CC BY
80
УДК 616-006
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛУЧЕВОГО И ФОТОДИНАМИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОПУХОЛИ
Н.М. Ростовцев1, Н. А. Котляров2
1 ГБУЗ ЧОДКБ, г. Челябинск, Россия
2 ГБОУ ВПО ЮУГМУ Минздрава России, г. Челябинск, Россия
Ключевые слова: фотодинамическая терапия, карцинома Эрлиха, лазерное излучение, рентгенотерапия
COMPARATIVE ANALYSIS OF THE EFFECTIVENESS OF RADIATION AND PHOTODYNAMIC TREATMENT OF EXPERIMENTAL TUMORS
N. M. Rostovtsev1, N. A. Kotliarov2
1SBHCI CRPCH, Chelyabinsk, Russia 2 SUSMU, Chelyabinsk, Russia
Keywords: photodynamic therapy, Ehrlich carcinoma, laser radiation, radiotherapy
Актуальность. Фотодинамическая терапия (ФДТ) — метод лечения злокачественных новообразований, основанный на способности лекарственных веществ (фотосенсибилизаторов) селективно накапливаться в ткани опухоли и при местном воздействии лазерного облучения определенной длины волны, соответствующей пику поглощения фотосенсибилизатора, при котором в опухоли инициируется фотохимическая реакция с образованием синглетно-го кислорода и других активных радикалов, оказывающих цитотоксический эффект на опухолевые клетки [3-5]. В работах, посвященных ФДТ, ее преимущества в лечении злокачественных новообразований перед лучевой и радиотерапией несомненны и обусловлены селективностью поражения опухолевой ткани, отсутствием системных и тяжелых местных осложнений [4, 5]. Вместе с тем очевидно, что эффективность ФДТ зависит не только от свойств и дозы фотосенсибилизатора, но и от плотности мощности и длины волны лазерного излучения [2].
Целью исследования стало изучение сравнительной эффективности лучевой и ФДТ в зависимости от ее вида и дозы лазерного облучения.
Материалы и методы. В ходе проспективного исследования для опытов использовали 258 мышей беспородных и линий СВА, С57В1, СЗНА, гибриды Р(СВА* С57В1). Средняя масса тела опытного животного была около 25 ± 2,5 г. Для серии опытов животным перевивали асцитическую карциному Эрлиха, полученную от мышей-доноров.
В работе использовали фотосенсибилизатор 2-го поколения — производное хлорина Е 6 — Радахло-рин (производства Россия), который вводили внутри-брюшинно. Расчет дозы фотосенсибилизатора производили по формуле:
где К — mg/кг,
М — масса мыши, С — разведение.
Облучение лазерным светом во время сеанса ФДТ животным проводили под эфирным наркозом. Источником лазерного излучения служил лазерный аппарат с длиной волны нм.
Животные-опухоленосители выводились из эксперимента на 7-е, 14-е, 21-е, 28-е сутки от момента перевивки карциномы Эрлиха методом трансцеви-кальной дислокации. Лечение животных начинали на 7-е сутки от момента перевивки опухоли. Все опытные животные были разделены на 6 групп, включая контрольную группу. В 1-Ш группах живот-ным-опухоленосителям проводили ФДТ, применяя дозу лазерного облучения 100 Дж/см2, 200 Дж/см2, 400 Дж/см2 соответственно. Для близкофокусной лучевой терапии в IV группе животных однократным рентгеновским облучением в дозе 5 Гр использовалась рентгеновская установка. Для расчета объема карциномы использовали формулу:
^ 71 X X X
где ^ — три взаимно перпендикулярных раз-
мера опухоли.
В V группе проводились удаление половины объема опухоли и интраоперационная ФДТ в дозе 400 Дж/см2. Динамику роста опухоли определяли по коэффициенту абсолютного прироста (торможения) роста опухоли (К) по формуле:
где У1 — объем опухоли на день измерения,
Уу — исходный объем опухоли.
Динамика коэффициента прироста (торможения) опухоли определялась по следующим критериям:
- при К > 0 (объем опухоли на соответствующем сроке наблюдения превышал ее исходный объем) расценивалась как продолженный рост опухоли;
- при -1 < К < 0 (объем опухоли на соответствующем сроке наблюдения меньше исходного объема опухоли или равен ему) расценивалась как торможение роста опухоли;
- при К = -1 расценивалась как полная регрессия опухоли [4, 5].
Эффективность проведенного лечения определяли по торможению роста опухоли в установленные сроки. Торможение роста опухоли (ТРО) вычисляли по формуле:
'■■'■■'•г; ' . х
где Ук — средний объем опухоли в контрольной группе,
Уо — средний объем опухоли в опытной группе.
Минимально значимый критерий эффективности лечения опухоли считается при ТРО > 50 %. Частичная резорбция опухоли — уменьшение размеров опухоли не менее чем на 50 %, без эффекта — уменьшение размера опухоли менее чем на 50 %, полная резорбция — отсутствие признаков опухоли [2].
Статистический анализ включал определение средней арифметической, среднего квадратического отклонения, стандартной ошибки средней арифметической. Уровень статистической значимости различий исследуемых показателей в опытных и контрольной группах оценивали непараметрическим U-тестом Манна —Уитни при 95 %-ной вероятности безошибочного прогноза [1]. Статистическая обработка полученных результатов проводили с помощью лицензионного пакета прикладных программ Statistica 6.0 (StatSoft).
Результаты исследования. Кинетика роста опухоли Эрлиха на 7-е сутки после трансплантации характеризовалась 100%-ным развитием карциномы в контрольной группе средним объемом 61,2 ± 5,4 мм3. На 14-е сутки (период логарифмического увеличения) объем опухоли увеличивался более чем в 18 раз, на 21-е, 28-е сутки удваивался по сравнению с предыдущим сроком (р < 0,05). Таким образом, на заключительном сроке наблюдения объем опухоли достигал 4118,1 ± 223,9 мм3.
ВI опытной группе при использовании дозы лазерного облучения 100 Дж/см2 динамика роста карциномы после ФДГ практически не отличалась от темпов нарастания объема опухоли контрольной группы. Увеличение дозы светового излучения до 200 Дж/см2 (II группа) сопровождалось достоверным снижением темпа нарастания объема опухоли лишь в течение первой недели после сеанса ФДГ (рис. 1).
Примечание: * — р < 0,05 по сравнению с контрольной, I, II группой; ** — р < 0,05 с контрольной, I, II, III группой; *** — р< 0,05 с контрольной, I, II, III, IV группой.
Рисунок 1. Динамика роста опухоли Эрлиха в разных группах опытных мышей
По сравнению с данными группами значительно меньший объем опухоли на всех сроках эксперимента регистрировался после рентгенотерапии (Р < 0,05).
Наиболее выраженное и сохраняющееся на протяжении всего периода наблюдения подавление
темпов роста опухоли отмечалось при ФДТ в дозе 400 Дж/см2 (III группа). У всех животных этой группы на 14-е сутки в зоне воздействия ФДТ отмечалось наличие струпа с отчетливой демаркационной линией, под которым находилась опухолевая ткань объемом 19,6 ± 2,2 мм3, неоднородного вида с бело-
вато-желтыми и темно-красными участками размягченной консистенции.
В V группе на 7-е сутки после резекции опухоли в комбинации с ФДГ в зоне послеоперационного шва была обнаружена опухолевая ткань объемом 4,0 ± 0,7 мм3. На последующих сроках макроскопических и гистологических признаков опухолевого роста у мышей V группы не выявлялось.
Показатели коэффициента абсолютного прироста опухоли при использовании низких доз лазерно-
го излучения (100-200 Дж/см2) характеризовались статистически значимой тенденцией к нарастанию на 21-е и 28-е сутки. Коэффициент абсолютного прироста с отрицательным значением при ФДГ в дозе 400 Дж/см2 свидетельствует о торможении роста опухоли Эрлиха. При лучевой терапии данный коэффициент снижался в 2 раза по сравнению с группой контроля только на протяжении первых 7 суток после облучения, а далее регистрировался продолженный рост опухоли (р < 0,05) (рис. 2).
Примечание: * — р < 0,05 по сравнению с контрольной группой; ** — р < 0,05 — с контрольной, I, II, IV группой
Рисунок 2. Динамика коэффициента абсолютного прироста (торможения) опухоли Эрлиха
Показатель ТРО на 7-е сутки после рентгеновского облучения составил 51 % (частичная резорбция). Вместе с тем в последующие 7 суток его значение уменьшалось, кроме того, происходила гибель половины мышей-опухоленосителей на фоне местных
лучевых повреждений. Эффективность ФДТ (доза 400 Дж/см2) подтверждается высокими показателями ТРО, указывающими на резорбцию опухоли на всех сроках эксперимента (рис. 3).
Рисунок 3. Динамика торможения роста опухоли Эрлиха в опытных группах
Значение ТРО — 99,6 % было максимальным в V группе на 7-е сутки после лечения. В данной группе была достигнута полная резорбция остаточной опухоли у всех животных. Неполная регрессия карциномы в III группе, по-видимому, объясняется экранированием глубоких слоев опухоли при ФДТ [3].
Заключение. В результате проведенных экспериментальных исследований на перевиваемой асцитной карциноме Эрлиха установлено, что оптимальная доза лазерного облучения соответствует 400 Дж/см2. Полная регрессия опухоли была достигнута при комбинации резекции опухоли и интраоперационной ФДТ в данной дозе на остаточную опухоль.
Литература
1. Гланц С. Медико-биологическая статистика. — М. : Практика, 1999. — 459 с.
2. КортаваМ. А., ОборотоваН. А., МееровичГ. А. [и др.]. Оценка фотодинамической активности сте-рически стабилизированной лекарственной липо-сомальной формы и раствора Фотосенса на клеточной линии эпидермального рака кожи А-431 in vitro
// Российский биотерапевтический журнал: Отечественные противоопухолевые препараты: материалы Всероссийской научно-практической конференции. — 2007. —№1. — С. 18.
3. Кубасова И. Ю., Вакуловская Е. Г., Ермакова К. В. [и др.]. Флюоресцентная диагностика и фотодинамическая терапия при лечении злокачественных опухолей головного мозга // Российский биотерапевтический журнал. — 2006. — Т. 5, № 4. — С. 54-63.
4. Спиченкова И. С., Каплан М. А., Сокол Н. И. Комбинированная лучевая и фотодинамическая терапия экспериментальной опухоли саркомы М1 у крыс // Российский биотерапевтический журнал. — 2003. — Т. 2, № 4. — С. 31-64.
5. Ярославцева-Исаева Е. В., Каплан М. А., Ро-манко Ю. С. [и др.]. Разработка методики фотодинамической терапии экспериментальной опухоли (саркома М1) при локальном введении фотосенсибилизатора // Российский биотерапевтический журнал. — 2003. — Т. 2, № 4. — С. 19-22.
УДК 616-006
ПОКАЗАТЕЛИ ТКАНЕВОЙ РЕПАРАЦИИ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ КАРЦИНОМЕ ЭРЛИХА ПОСЛЕ ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ
Н. М. Ростовцев1, А. Е. Пастернак2, И. И. Спичак3
1 ГБУЗ ЧОДКБ, г. Челябинск, Россия
2 ГБУЗ ЧОПАБ, г. Челябинск, Россия
3 ГБОУ ВПО ЮУГМУ Минздрава России, г. Челябинск, Россия
Ключевые слова: фотодинамическая терапия, апоптоз, репарация, карцинома Эрлиха
INDICATORS OF TISSUE REPAIR IN EXPERIMENTAL EHRLICH CARCINOMA FOLLOWING PHOTODYNAMIC THERAPY
N. M. Rostovtsev1, A. E. Pasternak2, I. I. Spichak3
1 SBHCI CRPCH, Chelyabinsk, Russia
2 GBUZ ChRMB, Chelyabinsk, Russia
3 SUSMU, Chelyabinsk, Russia
Keywords: photodynamic therapy, apoptosis, repair, Ehrlich carcinoma
Актуальность. Эффективность фотодинамической терапии (ФДТ) обусловлена фотохимическими реакциями повреждения клеток опухоли, происходящие путем некроза и апоптоза [1, 3]. При этом механизм гибели клеток детерминирован гистогенезом опухоли, видом фотосенсибилизатора и характеристиками лазерного излучения [2].
Цель настоящей работы состояла в комплексной оценке темпов репарации тканей — пролиферации и апоптоза опухолевых клеток при фотодинамической терапии экспериментальной опухоли Эрлиха в зависимости от дозы лазерного излучения.
Материалы и методы. Исследование проведено на лабораторных мышах-опухоленосителях асцити-ческой карциномы Эрлиха с выделением группы контроля, I группы животных, получивших ФДТ в дозе 100 Дж/см2, II группа — в дозе 200 Дж/см2, III группа в дозе — 400 Дж/см2, в IV группе животным резецировали половину объема опухоли с интраоперационной ФДТ в дозе 400 Дж/см2. Изучение показателей клеточной кинетики проводилось на 7-е, 14-е, 21-е сутки от момента проведенного лечения (14-е, 21-е, 28-е сутки после трансплантации опухоли). Проли-феративную активность оценивали по индексу экс-
