CC BY
33
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2016 - V. 23, № 4 - P. 61-65
УДК: 615.276:616.329-006 DOI: 10.12737/23851
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ХИМИОПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НЕСТЕРОИДНЫХ ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ НА МОДЕЛИ РАКА ПИЩЕВОДА, ИНДУЦИРОВАННОГО У КРЫС ^МЕТИЛ-^БЕНЗИЛНИТРОЗАМИНОМ
И.И. БАСИЕВА, АЗ. БОЛИЕВА, АА. КОКОЕВ, А.С. ЦОГОЕВ
ГБОУ ВПО СОГМА Минздрава России, ул. Пушкинская, 40, г.Владикавказ, Республика Северная Осетия-Алания, 362019, Россия
Аннотация. Наличие эндемичных по заболеваемости плоскоклеточным раком пищеводарегио-нов и, соответственно, групп высокого риска диктует необходимость проведения в целевой популя-циимероприятий по первичной профилактике злокачественных новообразований данной локализации. Целью работы было сравнительное изучение химиопрофилактической активности нестероидных противовоспалительных препаратов кислоты ацетилсалициловой, диклофенака натрия и целе-коксибав отношении новообразований пищевода, индуцированных у крыс М-метил-N-бензилнитрозамином. Применение диклофенаканатрия и целекоксиба приводило к статистически достоверному снижению частоты возникновения новообразований пищевода до 72% в сравнении со 100% в группе, получавшей N-метил-М-бензилнитрозамин. Индекс множественности новообразований снижался в группах, получавших диклофенак натрия и целекоксиб, в 1,2 раза по сравнению с аналогичным параметром в группе животных, получавших только канцероген. Кислота ацетилсалициловая, диклофенак и целекоксиб значимо тормозили процесс малигнизации неопластических изменений в органе-мишени: средний балл микроскопических изменений снижался при применении кислоты ацетилсалициловой и диклофенака в 1,4 раза (р<0,01), при применении целекоксиба в 1,6 раза (р<0,01), соответственно. При оценке безопасности получены данные об отсутствии поражения слизистой желудкав группе животных, получавших целекоксиб (р<0,001).
Ключевые слова: канцерогенез, рак пищевода, химиопрофилактика, нестероидные противовоспалительные препараты.
COMPARATIVE STUDY OF CHEMO-PREVENTIVE ACTIVITY OF NON-STEROIDAL ANTIINFLAMMATORY DRUGS ON EXPERIMENTAL MODEL OF ESOPHAGUS CANCER INDUCED BY N-METHYL-N-BENZYLNITROSOUREA IN RATS
I.I. BASIEVA, L.Z. BOLIEVA, L.A. KOKOEV, A.S. TSOGOEV
North-Ossetian State Medical Academy, Str. Pushkinskaya, 40, Vladikavkaz, Republic of North Ossetia-Alania, 362019, Russia
Abstract. The existence of endemic regions and, accordingly, high-risk groups in the incidence of squamous cell carcinoma of the esophagus require activities on primary prevention of malignant neoplasms in these populations. The purpose of the study was to evaluate chemo-preventive activity of non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) Aciduma cetylsalicylicum, Diclofenac sodium and Celecoxib on esophagus carcinogenesis induced by N-methyl-N-benzylnitrosourea in rats. The results show a statistically significant decrease in the incidence of esophageal tumors up to 72% in Diclofenac sodium and Celecoxib groups in comparison with N-methyl-N-benzylnitrosourea group (100%). Number per animal was 1,2 times lower in Diclofenac sodium and Celecoxib groups. At the same time all tested NSAIDs slowed down the process of neoplastic transformation in the target organ: the average score of microscopic changes was 1,4 times less in Addumacetylsalicylicum and Diclofenac sodium groups and 1,6 times less in Celecoxib group. Celecoxib had the best effectiveness/safety ratio in Aciduma cetylsalicylicum and Diclofenac sodium.
Key words: carcinogenesis, esophagus cancer, chemo-prevention, non-steroidal anti-inflammatory drugs.
10ШМАЬ ОБ ШШ МБЭТСАЬ ТБСНМОШСТББ - 2016 - V. 23, № 4 - Р. 61-65
Введение. В структуре заболеваемости злокачественными новообразованиями человека рак пищевода занимает 6-е место в мире, однако заболеваемость и смертность варьируют в широких пределах в зависимости от географического региона: от 4 на 100 тыс. населения в регионах с низкой заболеваемостью до 100 и более на 100 тыс. населения в регионах с высоким уровнем заболеваемости. Наиболее высокие уровни заболеваемости встречаются в странах юго-восточного региона, которые рассматриваются как эндемические очаги. Это северные районы Китая, Казахстана, Киргизии, Монголии, Иран, Прикаспийские регионы - «Азиатский пояс рака пищевода». В Европе рак пищевода наиболее часто встречается в некоторых районах Франции (провинция Бретонь), Швейцарии, Финляндии. В России рак пищевода составляет 2,5% всех злокачественных новообразований у мужчин и 0,68 % у женщин и занимает соответственно 11-е и 18-е места в структуре заболеваемости, а в структуре смертности - 7-е место. Наиболее высокая заболеваемость раком пищевода у мужчин была в Республике Саха, Бурятии, на Алтае и в Чеченской Республике (15,4-19,8 на 100 тыс. населения), у женщин - в Чукотском автономном округе [4,5].
Наличие групп высокого риска заболеваемости плоскоклеточным раком пищевода позволяет говорить о целесообразности проведения в данной популяции мероприятий по первичной профилактике рака. Учитывая имеющиеся в литературе данные о наличии у ряда нестероидных противовоспалительных препаратов антиканцерогенной активности в отношении злокачественных новообразований различной локализаций, представляется актуальным определение среди них средства с оптимальным соотношением профилактической активности в отношении злокачественных новообразований различной локализации и безопасности при длительном применении [2,10,11].
Цель исследования - сравнительное изучение химиопрофилактической активности нестероидных противовоспалительных препаратов на модели рака пищевода, индуцированного у крыс Ы-метил-Ы-бензилнитрозамином (МБН).
Материалы и методы исследования. Исследование проведено на крысах-самцах линии Вистар с исходной массой 160-180 г, полученных
из вивария Пятигорского медико-фармацевтического института - филиала ГБОУ ВПО «ВолгГМУ» Минздрава России.
Животные содержались в стандартных условиях вивария при температуре 20-22°С и естественном световом режиме на стандартном рационе вивария и получали питьевую воду без ограничений. После 2-х недельного карантина животных делили на группы случайным образом. В контрольные и опытные группы входили половозрелые животные одного возраста, полученные одновременно из вивария, разброс по исходной массе тела составил не более 10%. Эксперименты проведены в соответствии с действующими нормативными актами Российской Федерации [6,7].
Новообразования пищевода индуцировали введением с питьевой водой МБН в разовой дозе 0,5 мг/кг в 10% растворе этилового спирта ежедневно в течение 8 недель [1]. Животные были разделены на 5 групп по 25 крыс в каждой. Крысы первой группы служили контролем и получали только канцероген. Животные второй группы получали с питьевой водой 10% раствор этанола. Крысы групп 3, 4 и 5 получали МБН и дополнительно с кормом кислоту ацетилсалициловую в дозе 200 мг/кг корма, дик-лофенак натрия в дозе 90 мг/кг корма или целе-коксиб в дозе 500 мг/кг корма, соответственно [12,13,15].
Продолжительность опыта составила 37 недель после начала введения канцерогена. Павших в ходе эксперимента и забитых по его окончании животных подвергали патологоана-томическому исследованию. Все новообразования в пищеводе, глотке и преджелудке подсчитывали и измеряли. Отдельно фиксировали изменения в следующих отделах: глотке, верхней трети пищевода (от глотки до уровня бифуркации трахеи), средней трети пищевода (от уровня бифуркации трахеи до уровня диафрагмы), нижней трети пищевода (от уровня диафрагмы до входа в преджелудок), собственно в преджелудке. Материал, взятый для гистологического исследования, фиксировали в 10% растворе формалина и подвергали микроскопическому исследованию после окраски срезов гематоксилином и эозином. Эффективность модифицирующего воздействия оценивали по изменению частоты возникновения, множественности и степени малигнизации новообразо-
10ШМАЬ ОБ ШШ МБЭТСАЬ ТБСНМОШСТББ - 2016 - V. 23, № 4 - Р. 61-65
вании в опытных группах по сравнению с контролем. Частоту возникновения новообразовании определяли по отношению к эффективному числу животных (доживших до появления первоИ опухоли). Индекс множественности рассчитывали по отношению к эффективному числу крыс и к числу крыс с опухолями. Микроскопические изменения в пищеводе оценивали по 3-балльной системе: предопухолевые изменения - 1 балл, папилломы - 2, рак -3 балла [3].
Статистическая обработка полученных результатов выполнена с помощью программного обеспечения «БЬаОзИса 10.0». Для анализа данных использовали среднюю величину (М) и ошибку средней (т). Различия считали достоверными при р<0,05.
Результаты и их обсуждение. Эксперимент был завершен, когда в контрольной группе пали все животные. В то же время во 2-й группе оставалось 20 крыс или 80% (р<0,05), в 3-й группе 7 (28%) крыс (р>0,05), в 4-й группе 11 крыс (44%) (р<0,05), в 5-й группе 12 крыс (48%) (р<0,05). К концу эксперимента средняя масса животных в группах составила 218,2±5,2 г, 274,7±5,6 г, 277,4±4,6 г 268,8±5,8 г, 272,4±4,2 г (р<0,05), соответственно. До обнаружения первой опухоли в контрольной группе дожили 24 крысы, в остальных группах - по 25 крыс.
Множественные новообразования пищевода, глотки и преджелудка развились у 100% животных контрольной группы; в группе 3 новообразования развились у 19 крыс -76% (р>0,05), в группе 4 у 18 крыс - 72% (р<0,05), в группе 5 у 18 крыс - 72% (р<0,05); в группе 2 новообразования не выявлены (табл.). Опухоли располагались на слизистой оболочке и имели вид округлых образований диаметром 0,1-0,4 см (в единичных случаях 0,5 см и более). Наибольшее число опухолей развивалось в пище-
воде. Новообразований других локализаций, метастазирования развившихся опухолей выявлено не было. Количество опухолей на одно животное достоверно снизилось в группах животных, получавших диклофенак и целекоксиб, в 1,2 раза (р<0,05). При морфологическом анализе установлено, что опухоли развивались на фоне гиперплазии и/или дисплазии эпителия. Гистологически большинство новообразований классифицировались как папилломы, плоскоклеточные карциномы были обнаружены у 11 (45,8%) крыс контрольной группы. Карциномы встречались в виде одиночных узлов до 15 мм в диаметре и имели экзофитный или ин-фильтративный рост. При балльной оценке микроскопических изменений получены следующие результаты: средний балл составил в контрольной группе 2,5±0,11; в группе, получавшей ацетилсалициловую кислоту 1,76±0,09 (р<0,01); в группе, получавшей диклофенак, 1,76±0,09 (р<0,01), в группе, получавшей целе-коксиб, 1,56±0,08 (р<0,01) (табл.).
Таблица
Влияние нестероидных противовоспалительных препаратов на возникновение опухолей пищевода, индуцированных у крыс МБН
Группа, воздействие Эффективное число крыс в группе ВСЕ ЛОКАЛИЗАЦИИ (глотка, пищевод, преджелудок) ПИЩЕВОД
Число крыс с опухолями ИМ1 Микро-скопи-ческая оценка в баллах Число крыс с опухолями ИМ1 Микроскопическая оценка в баллах
1. Контроль, МБН 24 25 (100%) 7,7±1,1 2,5±0,11 25 (100%) 6,9±1,2 2,5±0,11
2. 10% раствор этанола 25 - - - - - -
3. МБН + кислота ацетилсалициловая 25 19 (76%) 7,1±0,9 1,76±0,09** 19 (76%) 6,4±1,1 1,76±0,09**
4. МБН + диклофенак натрия 25 18 (72%)* 6,7±0,8* 1,76±0,09** 18 (72%)* 5,6±0,8* 1,76±0,09**
5. МБН + це-лебрекс 25 18 (72%)* 6,3±0,8* 1,57±0,15** 18 (72%)* 5,3±0,7* 1,56±0,08**
Примечание: различия с контрольной группой достоверны: * - р<0,05; ** - р<0,01. ИМ - индекс множественности (количество опухолей на одно животное)
Учитывая высокую частоту развития эро-зивно-язвенного поражения слизистой желудочно-кишечного тракта при применении НПВП, нами проведена макроскопическая оценка слизистой желудка и верхних отелов
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2016 - V. 23, № 4 - P. 61-65
кишечника, при которой у 16 крыс (64%) в группе, получавшей ацетилсалициловую кислоту, и у 14 крыс (56%) в группе, получавшей диклофенак, обнаружены поверхностные эрозии слизистой желудка. В группе животных, получавших целекоксиб, поражения слизистой желудка не выявлено (р<0,001).
Анализ полученных данных свидетельствует о наличии у НПВП антиканцерогенной активности в отношении новообразований пищевода, индуцированных МБН, которая в условиях проведенного эксперимента проявилась в статистически достоверном снижении частоты возникновения опухолей в группах, получавших диклофенак и целекоксиб, а также в значимом уменьшении степени малигнизации развившихся новообразований во всех опытных группах животных. Полученные результаты согласуются с имеющимися в литературе данными о наличии у НПВП химиопрофилактиче-ской активности в отношении злокачественных новообразований, а также различиями степени активности в зависимости от препарата, локализации и гистологического типа новообразований. Лучшее соотношение эффективность/безопасность на данной экспериментальной модели продемонстрировал препарат це-лекоксиб, селективный ингибитор ЦОГ-2, что также соответствует полученным ранее на других экспериментальных моделях данным. При этом следует отметить, что нами была использована наиболее низкая из изученных в моделях
канцерогенеза доза целекоксиба, относительно безопасная с точки зрения возможных сердечно-сосудистых нежелательных явлений у человека [10-13].
Заключение. Таким образом, проведенный эксперимент демонстрирует, что нестероидные противовоспалительные препараты обладают антиканцерогенной активностью в отношении канцерогенеза пищевода, индуцированного у крыс МБН. Наиболее благоприятное соотношение эффективность/безопасность показано для селективного ингибитора ЦОГ-2 целекок-сиба в сравнении с неселективными ингибиторами кислотой ацетилсалициловой и диклофе-наком. Данный факт согласуется с данными литературы и достаточно обоснованно объясняется основным механизмом действия целекокси-ба, а именно его высокой селективностью в отношении ЦОГ-2. Следует подчеркнуть, что в данном исследовании применялась доза целе-коксиба, эквивалентная дозе 400 мг в сутки для человека, относительно безопасной с точки зрения известных неблагоприятных побочных реакций препарата со стороны сердечнососудистой системы [8,9,14]. Исходя из имеющихся данных, представляется целесообразным дальнейшее экспериментальное и клиническое изучение химиопрофилактической активности целекоксиба для определения перспектив его применения в качестве средства профилактики злокачественных новообразований у человека.
Литература
1. Болиева Л.З., Джиоев Ф.К., Какабадзе С. А. Влияние ацетилсалициловой кислоты и целекоксиба на канцерогенез печени и пищевода, индуцированный у крыс НДЭА // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2007. Т. 143, №1. С. 93-97.
2. Болиева Л.З., Джиоев Ф.К., Коростелев С.А. Инги-бирующее влияние отечественного синтетического бета-каротина на возникновение у крыс опухолей пищевода, глотки и преджелудка, индуцированных Ы-метил-Ы-бензилнитрозамином // Вестник РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН. 1995. Т. 6, № 3. С. 21-24.
3. Гуркало В.К., Забежинский М.А. Модифицирующий эффект гемитона, кофеина и этилового спирта на канцерогенез, вызванный Ы-
References
Bolieva LZ, Dzhioev FK, Kakabadze SA. Vliyanie atse-tilsalitsilovoy kisloty i tselekoksiba na kantserogenez pecheni i pishchevoda, indutsirovannyy u krys NDEA [Influence of aspirin and celecoxib on carcinogenesis of the esophagus and liver induced in rats nitrosodiethy-lamine]. Byulleten' eksperimental'noy biologii i meditsiny. 2007;143(1):93-7. Russian. Bolieva LZ, Dzhioev FK, Korostelev SA. Ingibiruyush-chee vliyanie otechestvennogo sinteticheskogo betakarotina na vozniknovenie u krys opukholey pishchevo-da, glotki i predzheludka, indutsirovannykh N-metil-N-benzilnitrozaminom [The inhibitory effect of a domestic synthetic beta-carotene on the occurrence of tumors in rat esophagus, pharynx and proventriculus induced by N-methyl-N-benzilnitrozaminom]. Vestnik RONTs im. N.N. Blokhina RAMN. 1995;6(3):21-4. Russian. Gurkalo VK, Zabezhinskiy MA. Modifitsiruyushchiy effekt gemitona, kofeina i etilovogo spirta na kantsero-genez, vyzvannyy N-nitrozodietilaminom [The modify-
ВЕСТНИК НОВЫХ МЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ - 2016 - Т. 23, № 4 - С. 61-65 JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2016 - V. 23, № 4 - P. 61-65
нитрозодиэтиламином // Эксперимент. онкология. 1982. Т.4, №3. С. 25-28.
4. Давыдов М.И., Ганцев Ш.Х. Онкология: учебник,
2010. 920 с.
5. Полоцкий Б.Е., Тер-Ованесов М.Д., Давыдов М.И., Стилиди И.С. Рак пищевода: современные подходы к диагностике и лечению // Русский медицинский журнал. 2006. №14. С. 1006
6. Приказ Минздравсоцразвития России № 708н от 23 августа 2010 г. «Об утверждении Правил лабораторной практики» // http://www.rg.ru/2010/10/22/laboratornaya-praktika-dok.html
7. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / Под общей редакцией члена-корреспондента РАМН, профессора Р.У. Хабриева. 2-е изд., перераб. и доп. М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2005. 832 с.
8. Bertagnolli M.M., Eagle C.J., Zauber A.G. Five Year Efficacy and Safety Analysis of the Adenoma Prevention with Celecoxib (APC) Trial // Cancer Prev. Res.
2009. Vol. 2(4). P. 310-321.
9. Dogne J.M., Hanson J., Supuran C., Pratico D. Coxibs and cardiovascular side-effects: from light to shadow // Curr. Pharm. Des. 2006. Vol. 12(8). P. 971-975.
10. Fischer S.M., Hawk E.T., Lubet R.A. Coxibs and other non-steroidal anti-inflammatory drugs in animal models of cancer chemoprevention // Cancer Prev. Res.
2011. Vol. 4 (11). P. 1728-1735.
11. IARC Handbooks of Cancer Prevention. Vol. 1. Nonsteroidal Anti-Inflammatory Drugs. Lyon, IARC, 1997. 197 p.
12. Reddy B.S., Rao C.V., Rivenson A., Kelloff G. Inhibitory effect of aspirin on azoxymethane-induced colon carcinogenesis in F344 rats // Carcinogenesis. 1993. Vol. 14 (8). P. 1493-1497.
13. Chemoprevention of colon cancer by specific cecloox-igenase-2 inhibitor, celecoxib, administered during different stages of carcinogenesis / Reddy B.S., Hirose Y., Lubet R. [et al.] // Cancer Res. 2000. Vol. 60. P. 293-297.
14. Gastrointestinal safety of cyclooxygenase-2 inhibitors: a Cochrane Collaboration systematic review / Rostom A., Muir K., Dube C. [et al.] // Clin. Gastroenterol. Hepatol. 2007. Vol. 5. P. 818-828.
15. Thakur P., Sanyal S.N. Chemopreventive action of dic-lofenac in dimethybenzanthracene induced lung cancer in female Wistar rat // J. Environ. Pathol. Toxicol. Oncol.
2010. Vol. 29 (3). P. 255-265.
ing effect gemitona, caffeine and ethanol on carcinoge-nesis induced by N-nitrosodiethylamin]. Eksperiment. onkologiya. 1982;4(3):25-8. Russian. Davydov MI, Gantsev ShKh. Onkologiya: uchebnik; 2010. Russian.
Polotskiy BE, Ter-Ovanesov MD, Davydov MI, Stilidi IS. Rak pishchevoda: sovremennye podkhody k diag-nostike i lecheniyu [Esophageal cancer: current approaches to diagnosis and treatment]. Russkiy meditsinskiy zhurnal. 2006;14:1006. Russian. Prikaz Minzdravsotsrazvitiya Rossii № 708n ot 23 avgusta 2010 g. «Ob utverzhdenii Pravil laboratornoy praktiki» // http://www.rg.ru/2010/10/22/laboratornaya-praktika-dok.html
Rukovodstvo po eksperimental'nomu (doklinichesko-mu) izucheniyu novykh farmakologicheskikh vesh-chestv. Pod obshchey redaktsiey chlena-korrespondenta RAMN, professora R.U. Khabrieva. 2-e izd., pererab. i dop. Moscow: OAO «Izdatel'stvo «Me-ditsina»; 2005. Russian.
Bertagnolli MM, Eagle CJ, Zauber AG. Five Year Efficacy and Safety Analysis of the Adenoma Prevention with Celecoxib (APC) Trial. Cancer Prev. Res. 2009;2(4):310-21.
Dogne JM, Hanson J, Supuran C, Pratico D. Coxibs and cardiovascular side-effects: from light to shadow. Curr. Pharm. Des. 2006;12(8):971-5.
Fischer SM, Hawk ET, Lubet RA. Coxibs and other non-steroidal anti-inflammatory drugs in animal models of cancer chemoprevention. Cancer Prev. Res. 2011;4(11):1728-35.
IARC Handbooks of Cancer Prevention. Vol. 1. Non-steroidal Anti-Inflammatory Drugs. Lyon, IARC; 1997.
Reddy BS, Rao CV, Rivenson A, Kelloff G. Inhibitory effect of aspirin on azoxymethane-induced colon carci-nogenesis in F344 rats. Carcinogenesis. 1993;14(8):1493-7.
Reddy BS, Hirose Y, Lubet R, et al. Chemoprevention of colon cancer by specific ceclooxigenase-2 inhibitor, ce-lecoxib, administered during different stages of carci-nogenesis. Cancer Res. 2000;60:293-7. Rostom A, Muir K, Dube C, et al. Gastrointestinal safety of cyclooxygenase-2 inhibitors: a Cochrane Collaboration systematic review. Clin. Gastroenterol. Hepatol. 2007;5:818-28.
Thakur P, Sanyal SN. Chemopreventive action of diclofenac in dimethybenzanthracene induced lung cancer in female Wistar rat. J. Environ. Pathol. Toxicol. Oncol. 2010;29(3):255-65.
