РОЛЬ ЦИТОКИНОВ (TNFα, IFγ И IL1β) В РАЗВИТИИ ЛОКАЛЬНЫХ ПОЛИМОДАЛЬНЫХ ЭФФЕКТОВ ПРИ ПРОГРЕССИРОВАНИИ РАКА ЯИЧНИКОВ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

РОЛЬ ЦИТОКИНОВ (TNFa, И В РАЗВИТИИ ЛОКАЛЬНЫХ ПОЛИМОДАЛЬНЫХ ЭФФЕКТОВ ПРИ ПРОГРЕССИРОВАНИИ РАКА ЯИЧНИКОВ

Т.П. Генинг, И.И. Антонеева

Ульяновский государственный университет

Ульяновский областной клинический онкологический диспансер

Генинг Татьяна Петровна, д.б.н., профессор, академик РАЕН, зав. кафедрой физиологии УГУ,

432970, г. Ульяновск, ул. Л.Толстого, 42, тел. 8 (8422) 41-20-88, e-mail: aii72@mail.ru

В работе изучено влияния цитокинов (TNFa, IFy и IL1f}) на параметры сосудистого русла, апоптоз и пролиферативную активность опухоли на различных, стадиях, рака яичников. В результате проведенных, исследований выяснено, что наиболее значимыми для усиления биологического потенциала опухоли являются такие локальные эффекты цитокинов IL-ip, TNF-a и IFN-y, как стимулирование пролиферации опухолевых клеток и образование сосудов в зоне опухолевого роста.

Ключевые слова: цитокины, рак яичников, апоптоз, иммуногистохимический метод.

THE ROLE OF CYTOKINES (TNFa, IFy N ILip) IN THE DEVELOPMENT OF POLYMODAL EFFECTS DURING THE OVARIAN CANCER PROGRESSION

T.P. Guening, I.I. Antoneyeva

Ulyanovsk State University

Ulyanovsky Regional clinical oncologic dispensary

The study of influence of cytokines (TNFa, IFy u IL1/5) on the bloodstream parameters, on the apoptosis and the proliferative activity during the ovarian cancer at different stages has shown that stimulation of cancer cells proliferation and vessels formation in the zone of cancer growth are the most significant local effects of cytokines. They both contribute to the intensification of the biological cancer potential.

The key words: cytokines, ovarian cancer, apoptosis, immunohistochemical method.

Введение

Цитокины - это регуляторные белки, образующие универсальную сеть медиаторов как для иммунной системы, так и для других тканей и органов. Они определяют выживаемость клеток, стимуляцию и ингибирование их роста, дифференцировку, функциональную активацию и апоптоз [3,7]. Дейс-

твие цитокинов тесно связано с физиологическими и патофизиологическими реакциями организма. При этом происходит модуляция как локальных, так и системных механизмов защиты [4]. Многообразие биологических эффектов цитокинов и их ключевая роль в поддержании иммунологического гомеоста-за определяют нарушение баланса в системе цито-

ИИтИЖИМм«

ОПЫТ ЛЕЧЕБНЫХ УЧРЕЖДЕНИИ

Таблица 1

Показатели цитокинового статуса у больных РЯ на различных клинических стадиях заболевания

21

Показатели Стадии РЯ (по FIGO)

контроль I стадия II стадия III стадия IV стадия

n M±m n M±m Р n M±m Р n M±m Р n M±m Р

IL-1ß 48 36,8± 10,74 12 216,7± 49,35 p<0,0001 12 236,7± 24,99 p<0,0001 р1>0,05 40 248,5± 9,00 p<0,0001 р1 >0,05 40 230,9± 15,09 p<0,0001 р1<0,001

TNF-a 48 31,0± 2,82 12 55,0± 9,53 p<0,0001 12 64,4± 13,38 p<0,0001 р1<0,05 40 104,8± 9,90 p<0,0001 p1 <0,001 40 93,8± 9,96 p<0,0001 р1<0,05

IFN-y 48 44,0± 7,67 12 95,8± 9,49 p<0,0001 12 107,1± 8,76 p<0,001 р1>0,05 40 120,9± 10,33 p<0,0001 p1 <0,005 40 114,4± 15,11 p<0,0001 р1<0,05

Примечание: р - по отношению к контролю; р1 - по отношению к соответствующему показателю на предыдущей клинической стадии заболевания. Значимость различий оценивали по Стьюденту

кинов как важный механизм развития многих патологических процессов, одним из которых является злокачественный рост [1]. С позиций современных представлений можно говорить о развитии цито-киновой дисрегуляции в условиях роста опухоли, в основе которой лежит комплекс причин. Такая ци-токиновая дисрегуляция может проявляться на различных уровнях: 1) изменение синтеза и секреции интерлейкинов традиционными клетками-продуцентами под влиянием роста опухоли; 2) появление ингибиторов продукции цитокинов; 3) изменение поверхности мембран иммунокомпетентных клеток с нарушением экспрессии рецепторов цитокинов и появлением дефектных генов; 4) появление растворимых форм рецепторов цитокинов, большинство из которых - активные ингибиторы функций клеток иммунологической системы [1].

Анализ имеющихся данных позволяет заключить, что итогом аутокринного, паракринного и системного взаимодействия цитокинов и опухолевых клеток во многих случаях может быть усиление роста последних [2,5]. К локальным проявлениям действия цитокинов TNFa, IFy и IL1 относят их про-воспалительный эффект и способность к формированию определенного микроокружения опухоли, играющего существенную роль в развитии ее хими-орезистентности и метастазировании, а также образование de novo сосудов в зоне опухолевого роста, расширение и нарушение проницаемости этих сосудов, стимуляция пролиферации и блокирование апоптоза опухолевых клеток [5,6].

Цель исследования

Изучение влияния цитокинов (TNFa, IFy и IL1ß) на параметры сосудистого русла, апоптоз и проли-феративную активность опухоли на различных стадиях рака яичников.

Материалы и методы

Работа проводилась на базе онкогинекологи-ческого отделения Ульяновского областного клинического онкологического диспансера. Были обследованы 104 первичных больных раком яичников, находящихся на I-IV стадиях заболевания по FIGO. В качестве контроля исследовалась кровь 48 здоровых женщин-доноров.

В плазме крови больных раком яичников и здоровых доноров методом ИФА с использованием наборов фирмы «Цитокин» (С.-Петербург) определялся уровень Т^а, ^у и М. Чувствительность используемой тест-системы составила 10нг/мл для Мр, 5 нг/мл для Т^а, и 30 нг/мл для ^у.

Параметры сосудистого русла, маркеры апопто-за (т^ р53, Вс12) и пролиферации (К167, PCNA) были изучены на операционном биопсийном материале 83 больных раком яичников. Для исследования сосудистого русла парафиновые срезы толщиной 5-7мкм окрашивали гематоксилином и эозином, по Ван Ги-зону, по Маллори с последующей квантиметрией стромы микроскопически в 10 произвольных полях зрения. Пролиферативная активность опухоли изучалась иммуногистохимическим методом с использованием моноклональных антител фирм Novocаstrа и Dako к антигенам ядер пролиферирующих клеток PCNA и к негистонному белку Ю67 и оценивалась как процент положительных клеток от общего числа опухолевых клеток (для Ю67) и процент положительных клеток на 300 опухолевых (для PCNA).

Экспрессию т^ р53 и Вс12 исследовали иммуногистохимическим методом с использованием мышиных моноклональных антител к р53, клон Do-7, Jg G2b (М 7001 DakoCytomation) в разведении 1:100 при времени экспозиции 60 минут и моноклональных антител к Вс12, клон Вс1-2/100^5, Jgi ^а-Ьс1-2 Novocastra) в разведении 1:80 при инкубации 60 минут. Критерием положительной реакции считалась окраска 10% и более ядер опухолевых клеток.

Для определения значимости различий между несколькими группами использовали Н-критерий Крускала-Уеллиса. Силу связи между признаками устанавливали ранговой корреляцией Спирмена.

Результаты

Анализ динамики содержания основных про-воспалительных цитокинов ^-1р и Т^-а в плазме крови позволил нам установить существенное и достоверное повышение их уровня у больных РЯ по сравнению со здоровыми (табл.1).

Наблюдаемые изменения уровня Т^-а и ^-у обнаруживали прямые положительные корреляционные связи со стадией заболевания (г=0,700 и г=0,120 соответственно).

гь

та

1!

5 ш

/^ . . - 'В- ■ и-*.,. п 1!

•1' -—м

■"Онтроль I стадия Нсгадчз 1Нет»дчя к'лтауаш

-сщ н^п 1мм? лпуюпн

755

50

1,-1

Рис. 1. Изменение параметров сосудистого русла первичной опухоли и содержания провоспалительных цито-кинов (^-1, Т^-а и ^-у) в крови при РЯ на различных клинических стадиях заболевания

Таким образом, в результате проведенных исследований был установлен ранний и устойчивый прирост в крови основных провоспалительных ци-токинов (^-1, Т^-а и ^N-7). Источником последних, видимо, могут быть как сами опухолевые клетки, так и клетки-эффекторы, круг которых расширяется по мере прогрессирования опухоли, так как организм все в большей степени использует воспалительный тип ответа на новообразование. Кроме того, прирост концентрации, в частности Т^-а, может обеспечиваться, по мнению ряда авторов, двумя аддитивными механизмами: селекцией клеток, резистентных к цитотоксическому действию Т^-а и тем, что экспрессируемые опухолевыми клетками антигены также индуцируют повышенную продукцию Т^-а. При этом ограничение чувствительности рецепторов опухолевых клеток к регуляторным молекулам также предопределяет прирост концентрации цитокинов и их выраженное побочное влияние на рецепторы нормальных клеток.

При изучении параметров сосудистого русла первичной опухоли при раке яичников на различных клинических стадиях заболевания нами было установлено, что в процессе опухолевой прогрессии имеется тенденция к возрастанию объема и плотности сосудов на 1 мм2 опухоли. Как следует из рис. 1, это соответствует возрастанию содержания в крови провоспалительных цитокинов ^-1 и Т^-а. Следует, однако, отметить, что данный процесс происходит на фоне возрастающих концентраций ^N-7, который ингибирует ангиогенез в опухоли. Возможно, именно этот фактор определяет то, что возрастание объема и плотности сосудов в опухоли не было статистически значимым.

Рис.2. Динамика процентного содержания атипических эпителиальных клеток яичника, экспрессиру-ющих р53 (-) и Вс1-2 (- • -) на различных клинических стадиях заболевания

К наиболее значимым для усиления потенциала опухоли и поддержания ее роста и развития эффектам цитокинов (Т^-а и ^-1р) относится их способность стимулировать пролиферацию опухолевых клеток. Нами установлено увеличение пролифера-тивной активности и митотического индекса в неоплазме при прогрессировании РЯ (рис. 3).

Таким образом, наиболее значимыми для усиления биологического потенциала опухоли являются такие локальные эффекты цитокинов ^-1р, Т^-а и ^N-7, как стимулирование пролиферации опухолевых клеток и образование сосудов в зоне опухолевого роста.

Заключение

В результате проведенных нами исследований установлено возрастание процентного содержания атипических эпителиальных клеток яичника, экс-прессирующих р53, в динамике раковой прогрессии. Увеличение р53+ клеток яичника коррелировало с экспрессией ^-1р и Т^-а; корреляционные связи на различных стадиях заболевания были средними (г=-0,6618) и сильными (г=0,8407) соответственно. Выявлено увеличении клеток РЯ, экспрес-сирующих Вс1-2, при прогрессировании опухоли (корреляция со стадией заболевания положительная высокая, г=0,6255) (рис. 2).

Рис. 3. Пролиферативная активность и митоти-ческий индекс раковых клеток первичного опухолевого узла при прогрессировании РЯ

Список литературы

1. Бережная Н. М. Система интерлейкинов и рак (новые аспекты взаимодействия опухоли и организ-

КрУаТ|и1ин!аЯ1ХиИиптйй1и1инКдиЯвия

ОПЫТ ЛЕЧЕБНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ

23

ма) [Текст] / Н. М. Бережная, В. Ф. Чехун. - Киев: ДИА, 2000. - 224 с.

2. Маянский Н. А. Каспазонезависимый путь клеточной гибели нейтрофилов человека, индуцированный TNF-a [Текст] / А. Н. Маянский, Д. Роос, Т. Кайперс / / Цитокины и воспаление. - 2003. - № 1. - С. 25-27.

3. Фильченков А. А. Апоптоз: краткая история, молекулярные механизмы, методы выявления и возможное значение в онкологии [Текст] / А. А. Фильченков, Р. Р. Стойка // Экспер. онкология. -1996. - Т. 18. - С. 435-448.

4. Alleva D.G., Burger C.J., Elgert K.D. Tumor-induced regulation of suppressor macrophage nitric oxide and TNF-alpha production. Role of tumor-derived

IL-10, TGF-beta, and prostaglandin E2 // J. Immunol. -1994. - Vol. 153(4) - P. 1 674-86.

5. Fidler J.I. The influence of organ microenvironment on the response of metastases to chemotherapy. In: Abstr Int Conf «Tumor microenvironment». - Israel: Tiberies, 1995. - P. 13.

6. Norman R.J., Brannstorm M. Cytokines in the ovary: pathophysiology and potential for pharmacological intervention // Pharmacol Ther., 1996. - Vol. 69(3). - P. 219-36.

7. Tilg H., Trehu E., Atkins M., Dinarello C., Mier J. Interleukin-6 (IL-6) as an anti-inflammatory cytokine: induction of circulating IL-1 receptor antagonist and soluble tumor necrosis factor receptor p55 // Blood, 1994. - P. 83-113.