Действие фотодинамической терапии с производным бактериохлорофилла а на рост и функциональную морфологию саркомы М-1 крыс

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность. В последние годы в клинической онкологии все чаще и успешно применяется метод фотодинамической терапии (ФДТ). Для реализации противоопухолевого эффекта ФДТ ключевую роль играют три нетоксичных компонента: фотосенсибилизатор (ФС), локальное облучение опухоли светом/лазером определенной длины волны, соответствующей пику поглощения сенсибилизатора, и кислород. Образующиеся в ходе фотохимических реакций высокоактивные биологические окислители оказывают деструктивное действие на клетки и сосудистую сеть опухоли с последующей активацией иммунного ответа. Эффективность ФДТ определяется уровнем накопления ФС в опухоли, а также его фотофизическими параметрами и фотохимической активностью. Для создания новых ФС особый интерес представляют природные хлорофиллы и их производные с интенсивным поглощением в длинноволновой области спектра.

Цель – изучение эффективности и механизма действия ФДТ с применением в качестве ФС конъюгата, содержащего две молекулы дипропоксибактериопурпуринимида с остатком цистамина, на рост и функциональную морфологию солидной соединительнотканной перевиваемой опухоли.

Материал и методы. Работа выполнена на самках белых беспородных крыс с имплантированной подкожно саркомой М-1. ФС вводили крысам опытной группы внутрибрюшинно. ФДТ проводили в период максимального индекса контрастности опухоль/здоровая ткань после введения ФС. Критерием эффективности действия ФДТ было изменение коэффициента роста/регрессии опухолей. Методы исследования включали иммуноокрашивание на PCNA и CD31, определение митотической активности и апоптотической гибели опухолевых клеток, а также компьютерный анализ микроскопических изображений.

Результаты. На фоне ФДТ с новым ФС зарегистрировано снижение коэффициента роста опухолевых узлов в 16 раз. Показано, что фотоиндуцированное противоопухолевое действие обусловлено разрушением сосудистого русла саркомы М-1, быстрым ингибированием пролиферативной активности и девитализацией опухолевых клеток. В ранние сроки после ФДТ деструкция микроциркуляторного русла и фотоцитостатический шок опухолевых клеток с последующим развитием некроза, по-видимому, обусловлены прямым воздействием лазерного излучения на сенсибилизированные клеточные элементы паренхимы и стромы опухолей.

Заключение. Конечный результат ФДТ определяется последовательностью деструктивных и воспалительных изменений в паренхиме опухолей и окружающих тканях, а также пролиферативным потенциалом выживших после лечения опухолевых клеток. Возможно, из-за недостаточно эффективной концентрации сенсибилизатора в отдельных слабо васкуляризированных участках саркомы М-1 сохраняются выжившие опухолевые клетки, которые определяют рецидивирующий рост новообразований после ФДТ.

Об авторах

В. В. Южаков

Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский радиологический центр» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: yuzh_vad@mail.ru

канд. мед. наук, заведующий лабораторией радиационной патоморфологии

249036, Калужская область, г. Обнинск, ул. Королева, 4, Российская Федерация. Тел.: +7 (903) 635 79 71

Россия

Ю. С. Романко

Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский радиологический центр» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru

д-р мед. наук, руководитель научно- организационного отдела

249036, Калужская область, г. Обнинск, ул. Королева, 4, Российская Федерация

Россия

М. А. Каплан

Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский радиологический центр» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru

д-р мед. наук, профессор, заведующий отделом фотодинамической диагностики и терапии

249036, Калужская область, г. Обнинск, ул. Королева, 4, Российская Федерация

Россия

В. Н. Галкин

Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский радиологический центр» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru

д-р мед. наук, профессор, директор

249036, Калужская область, г. Обнинск, ул. Королева, 4, Российская Федерация

Россия

А. Г. Мажуга

ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»

Email: fake@neicon.ru

д-р хим. наук, профессор, кафедра органической химии химического факультета

119991, г. Москва, Ленинские горы, 1, Российская Федерация

Россия

М. А. Грин

ФГБОУ ВО «Московский технологический университет»

Email: fake@neicon.ru

д-р хим. наук, профессор, кафедра химии и технологии биологически активных соединений тонкого органического синтеза

119571, г. Москва, пр. Вернадского, 86, Российская Федерация

Россия

Н. В. Бурмистрова

Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский радиологический центр» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru

канд. биол. наук, ст. науч. сотр., заведующая лабораторией экспериментальной фотодинамической терапии

249036, Калужская область, г. Обнинск, ул. Королева, 4, Российская Федерация

Россия

Н. К. Фомина

Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский радиологический центр» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru

канд. биол. наук, ст. науч. сотр., лаборатория радиационной патоморфологии

249036, Калужская область, г. Обнинск, ул. Королева, 4, Российская Федерация

Россия

Л. Н. Бандурко

Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский радиологический центр» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru

канд. мед. наук, вед. науч. сотр., лаборатория радиационной патоморфологии

249036, Калужская область, г. Обнинск, ул. Королева, 4, Российская Федерация

Россия

Л. Е. Севанькаева

Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский радиологический центр» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru

ст. науч. сотр., лаборатория радиационной патоморфологии

249036, Калужская область, г. Обнинск, ул. Королева, 4, Российская Федерация

Россия

Н. Д. Яковлева

Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский радиологический центр» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru

канд. биол. наук, вед. науч. сотр., лаборатория радиационной патоморфологии

249036, Калужская область, г. Обнинск, ул. Королева, 4, Российская Федерация

Россия

И. Э. Ингель

Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский радиологический центр» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru

канд. биол. наук, ст. науч. сотр., лаборатория радиационной патоморфологии

249036, Калужская область, г. Обнинск, ул. Королева, 4, Российская Федерация

Россия

С. А. Мозеров

Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский радиологический центр» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru

д-р мед. наук, заведующий клинико-морфологическим отделом

249036, Калужская область, г. Обнинск, ул. Королева, 4, Российская Федерация

Россия

А. В. Старовойтова

Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский радиологический центр» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru

мл. науч. сотр., лаборатория экспериментальной фотодинамической терапии

249036, Калужская область, г. Обнинск, ул. Королева, 4, Российская Федерация

Россия

Список литературы

  1. Каплан МА, Капинус ВН, Попучиев ВВ, Романко ЮС, Ярославцева-Исаева ЕВ, Спиченкова ИС, Шубина АМ, Боргуль ОВ, Горанская ЕВ. Фотодинамическая терапия: результаты и перспективы. Радиация и риск. 2013;22(3): 115–23.
  2. Филоненко ЕВ, Серова ЛГ. Фотодинамическая терапия в клинической практике. Biomedical Photonics. 2016;5(2): 26–37.
  3. Sibata CH, Colussi VC, Oleinick NL, Kinsella TJ. Photodynamic therapy in oncology. Expert Opin Pharmacother. 2001;2(6): 917–27. doi: 10.1517/14656566.2.6.917.
  4. Каплан МА, Романко ЮС, Попучиев ВВ, Южаков ВВ, Бандурко ЛН, Фомина НК, Михина ЛН, Малыгина АИ, Ингель ИЭ. Действие фотодинамической терапии с Фотодитазином на рост и функциональную морфологию саркомы М-1. Лазерная медицина. 2005;9(4): 41–7.
  5. Pervaiz S. Reactive oxygen-dependent production of novel photochemotherapeutic agents. FASEB J. 2001;15(3): 612–7. doi: 10.1096/fj.00-0555rev.
  6. Kessel D, Dougherty TJ. Agents used in photodynamic therapy. Reviews in Contemporary Pharmacotherapy. 1999;10(1): 19–24.
  7. Grin MC, Mironov AF, Shtil AC. Bacteriochlorophyll a, and its derivatives: chemistry and perspectives for cancer therapy. Anticancer Agents Med Chem. 2008;8(6): 683–97. doi: 10.2174/187152008785133128.
  8. Пантюшенко ИВ, Грин МА, Якубовская РИ, Плотникова ЕА, Морозова НБ, Цыганков АА, Миронов АФ. Новый высокоэффективный ИК-фотосенсибилизатор для фотодинамической терапии рака. Тонкие химические технологии. 2014;9(3): 3–10.
  9. Южаков ВВ, Бурмистрова НВ, Фомина НК, Бандурко ЛН, Севанькаева ЛЕ, Старовойтова АВ, Яковлева НД, Цыганова МГ, Ингель ИЭ, Островерхов ПВ, Каплан МА, Грин МА, Мажуга АГ, Миронов АФ, Галкин ВН, Романко ЮС. Морфофункциональные характеристики саркомы М-1 крыс после фотодинамической терапии с производным бактериохлорофилла а. Biomedical Photonics. 2016;5(4): 4–14.
  10. Южаков ВВ, Хавинсон ВХ, Кветной ИМ, Фомина НК, Кузнецова МН. Кинетика роста и функциональная морфология саркомы М-1 у интактных крыс и после гамма-облучения. Вопросы онкологии. 2001;47(3): 328– 34.
  11. Weidner N, Semple JP, Welch WR, Folkman J. Tumor angiogenesis and metastasis – correlation in invasive breast carcinoma. N Engl J Med. 1991;324(1): 1–8. doi: 10.1056/NEJM199101033240101.
  12. Al-Najar A, Al-Sanabani S, Korda JB, Hegele A, Bolenz C, Herbst H, Jönemann KP, Naumann CM. Microvessel density as a prognostic factor in penile squamous cell carcinoma. Urol Oncol. 2012;30(3): 325–9. doi: 10.1016/j.urolonc.2010.03.016.
  13. Dougherty TJ, Gomer CJ, Henderson BW, Jori G, Kessel D, Korbelik M, Moan J, Peng Q. Photodynamic therapy. J Natl Cancer Inst. 1998;90(12): 889–905.
  14. Rak JW, St Croix BD, Kerbel RS. Consequences of angiogenesis for tumor progression, metastasis and cancer therapy. Anticancer Drugs. 1995;6(1): 3–18.
  15. Goel S, Duda DG, Xu L, Munn LL, Boucher Y, Fukumura D, Jain RK. Normalization of the vasculature for treatment of cancer and other diseases. Physiol Rev. 2011;91(3): 1071–121. doi: 10.1152/physrev.00038.2010.
  16. Plate KH, Scholz A, Dumont DJ. Tumor angiogenesis and anti-angiogenic therapy in malignant gliomas revisited. Acta Neuropathol. 2012;124(6): 763–75. doi: 10.1007/s00401- 012-1066-5.
  17. Ferrario A, von Tiehl KF, Rucker N, Schwarz MA, Gill PS, Gomer CJ. Antiangiogenic treatment enhances photodynamic therapy responsiveness in a mouse mammary carcinoma. Cancer Res. 2000;60(15): 4066–9.
  18. Gomer CJ, Ferrario A, Luna M, Rucker N, Wong S. Photodynamic therapy: combined modality approaches targeting the tumor microenvironment. Lasers Surg Med. 2006;38(5): 516–21. doi: 10.1002/lsm.20339.
  19. Каплан МА, Романко ЮС, Попучиев ВВ, Южаков ВВ, Бандурко ЛН, Михина ЛН, Фомина НК, Малыгина АИ, Ингель ИЭ. Влияние плотности световой энергии на противоопухолевую эффективность фотодинамической терапии с Фотодитазином. Лазерная медицина. 2005;9(2): 46–54.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Южаков В.В., Романко Ю.С., Каплан М.А., Галкин В.Н., Мажуга А.Г., Грин М.А., Бурмистрова Н.В., Фомина Н.К., Бандурко Л.Н., Севанькаева Л.Е., Яковлева Н.Д., Ингель И.Э., Мозеров С.А., Старовойтова А.В., 2017

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах