Патоморфологический анализ карциносаркомы Walker 256: влияние общей гипертермии и противоопухолевых агентов (мелатонина и циклофосфана) на опухолевый рост - Автореферат

По данным патоморфологического анализа, перевиваемая карциносаркома Walker 256 является смешанной опухолью молочной железы крыс Вистар, образованной как эпителиоидными (условно паренхиматозными), так и саркоматозными (условно стромальными) клетками; характеризуется прогрессивным инфильтративным ростом (с увеличением объема опухолевого узла в 15 раз в течение 14 сут после трансплантации в мышцу бедра), высоким митотическим индексом (34,8±1,4‰), низким апоптотическим индексом (2,5±1,2‰), высокой частотой метастазирования по гематогенному и лимфогенному типам в регионарные лимфатические узлы (85,7±3,8%), способностью индуцировать неопластическую анорексию/кахексию (снижение массы тела на 19% в течение 14 сут). При сочетанном применении общей гипертермии, циклофосфана и мелатонина изменения архитектоники опухолевого узла определяются цитотоксическими свойствами циклофосфана, а выраженность изменений - количеством сочетаний противоопухолевых воздействий. Общая гипертермия вызывает ускоренное развитие карциносаркомы Walker 256, проявляющееся в усилении инвазии в пограничные скелетные мышцы и увеличении объема опухолевого узла в 9,8 раза через 5 сут после трансплантации опухолевых клеток, обусловливает максимальную частоту (100%) метастазов в регионарные лимфатические узлы к концу эксперимента. Сочетанное применение общей гипертермии, циклофосфана и мелатонина вызывает значительное уменьшение объема опухолевого узла (в 18 раз), но способствует его фрагментации с образованием нескольких центров опухолевого роста. Применение циклофосфана в качестве моноагента или в сочетании с мелатонином или общей гипертермией обусловливает наиболее выраженные изменения гистоархитектоники карциносаркомы Walker 256 через 7 сут после воздействий (исчезновение псевдофолликулярного строения, выраженную редукцию эпителиоидных клеток и их обособление, преобладание популяции малодифференцированных, веретеновидных клеток) с реверсией опухолевого фенотипа к 14-м суткам эксперимента при значительном уменьшении объема опухолевого узла.

По данным патоморфологического анализа, перевиваемая карциносаркома Walker 256 является смешанной опухолью молочной железы крыс Вистар, образованной как эпителиоидными (условно паренхиматозными), так и саркоматозными (условно стромальными) клетками; характеризуется прогрессивным инфильтративным ростом (с увеличением объема опухолевого узла в 15 раз в течение 14 сут после трансплантации в мышцу бедра), высоким митотическим индексом (34,8±1,4‰), низким апоптотическим индексом (2,5±1,2‰), высокой частотой метастазирования по гематогенному и лимфогенному типам в регионарные лимфатические узлы (85,7±3,8%), способностью индуцировать неопластическую анорексию/кахексию (снижение массы тела на 19% в течение 14 сут). Для гистоархитектоники опухолевого узла характерно формирование псевдофолликулярных структур или пластов из эпителиоидных клеток, между которыми располагаются скопления или тяжи саркоматозных клеток и хорошо развитая сосудистая сеть.

По данным ультраструктурного анализа, в карциносаркоме Walker 256 на протяжении всего периода ее «спонтанного» роста после трансплантации в мышцу бедра крыс присутствуют опухолевые клетки 2 типов. Популяция опухолевых клеток каждого типа представлена пятью клеточными формами, отражающими последовательные стадии клеточной дифференцировки. Повышение дифференцировки опухолевых клеток каждого типа сопровождается уменьшением ядерно-цитоплазматического отношения, увеличением размеров клеток и ростом объемной плотности митохондрий, гранулярной цитоплазматической сети, численной плотности рибосом и митохондрий.

Общая гипертермия, циклофосфан и мелатонин, применяемые изолированно, вызывают разные по направленности изменения гистоархитектоники трансплантированной карциносаркомы Walker 256. При сочетанном применении каждого цитостатика с общей гипертермией характер изменений гистоархитектоники определяется цитотоксическими свойствами каждого из них. При сочетанном применении общей гипертермии, циклофосфана и мелатонина изменения архитектоники опухолевого узла определяются цитотоксическими свойствами циклофосфана, а выраженность изменений - количеством сочетаний противоопухолевых воздействий.

Общая гипертермия вызывает ускоренное развитие карциносаркомы Walker 256, проявляющееся в усилении инвазии в пограничные скелетные мышцы и увеличении объема опухолевого узла в 9,8 раза через 5 сут после трансплантации опухолевых клеток, обусловливает максимальную частоту (100%) метастазов в регионарные лимфатические узлы к концу эксперимента. Гистоархитектоника опухолевого узла после общей гипертермии существенно не изменяется, но происходит его разрыхление изза выраженного отека и некротического распада. Сочетанное применение общей гипертермии, циклофосфана и мелатонина вызывает значительное уменьшение объема опухолевого узла (в 18 раз), но способствует его фрагментации с образованием нескольких центров опухолевого роста.

Применение циклофосфана в качестве моноагента или в сочетании с мелатонином или общей гипертермией обусловливает наиболее выраженные изменения гистоархитектоники карциносаркомы Walker 256 через 7 сут после воздействий (исчезновение псевдофолликулярного строения, выраженную редукцию эпителиоидных клеток и их обособление, преобладание популяции малодифференцированных, веретеновидных клеток) с реверсией опухолевого фенотипа к 14-м суткам эксперимента при значительном уменьшении объема опухолевого узла. При включении циклофосфана в схемы противоопухолевой терапии происходит значительное снижение частоты метастазов в регионарные лимфатические узлы; сочетанное использование циклофосфана с мелатонином и общей гипертермией полностью подавляет метастазирование.

Применение мелатонина в качестве моноагента или в сочетании с общей гипертермией усиливает структурированность опухолевого узла карциносаркомы Walker 256 с формированием обособленных псевдофолликулярных структур, разделенных соединительнотканными септами. В опухолевом узле преобладают клетки 2-го типа на 4-й и 5-й стадиях дифференцировки. Включение мелатонина в схемы противоопухолевой терапии приводит к снижению митотического индекса и усилению апоптоза опухолевых клеток, наиболее значительно при сочетании с циклофосфаном (апоптотический индекс возрастает через 7 и 14 сут в 11 и 6 раз по сравнению со спонтанным развитием опухоли). Мелатонин в меньшей степени, чем циклофосфан, снижает метастатический потенциал карциносаркомы Walker 256.

По данным иммуногистохимического исследования, после применения циклофосфана и мелатонина как в качестве моноагентов, так и в сочетании друг с другом и общей гипертермией в опухолевых клетках карциносаркомы Walker 256 значительно снижается экспрессия антиапоптотического белка Bcl-2 и усиливается экспрессия проапоптотических белков Bax и Bad. При этом происходит значительное уменьшение отношений Bcl-2/Bax и Bcl-2/Bad, особенно при сочетанном применении цитостатических препаратов: отношение Bcl-2/Bax наиболее значительно снижается после сочетанного применения циклофосфана и мелатонина (на 88%), отношение Bcl-2/Bad - после общей гипертермии, сочетания циклофосфана и мелатонина и сочетанного применения цистостатиков с общей гипертермией (на 79%). Отрицательная корреляционная связь между отношениями Bcl-2/Bax и Bcl-2/Bad, с одной стороны, и апоптотическим индексом (соответственно r = -0,81 и r = -0,61), с другой, позволяет считать, что изменение экспрессии и соотношений проапоптогенных и антиапоптогенного белков в клетках карциносаркомы Walker 256 индуцирует их апоптотическую гибель.

К особенностям структурно-функциональной организации кровеносных капилляров карциносаркомы Walker 256 относятся выраженная гетерогенность эндотелиоцитов (присутствие «светлых», «темных» клеток, новообразованных и деструктивных форм) и нарушения межклеточных контактов, которые нарастают по мере развития опухоли. Общая гипертермия, циклофосфан и мелатонин, применяемые изолированно или в сочетании друг с другом вызывают однонаправленные изменения внутриклеточной организации эндотелиоцитов: снижение объемной плотности митохондрий, гранулярной цитоплазматической сети, микропиноцитозных везикул, уменьшение численной плотности свободных и прикрепленных рибосом.

При спонтанном развитии карциносаркомы Walker 256 неопластическая кахексия проявляется в снижении массы тела крыс (без учета опухолевого узла) на 19% к 19-м суткам с момента трансплантации. Общая гипертермия усиливает синдром кахексии, обусловливая снижение массы тела в те же сроки на 160%. Сочетанное воздействие общей гипертермии и мелатонина также вызывают более выраженное снижение массы тела (на 27%), чем при спонтанном развитии опухолевого узла, Применение мелатонина не усиливает кахексический синдром (снижение массы тела на 18%). После сочетанном воздействии общей гипертермии, циклофосфана и мелатонина, а также циклофосфана и мелатонина происходит минимальная потеря массы тела крыс (на 6 - 8%).

Спонтанное развитие карциносаркомы Walker 256 сопровождается достоверным увеличением отношения ПОА/АОА сыворотки крови крыс, свидетельствующим о смещении баланса в системе «про-/антиоксиданты» в сторону прооксидантов и развитии окислительного стресса в организме животных. Общая гипертермия, а также ее сочетания с циклофосфаном и мелатонином приводят к разнонаправленным изменениям содержания продуктов ПОЛ в сыворотке крови крыс с карциносаркомой Walker 256 как в сторону их понижения, так и повышения. При этом общий уровень ПОА сыворотки крови имеет тенденцию к снижению, что может быть связано с особенностями реагирования молекулярных систем, определяющих потенциал АОА сыворотки крови у экспериментальных животных.

Опухолевая прогрессия карциносаркомы Walker 256 сопровождается снижением содержания жирорастворимых антиоксидантов в сыворотке крови крыс: уровень ?-токоферола в крови на 7-е и 14-е сутки снижается на 57 и 60%, уровень ретинола снижается в эти же сроки на 45 и 38% (по сравнению с интактными животными). Общая гипертермия, циклофосфан и мелатонин оказывают различное влияние на динамику уровня жирорастворимых антиоксидантов в организме животных. Воспроизведение общей гипертермии и введение циклофосфана сопровождаются снижением содержания ?-токоферола и ретинола в сыворотке крови крыс с карциносаркомой Walker-256. Введение мелатонина в схемы противоопухолевой терапии способствует сохранению их содержания.

Анализ основных параметров опухолевого роста карциносаркомы Walker 256 (митотического индекса, интенсивности некроза и апоптоза, степени дифференцировки, метастатического потенциала) и системных проявлений неопластического процесса (неопластической кахексии, выраженности оксидативного стресса) после изолированного и сочетанного применения общей гипертермии, циклофосфана и мелатонина свидетельствует о том, что наибольшая эффективность терапии достигается при сочетанном применении физических и химических агентов с разными механизмами действия.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Результаты исследования, отражающие ремоделирование опухолевого узла карциносаркомы Walker 256, могут служить базой для тестирования противоопухолевого эффекта новых лекарственных веществ.

Примененные в работе методы оценки основных параметров опухолевого роста целесообразно использовать при сравнительных исследованиях эффективности противоопухолевых препаратов и воздействий.

Для более полной характеристики противоопухолевой активности и побочных эффектов тестируемых антибластомных воздействий необходимо изучение как опухолевой трансформации, так и системных проявлений опухолевого процесса.

1. Ефремов А.В., Мичурина С.В., Овсянко Е.В. Влияние мелатонина на морфологические изменения в лимфатических узлах // Вестник лимфологии. - 2008. - Т. 3. - С. 46.

2. Ефремов А.В., Мичурина С.В., Начаров Ю.В., Овсянко Е.В., Пахомова Ю.В., Пустоветова М.Г., Пупышев А.Б., Сазонов В.С., Федина Р.Г. Изменение активности перекисного окисления липидов у животных с карциносаркомой WALKER-256 под влиянием различных методов лечения // Вестник новых медицинских технологий. - 2008. - Т. XV, № 3. - С. 22 - 24.

3. Ефремов А.В., Дмитриева К.К., Игнатова А.В., Мичурина С.В., Овсянко Е.В., Пахомова Ю.В., Пустоветова М.Г., Сазонов В.С. Влияние управляемой гипертермии на морфофункциональное состояние висцеросоматических лимфатических узлов // Вестник новых медицинских технологий. - 2008.- Т. XV, № 3. - С. 30 - 31.

4. Пупышев А.Б., Федина Р.Г., Мичурина С.В., Овсянко Е.В., Ефремов А.В. Биохимическое исследование проапоптотических признаков при эксперминтальной терапии крыс с карциносаркомой Walker-256 // Всероссийская конференции с международным участием «Молекулярная онкология». - Новосибирск, 2008.- С. 154 - 155.

5. Астафьева К.А., Дмитриева К.К., Ефремов А.В., Игнатова А.В., Мичурина С.В., Овсянко Е.В., Овсянко Я.У., Пахомова Ю.В., Пустоветова М.Г., Сазонов В.С., Самсонов А.В. Оценка патогенетического и саногенетического эффектов общей управляемой гипертермии на примере анализа состояния тканевого микрорайона печени крыс Wistar // Вестник новых медицинских технологий. - 2008. - Т. XV, № 4. - С. 25 - 28.

6. Зайцев С.А., Пахомова Ю.В., Овсянко Е.В., Астафьева К.А., Долотова Н.В. Оценка морфофункционального состояния лимфатических узлов лабораторных животных при общей управляемой гипертермии // Медицина и образование в Сибири. - 2008.- № 5. - http://ngmu.ru/cozo/mos/article/text_full.php?id=307.

7. Овсянко Е.В., Пахомова Ю.В., Дмитриева К.К., Игнатова А.В. Оценка роли системы антиоксидантной защиты в патогенезе нарушения метаболизма у крыс с карциносаркомой Walker-256 под влиянием различных видов терапии // Медицина и образование в Сибири. - 2008.- № 5. - http://ngmu.ru/cozo/mos/article/text_full.php?id=307.

8. Овсянко Е.В., Пахомова Ю.В., Дмитриева К.К., Игнатова А.В. К вопросу изучения степени нарушения баланса системы «оксиданты-антиоксиданты» в плазме крови крыс в динамике развития саркомы Walker-256 // Межрегиональная научно-практическая конференция «Казначеевские чтения № 3. Синдром полярного напряжения». - Новосибирск, 2008.- С. 99 - 104.

9. Овсянко Е.В., Пахомова Ю.В., Дмитриева К.К., Игнатова А.В. Оценка состояния системы антиоксидантной защиты у лабораторных животных с карциносаркомой Walker-256 под влиянием различных видов терапии // Межрегиональная научно-практическая конференция «Казначеевские чтения № 3. Синдром полярного напряжения». - Новосибирск, 2008.- С. 104 - 110.

10. Овсянко Е.В., Ефремов А.В, Мичурина С.В., Овсянко Я.У. Морфологическое исследование висцеросоматических лимфатических узлов при воздействии общей управляемой гипертермии // Материалы конференции, посвящ. 80-летию академика Ю.И. Бородина «Морфология, лимфология, клиника». - Новосибирск, 2009.- С. 248 - 251.

11. Пупышев А.Б., Федина Р.Г., Мичурина С.В., Овсянко Е.В., Ефремов А.В. Эффект общей управляемой гипертермии на содержание продуктов липидпероксидации и активность лизосомных ферментов в сывортки крови у крыс с карциносаркомой Walker-256 // Вопросы онкологии. - 2009. - Т. 55, № 2. - С. 221 - 223.

12. Ефремов А.В., Овсянко Е.В., Сафронов И.Д., Мичурина С.В., Пахомова Ю.В. Изменение содержания жирорастворимых антиоксидантов у животных с карциносаркомой WALKER-256 под влиянием различных видов терапии // Вопросы онкологии. - 2009. - № 3. - С. 27 - 29.

13. Ефремов А.В., Овсянко Е.В., Цырендоржиев Д.Д., Мичурина С.В., Пахомова Ю.В. Состояние про- и антиоксидантной активности сыворотки крови у крыс с карциносаркомой Walker-256 // Сибирский онкологический журнал. - 2009.- № 4 (34). - С. 57 - 61.

14. Овсянко Е. В., Пахомова Ю.В., Дмитриева К.К., Игнатова А.В., Гусев А.В. Изучение степени нарушения баланса в системе «оксидант-антиоксидант» в организме крыс в динамике развития карциносаркомы Walker-256 // I Всероссийская науч.-практ. конференция с международным участием «Вопросы патогенеза типовых патологических процессов». - Новосибирск, 2009.- С.- 275 - 278.

15. Овсянко Е. В., Дмитриева К.К., Пахомова Ю.В., Макаров Е.Д., Пустоветова М.Г. К вопросу изучения антиоксидантов сыворотке крови крыс с линейно-неспецифической карциносаркомой Walker-256 в динамике и на фоне применения различных видов консервативной терапии // I Всероссийская науч.-практ. конференция с международным участием «Вопросы патогенеза типовых патологических процессов». - Новосибирск, 2009.- С. 279 - 281.

16. Овсянко Е.В., Ефремов А.В., Мичурина С.В., Бгатова Н.П., Лушникова Е.Л., Овсянко Я.У., Вакулин Г.М. Ультраструктурный и стереологический анализ клеток карциносаркомы Walker 256 на разных стадиях дифференцировки // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2009. - Т. 149, № 9. - С. 337 - 342.

17. Овсянко Е.В., Ефремов А.В., Лушникова Е.Л., Ларионов П.М., Архипов С.А., Непомнящих Л.М., Овсянко Я.У. Иммуногистохимичкский анализ программируемой гибели клеток карциносаркомы Walker 256 при воздействии цитостатическими препаратами // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2009. - Т. 149, № 10. - С. 455 - 460.

18. Пахомова Ю.В., Ефремов А.В., Пустоветова М.Г., Овсянко Е.В., Овсянко Я.У., Мичурина С.В., Астафьева К.А., Дмитриева К.К., Игнатова А.В., Сазонов В.С., Самсонов А.В. Изменения эндокринно-метаболических профилей плазмы крови крыс в остром периоде после общей управляемой гипертермии, как проявление синдрома воспалительного ответа животного на экстремальное воздействие // Вестник новых медицинских технологий. - 2009. - Т. XVI, № 4. - С. 17 - 19.

19. Кунц Т.А., Мичурина С.В., Белкин А.Д., Овсянко Е.В. Морфологическое исследование паренхиматозного и соединительнотканного компартмента печени крыс с перевиваемой карциносаркомой Уокера-256 // Выездная научная сессия, посвященная 80-летию С.У.Джумабаева «Лимфология». - Узбекистан, 2008. - № 1-2. - С. 46 - 48.

20. Овсянко Е.В., Дмитриева К.К., Игнатова А.В. Оценка антиоксидантного потенциала сыворотки крови крыс с карциносаркомой Walker-256 на фоне применения общей управляемой гипертермии, циклофосфана и мелатонина // Материалы XIV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Молодые ученные в медицине». - Казань, 2009. - С. 171 - 172.

21. Ефремов А.В., Овсянко Е.В., Ларионов П.М., Овсянко Я.У. Апоптоз-индуцирующая эффективность общей гипертермии у крыс с карциносаркомой Walker 256 // II Всероссийская науч.-практ. конференция с международным участием «Вопросы патогенеза типовых патологических процессов». - Новосибирск, 2010. - С. 113 - 117.

22. Овсянко Е.В., Ефремов А.В., Бгатова Н.П., Овсянко Я.У. Особенности ультраструктурной организации клеток карциносаркомы Walker 256 при воздействии общей гипертермии // Морфология. - 2010. - Т. 137, № 4. - С. 145.

23. Овсянко Е.В., Ефремов А.В., Бгатова Н.П., Овсянко Я.У. Ультраструктурные изменения эндотелиоцитов кровеносных капилляров карциносаркомы Walker 256 при воздействии общей гипертермии // Морфология. - 2010. - Т. 137, № 4. - С. 145 - 146.

24. Кунц Т.А., Вакулин Г.М., Ищенко И.Ю., Ефремов А.В., Овсянко Е.В. Энергетический потенциал клеток печени крыс с карциносаркомой Walker 256 при терапии цитостатиком // IX российско-германская научно-практическая конференции Форума им. Р.Коха и И.И.Мечникова «Новые горизонты: инновации и сотрудничество в медицине и здравоохранении» - Новосибирск, 2010.- С.181 - 182.

25. Овсянко Е.В., Бгатова Н.П., Овсянко Я.У. Показатели активности процессов перекисного окисления липидов и апоптоза у крыс с карциносаркомой Walker 256 при воздействии общей гипертермии // Бюллетень Сибирского отделения РАМН. - 2011. - Т. 31, № 1. - С 17 - 21.

26. Овсянко Е.В., Сафронов И.Д., Овсянко Я.У., Вакулин Г.М. Ультраструктурная реорганизация эндотелиоцитов кровеносных капилляров карциносаркомы Walker 256 в условиях спонтанного роста и при воздействии общей гипертермии // Бюллетень Сибирского отделения РАМН. - 2011. - Т. 31, № 1. - С. 22 - 26.

27. Овсянко Е.В., Ефремов А.В., Лушникова Е.Л., Сафронов И.Д., Кунц Т.А., Морозов И.Д., Овсянко Я.У., Виноградов А.В. Морфологические показатели канцерогенеза перевиваемой карциносаркомы Walker 256 при воздействии цитостатиками // III Всероссийская науч.-практ. конференция с международным участием «Вопросы патогенеза типовых патологических процессов» - Новосибирск, 2011.- С. 197 - 201.

28. Кунц Т.А., Ефремов А.В., Овсянко Е.В., Вакулин Г.М., Ищенко И.Ю., Пустоветова М.Г. Субклеточная организация печени крыс с экспериментальной карциносаркомой в постцитостатический период // III Всероссийская науч.-практ. конференция с международным участием «Вопросы патогенеза типовых патологических процессов» - Новосибирск, 2011.- С. 149 - 152.

29. Кунц Т.А., Вакулин Г.М., Овсянко Е.В., Ефремов А.В. Печень крыс при продвинутых стадиях карциносаркомы Walker 256 // Вестник НГУ. Серия: Биология, клиническая медицина. - 2011. - Т. 9, вып. 2. - С. 126 - 129.

30. Кунц Т.А., Вакулин Г.М., Ефремов А.В.,. Овсянко Е.В, Пустоветова М.Г., Жураковский И.П. Ультраструктурные параметры клеток печени крыс на ранних стадиях развития карциносаркомы Walker 256 // Кубанский научный медицинский вестник. - 2011. Т. 126, № 3. - С. 91 - 96.

Размещено на .ru