CC BY
14
Новые технологии в онкологии
© А.В. Панов, И.С. Рагинов, М.В. Бурмистров, А.В. Бердников, Э.Ю. Миндубаев, П.М. Манненков, С.Е. Габитова, 2012
УДК 618.146-006.61-085.28:612.014.464
РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ОКСИГЕНАЦИИ НА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ХИМИОЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ КЛЕТОК РАКА ШЕЙКИ МАТКИ
А.В. Панов1, И.С. Рагинов2, М.В. Бурмистров1, А.В. Бердников3, Э.Ю. Миндубаев1, П.М. Манненков2, С.Е. Габитова1
RESULTS OF STUDYING OF INFLUENCE OXYGENATION ON SENSITIVITY OF CERVICAL SQUAMOUS CELL CARCINOMA TO CHEMORADIOTHERAPY
A.V. Panov, I.S. Raginov, M.V. Burmistrov, A.V. Berdnikov, E.Yu. Mindubaev, P.M. Mannenkov, S.E. Gabitova
1 ГАУЗ «Республиканский клинический онкологический диспансер МЗ РТ», Казань
2 ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Минздрава РФ
3 Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н.Туполева
Реферат. Представлены результаты комплексного исследования влияния оксигенации на чувствительность к химиолучевой терапии рака шейки матки у больных со IIb стадией. В качестве критерия эффективности оксигенации иммуногистохимически мы определяли нитротирозин — маркер оксидативного стресса. На фоне озонотерапии у большего количества больных зафиксировано полное исчезновение опухоли, а также значительное уменьшение количества нитротирозин-позитивных клеток. Таким образом, нами впервые показано, что озонотерапия повышает эффективность химиолучевой терапии рака шейки матки посредством уменьшения гипоксии клеток опухоли. Ключевые слова: плоскоклеточный рак шейки матки, гипоксия, озон, нитротирозин.
Abstract. Hypoxia mediated chemoradiotherapy resistance in a tumor cells. Thirty-one patients with cervical cancer stage IIb were treated ozone therapy by rectal insufflation for oxygenation of tumor cells as add-on therapy to chemoradiotherapy. Twenty-two patients were treated chemoradiotherapy alone. Nitrotyrosine was found to be useful indicators of oxidative stress. Immunohistochemical staining nitrotyrosine was performed on paraffin-embedded tissue blocks. The undoubted benefits of the usage of the ozone in the complex treatment were proved and loss of nitrotyrosine was proven to occur significantly higher under influence ozone therapy.
Key words: squamous cell cervical cancer, hypoxia, ozone, nitrotyrosine.
Введение
Рак шейки матки (РШМ) на сегодняшний день остается одним из наиболее распространенных злокачественных новообразований (ЗНО). В структуре заболеваемости органов репродуктивной системы у женщин РШМ занимает второе место после рака эндометрия. Заболеваемость раком шейки матки в 2010 г. в России составила 19,30 на 100 тыс. женского населения, а смертность — 10,17.
Современные достижения в области молекулярной биологии, генетики, биохимии, иммунологии и вирусологии, позволяют значительно расширить представления о молекулярно-генетической природе
рака, глубже понять патогенетические механизмы опухолевого роста и способствуют совершенствованию традиционных методов борьбы с раком (хирургическое вмешательство, лучевая терапия и химиотерапия).
Цель исследования
На всех стадиях развития неопластического процесса опухолевые клетки находятся в условиях гипоксии [1]. При этом за счет активации внутриклеточных механизмов они приобретают устойчивость к повреждающему действию ионизирующего излучения и противоопухолевых препаратов [2]. Поэтому в настоящее
поволжский онкологический
ВЕСТНИК
4'2012
время ведется активный поиск препаратов, способных повысить чувствительность опухолевых клеток к лечебному воздействию. В этом отношении оказались эффективны электроноакцепторные соединения (метронидазол), ингибиторы постлучевой репарации ДНК (8-хлоркофеин, 8-бромкофеин), гипербарическая оксигенация, искусственная гипергликемия, локальная гипертермия и химиотерапия [3]. Учитывая, что гипоксия является главным условием, поддерживающим устойчивость опухолевых клеток к лечению, то первой целью нашего исследования явилось изучение влияния оксигенации на чувствительность к химиолучевой терапии рака шейки матки. Это заболевание является одним из самых распространенных злокачественных новообразований у женщин [4]. В качестве метода оксигенации мы использовали трансректальную инсуфляцию озонокислородной смеси. Ранее было показано, что при данном способе введения озон является низкотоксичным [5], в течение нескольких минут распадается в клетках эпителия кишечника [6] и повышает в них антиоксидантную защиту [7].
При гипоксии в клетках образуются свободные радикалы. Конечный продукт взаимодействия радикалов N0 и О2- — нитротирозин, который является маркером, свидетельствующим об уровне оксидативного стресса [8]. У онкологических больных было показано, что уровень нитротирозина коррелирует с прогнозом выживания при раке мочевого пузыря [9] и не является прогностическим маркером при раке яичников [10]. Вторая цель нашего исследования — оценить изменения экспрессии нитротирозина в клетках рака шейки матки, а также на фоне трансректальной инсуфляции озонокислородной смеси.
материал и методы
Исследование проведено на базе ГАУЗ «Республиканский клинический онкологический диспансер Министерства здравоохранения Республики Татарстан» за период с 2008 по 2011 г. В исследовании участвовали 53 больные в возрасте от 24 до 63 лет со IIЬ стадией (Т26^М0) заболевания, при которой опухоль прорастала в шейку матки с инвазией па-раметрия, но без распространения на близлежащие лимфатические узлы или отдаленные органы. Все больные получали химиолучевую терапию по схеме, принятой с 1997 г. в НИИ онкологии им. Н.Н.Петрова (г. Санкт-Петербург).
Основную группу составила 31 пациентка, которым перед каждым сеансом облучения проводили транс-
ректальную инсуфляцию озонокислородной смеси при помощи аппарата «Медозон-БМ» (Н.Новгород) с подачей озона на выходе 10 ^/т! на 1,5 л (суммарная доза 15 мг).
Контрольную группу составили 22 пациентки, которым проведено комплексное лечение по тому же плану, но озонотерапию не осуществляли. Через 3 нед после химиолучевой терапии всем 53 пациенткам выполнили радикальную гистерэктомию с двусторонней подвздошной лимфаденэктомией по методу Вертгейма—Мейгса. Выделенные опухоли фиксировали в 10% формалине и заливали в парафин по стандартной методике.
Морфологические изменения оценивали на парафиновых срезах толщиной 3—5 мкм, окрашенных гематоксилин-эозином. Для иммуногистохимического анализа локализации нитротирозина (СЬеткоп) использовали ЬБАВ-кК (РАК0). Визуализацию иммуно-гистохимических реакций осуществляли раствором, содержащим аминоэтилкорбазол. Срезы заключали в глицерин-желатин.
результаты и их обсуждение
У 44,8% пациенток под влиянием озонотерапии не определялись опухолевые структуры, в контрольной группе подобные больные составили 27,2%. Различия статистически значимые (р<0,01).
Изменения стадии опухолевого процесса не зафиксированы у 3% больных после проведения озо-нотерапии и у 4,5% из контрольной группы. Различия по сравниваемым группам статистически незначимые (р>0,05).
У оставшихся больных наблюдался регресс опухоли, более выраженный на фоне озонотерапии.
Многочисленные эффекты гипоксии на опухоль включают селекцию генотипов, поддерживающих выживание в условиях недостатка кислорода (например, с мутацией р53 [11]; изменение экспрессии генов, подавляющих апоптоз [2]; аутофагию [12]; усиление анаболических процессов [13]; увеличение опосредованного тирозин-киназного каскада реакций [14]; ангиогенез [15]), и образование свободных радикалов [16]. Полученные нами данные указывают на увеличение чувствительности опухолевых клеток к химиолучевой терапии в условиях оксигенации под влиянием озонотерапии, что, вероятно, произошло в результате подавления всех вышеперечисленных негативных последствий гипоксии.
Панов А.В. и соавт. результаты изучения влияния оксигенации на чувствительность к химиолучевой терапии клеток рака... 31
поволжский онкологический
ВЕСТНИК
Иммуногистохимическое определение локализации нитротирозина у больных без проведения озонотерапии показало, что в опухолях, забранных от разных пациенток, количество нитротирозин+-клеток сильно отличается и колеблется от 30 до 80%. При этом количество нитротирозин+-клеток не коррелирует со степенью выраженности опухолевого процесса, что соответствует данным литературы [9, 10]. У больных, которым была проведена озонотера-пия, количество нитротирозин+-клеток в забранном материале существенно ниже и колебалось от 2 до 23%. Важно отметить, что в контрольной группе нитротирозин преимущественно определялся в ядрах клеток, а в материале, полученном у больных после проведения озонотерапии, в большем количестве клеток он локализовался в цитоплазме. Уменьшение количества нитротирозин+-клеток в опухолях у больных с проведенной оксигенацией, вероятно, связано с преимущественной гибелью этих клеток при химиолучевой терапии. Так, в эксперименте было показано, что при введении доксирубици-на на фоне терморадиотерапии пик количества нитротирозин+-клеток в опухоли определяется через 4 ч и их количество значительно уменьшается к 8-му ч с увеличением количества гибнущих клеток [17].
Выводы
Нами впервые показано, что озонотерапия повышает эффективность химиолучевой терапии рака шейки матки посредством уменьшения гипоксии клеток опухоли.
Литература
1. Svensson, R. Tumour friend or foe / R. Svensson, R. Shaw // Nature. — 2012. — Vol. 485. — P. 590—591.
2. Erler, J.T. Hypoxia-mediated down-regulation of Bid and Bax in tumors occurs via hypoxia-inducible factor 1-dependent and -independent mechanisms and contributes to drug resistance / J.T. Erler [et al.] // Mol. Cell. Biol. — 2004. — Vol. 24. — P. 2875—2889.
3. Максимов, С.Я. Химиолучевая терапия рака шейки и рака тела матки / С.Я. Максимов, Л.Д. Гусейнов, С.Б. Баранов // Практическая онкология. — 2008. — Т. 9, № 1. — С. 39—46.
4'2012
4. Parkin, D.M. Global Cancer Statistics, 2002 / D.M. Parkin,
F. Bray, J. Ferlay, P. Pisani // Cancer J. Clin. — 2005. — Vol. 55. — P. 74—108.
5. Guanche, D. Effect of ozone/oxygen mixture on systemic oxidative stress and organic damage / D. Guanche, Z. Zamora, F. Hernández [et al.] // Toxicol Mech Methods. —
2010. — Vol. 20 (1). — P. 25—30.
6. Bocci, V. Systemic effects after colorectal insufflations of oxygen-ozone in rabbits / V. Bocci, E. Borrelli, F. Corradeschi,
G. Valacchi // Int. J. Med. Bio. Environ. — 2000. — Vol. 28. — P. 109—113.
7. Bocci, V. Is it true that ozone is always toxic? The end of a dogma / V. Bocci // Toxicol. Appl. Pharmacol. — 2006. — Vol. 216. — P. 493—504.
8. Karihtala, P. Reactive oxygen species and antioxidant mechanisms in human tissues and their relation to malignancies / P. Karihtala, Y. Soini // APMIS. — 2007. — Vol. 115. — P. 81—103.
9. Soini, Y. 8-hydroxydeguanosine and nitrotyrosine are prognostic factors in urinary bladder carcinoma / Y. Soini, K. Haapasaari, M. Vaarala [et al.] // Int. J. Clin. Exp. Pathol. —
2011. — Vol. 4 (3). — P. 267—275.
10. Karihtala, P. DNA adduct 8-hydroxydeoxyguanosine, a novel putative marker of prognostic significance in ovarian carcinoma / P. Karihtala, Y. Soini, L. Vaskivuo [et al.] // Int. J. Gynecol. Cancer. — 2009. — Vol. 19 (6). — P. 1047—1051.
11. Graeber, T.G. Hypoxia-mediated selection of cells with diminished apoptotic potential in solid tumours / T.G. Graeber [et al.] // Nature. — 1996. — Vol. 379. — P. 88—91.
12. Rouschop, K.M. The unfolded protein response protects human tumor cells during hypoxia through regulation of the autophagy genes MAP1LC3B and ATG5 / K.M. Rouschop [et al.] // J. Clin. Invest. — 2010. — Vol. 120. — P. 127— 141.
13. Cairns, R.A. Regulation of cancer cell metabolism / R.A. Cairns, I.S. Harris, T.W. Mak // Nature Rev. Cancer. — 2011. — Vol. 11. — P. 85—95.
14. Wang, Y. Oxygen-mediated endocytosis in cancer / Y. Wang, M. Ohh // J. Cell. Mol. Med. — 2010. — Vol. 14. — P. 496—503.
15. Semenza, G.L. Hypoxia, clonal selection, and the role of HIF-1 in tumor progression / G.L. Semenza // Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. — 2000. — Vol. 35. — P. 71—103.
16. Guzy, R.D. Mitochondrial complex III is required for hypoxia-induced ROS production and cellular oxygen sensing / R.D. Guzy [et al.] // Cell. Metab. — 2005. — Vol. 1. — P. 401—408.
17. Solazzo, S. Liposomal Doxorubicin Increases Radiofrequency Ablation-induced Tumor Destruction by Increasing Cellular Oxidative and Nitrative Stress and Accelerating Apoptotic Pathways / S. Solazzo, A. Muneeb, R. Schor-Bardach [et al.] // Radiology. — 2010. — Vol. 255. — P. 62—74.
