-lipid conjugate and positively charged lipids // J Drug Target. — 2005. — Vol. 13. — P. 73-80.
34. Yanagishita T., Watanabe D., Akita Y., et al. Construction of novel in vitro epithelioid cell granuloma model from mouse macrophage cell line // Arch Dermatol Res. — 2007. — Vol. 299, N 8. — P. 399-403.
Адрес для переписки: г. Томск-21, ул. Сибирская, 31, кв. 319, Хлусов Игорь Альбертович — доктор медицинских наук, профессор кафедры морфологии
и общей патологии СибГМУ, e-mail: [email protected]; тел. 8-913-823-39-62.
© кОРНИлОв Н.г., чикотЕЕв С.П., щАПОв в.в., гумЕРОв Р.Р., ПРОкОПьЕв м.в. — 2009
современные методы миниинвАзивной хирургии в лечении хронического кистозного панкреатита (обзор литературы)
Н.Г. Корнилов2-3, С.П. Чикотеев1,2 3, В.В. Щапов2-3, Р.Р. Гумеров1,2 3, М.В. Прокопьев1,3 ('Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН, г. Иркутск, директор — член-корр. РАМН Е.Г. Григорьев; 2ГОУ ВПО «Иркутский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», г. Иркутск, ректор — д.м.н., проф. И.В. Малов, кафедра госпитальной хирургии с курсом онкологии, зав. — член-корр. РАМН Е.Г. Григорьев;
3Иркутская областная клиническая больница, гл. врач — к.м.н. П.Е. Дудин)
Резюме. В обзоре приведены данные литературы, показывающие эволюцию взглядов на возможности применения миниинвазивных способов лечения хронического кистозного панкреатита. Подробно рассмотрены возможности, достоинства и преимущества различных методов лечения, а также его недостатки. Проанализированы причины рецидивов после миниинвазивных вмешательств. Обсужден опыт применения различных методов дренирования при сообщении протоковой системы поджелудочной железы с кистами. Определены пути решения проблемы рецидивирующих кист — разработка миниинвазивных вмешательств под лучевым контролем, направленных на формирование внутренних цистодигестивных анастомозов.
ключевые слова: хронический кистозный панкреатит, интервенциональная радиология, транскутанные вмешательства, пункции, дренирования.
