ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПРОТИВООПУХОЛЕВОЙ АКТИВНОСТИ ПРЕПАРАТА «PectaSol-C» В КОМПЛЕКСЕ С ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИЕЙ

EXPERIMENTAL ESTIMATION OF ANTITUMOR ACTIVITY OF PECTA Sol-C PREPARATION IN COMPLEX WITH RADIOTHERAPY

I.O. Kudaibergenova

Rector of the Kyrgyz State Medical Academy them. I.K.Akhunbaev, Dr. Med. Sciences, Professor,

Kyrgyzstan, Bishkek

A.K. Kylchykbaev

Assistant of the Department of Oncology, Department of Oncology, I.K. Akhunbaev Kyrgyz State Medical Academy,

Kyrgyzstan, Bishkek

I. Sh. Chakeev

Senior researcher, Cand. of Science,Department of Oncology, I.K. Akhunbaev Kyrgyz State Medical Academy,

Kyrgyzstan, Bishkek

A.A. Faizova

Senior Researcher, Cand. Biol. Sciences, Department of Oncology, I.K.Akhunbaev Kyrgyz State Medical Academy,

Kyrgyzstan, Bishkek

O.А. Shimkina

doctor-pathologist of the department of morphological methods of research of the National Center of Oncology and Hematology of the Ministry of Health of the Kyrgyz Republic,

Kyrgyzstan, Bishkek

АННОТАЦИЯ

В статье представлены результаты изучения противоопухолевой активности пектина цитрусового на модели перевиваемойкрысиной опухоли саркома С-45, привоздействии низкомолекулярного цитрусовогопектина и облучения. Объектом исследования являлся цитрусовый пектин. В радиологических экспериментах животные разово облучались тормозным пучком на линейном ускорителе в дозе 3 Гр. Были исследованы патоморфологические изменения в опухоли под воздействием облучения. Результаты исследований свидетельствуют о том, что цитрусовый пектин в сочетании с лучевой терапией обладает синергичным противоопухолевым действием и способен усиливать радиотерапевтическое действие облучения, т.е. обладает радиосенсибилизирующим свойством.

ABSTRACT

The article presents the results of the study of the antitumor activity of citrus pectin on the model of an inoculated bladder tumor of sarcoma C-45, exposed to low-molecular citrus pectin and irradiation. The object of the study was citrus pectin. In radiological experiments, the animals were irradiated once with a bremsstrahlung beam on a linear accelerator at a dose of 3 Gy. Pathomorphological changes in the tumor under the influence of irradiation were investigated. The results of the studies show that citrus pectin in combination with radiation therapy has a synergistic antitumor effect and is able to enhance the radiotherapeutic effect of irradiation, i.e. has a radiosensitizing property.

Ключевые слова: низкомолекулярный пектин, PectaSol-C®,саркома 45, синергия, радиопротекторы, радиосенсибилизаторы.

Keywords: low-molecular pectin, PectaSol-C®, sarcoma 45, synergy, radioprotectants, radiosensitizers.

Одним из наиболее распространенных методов лечения многих онкологических заболеваний в настоящее время является лучевая терапия. Вместе с тем, данный вид терапии отличается высокотоксичным воздействием на организм и поэтому возникает проблема снижения повреждающего действия ионизирующей радиации на нормальные клетки и ткани с помощью различных лекарственных препаратов, обладающих при этом способностью потенцировать действие радиации на злокачественные новообразования (8,9).

В практической радиационной медицине используется большое количество фармакологических препаратов, так в качестве профилактических средств лучевых поражений(радиопротекторов) рекомендованы цистамин, этиол (гаммафос, амифостин) индралин и другие (1). Всем перечисленным выше препаратам присущи определенные недостатки и свойства, ограничивающие возможность их широкого применения, поэтому сохраняет актуальность проблема поиска и разработки высокоэффективных и малотоксичных противолучевых средств, позволяющих при введении до или в ранние сроки после облучения существенно повышать радиорезистентность организма.Преимущество препаратов на основе биологически активных веществ растительного происхождения в их безвредности, возможности неограниченно длительного применения, хорошей сочетаемости с другими препаратами, в отсутствии осложнений и нежелательных побочных эффектов.Менее изученными в этом плане остаются полисахариды растительного происхождения, которые являются перспективными для создания на их основе корректоров химиотерапии злокачественных новообразований, благодаря их широкому спектру фармакологического действия (10,13).  Пектиновые вещества – это кислые полисахариды растительного происхождения, главным компонентом которых является полигалактуроновая кислота. Известно, что биологически активным соединениям этого класса свойственна сорбция радионуклидов, тяжелых металлов, нормализация липидного обмена при гиперлипидемии различной этиологии, регуляция иммунитета, модуляция эндокринной системы, противовоспалительная, противоопухолевая активность (3,5).Однако в современной научной литературе, недостаточно данных о влиянии сочетанного применения пектинов и облучения на рост экспериментальных опухолей и морфогенез первичного опухолевого узла. Эти неосвещенные аспекты определили актуальность данного исследования.

Результаты исследования и их обсуждение

Объектом исследования являлся модифицированный низкомолекулярный пектин торговой марки» PectaSol –C» фирмы EcoNugenics, полученный из цитрусовых корок путем ферментативной модификации (14,15,16). Препарат вводили интрагастрально в дозировке 650мг\кг, в течение 7 дней. Для химиотерапии опухолей использовали коммерческий препарат циклофосфан (ЦФ) («Биохимик», Саранск, Россия).  Вводили однократно внутрибрюшинно из расчета 25 мг/кг в 0,5 мл изотонического раствора NaCl, спустя 5 суток с момента перевивки опухоли.

Противоопухолевый эффект оценивали по разнице средних объемов опухолей (Vср., см3), торможению роста опухоли (ТРО), средней продолжительности жизни (СПЖ, дни) животных, получавших препарат, по сравнению с контрольными и увеличению продолжительности жизни (УПЖ) (12).

При скрининге использовались следующие показатели оценки эффективности лечения.

1. Торможение роста опухоли (ТРО):  ,

где V_к– средний объем опухоли в контроле, V_о – средний объем опухоли в опытной группе;

2. Увеличение продолжительности жизни где СПЖ_к – средняя продолжительность жизни в контроле, СПЖ_о – средняя продолжительность жизни в опытной группе.

Исследования проводились на беспородных белых крысах массой 150-180 г на перевиваемой модели опухоли саркома-45 в соответствии с международными правилами по обращению с животными (4). Экспериментальную терапию пектасолом, проводили в дозе 650 мг/кг peros (внутрижелудочно) в течение 5-7 дней, начиная на 3 сутки после перевивки опухоли. Перевивку проводили по общепринятой методике гомогенной взвесью по 50 мг   в разведении (1:10) подкожно в область бедра (12). Облучение опухолевого узла проводили на следующий день после окончания введения препарата. Оценку результатов проводили на 7 и 14 дни после облучения.

Облучение животных проводили однократно под эфирным наркозом на линейном ускорителе ЛУЭВ-15 М1, энергия излучения 10 МЭВ, глубина залегания 2 см, разовая доза 3 грей, поле облучения 4х4 см.

Гистологически исследовали образцы первичного опухолевого узла, которые фиксировали в10% нейтральном формалине, обезвоживали в спиртах восходящей концентрации, заливали в парафин, готовили срезы толщиной 5 мкм и окрашивали их гематоксилин и эозином, с последующим изучением методом световой микроскопии.

Эффекты комбинированного воздействия пектасола с локальным облучением оценивали по общепринятым методикам оценки роста перевиваемых опухолей экспериментальных животных (З.П.Софьина   и др.1980а). Оценка противоопухолевой активности проводилась по 3 критериям: торможению роста опухоли(ТРО); увеличению продолжительности жизни(УПЖ); выздоровлению или отсутствию опухоли к концу наблюдения. 

Статистическую обработку результатов проводили с использованием непараметрических критериев Вилкоксона-Манна-Уитни, различия считали достоверными при р <0,05 (Лакин Г.В.,1980; ГублерЕ.В.1973) (2,6).

Для постановки эксперимента были сформированы 4 группы животных. Животные первых двух групп не подвергались облучению. 1 группа- контрольные животные опухоленосители; 2 группа получала пектасол внутрижелудочно в течение 7 дней в дозе 650 мг/кг. Оценку результатов проводили на 7,14 и 17 дни после перевивки опухоли.

Таблица1.

Оценка противоопухолевой активности «PectaSol-C®» на саркоме С-45

Таблица 2.

Влияние «PectaSol-C®» на продолжительность жизни животных с саркомой С-45

Как видно из таблицы 1 и 2, пектасол при самостоятельном применении статистически значимо ингибировал рост опухоли на 10-14 дни после перевивки   на 74,6-85% соответственно и увеличивал продолжительность жизни на 270,46 % по сравнению с контролем. Вместе с тем, на 17 день процент торможения снижался до 44,9 %, а на 21 день наблюдения отсутствовал полностью, регрессия опухоли наблюдалась только у 14,3% животных.

Животные 3 и 4 группы были подвергнуты облучению. 3 группа – облученные животные; 4 группа получала 7 дневный курс пектасола с последующим облучением.

Таблица 3.

Результаты облучения саркомы С-45 при пероральном введении препарата PectaSol-C®

Таблица 4.

Влияние «PectaSol-C®» на продолжительность жизни облученных животных с саркомой С-45

Как видно из таблицы 3 и 4, при совместном применении локального облучения в 3 грей и пектасола на 7 сутки после облучения зарегистрировано угнетение роста опухолевого узла по критерию его объема на 87,5%, а на 14 сутки после облучения на 98,05% по сраванению с контролем. Пектасол снижал тяжесть лучевого поражения и повышал выживаемость облученных животных на 357,7%, вплоть до регрессии опухоли у 87,5% и полной выживаемости животных к концу наблюдения. Для сравнения, при облучении в 3 грей животные в контрольной группе погибали в течение 2-3 недель после перевивки опухоли. Как видно, пектасол способствует существенному повышению выживаемости животных, подвергнутых облучению, по сравнению с облученным контролем.

Патоморфологический анализ влияния облучения и PectaSol-C®  на рост саркомы С-45.

Рисунок 1. Саркома С-45 после воздействия PectaSol-C®без облучения 14 день(ув.200)

В паренхиме опухоли отмечаются обширные некрозы. Фиброзно-жировая прослойка (псевдокапсула) незначительна, истончена; имеется инвазия в мышцы с их лизисом. Дистрофические изменения клеток, неоангиогенез отсутствуют. Гиперемия микроциркуляторного русла в мышечной ткани с очагами кровоизлияний.

Рисунок 2. Саркома С-45 после воздействия облучения 7 день(ув.200)

Нативные клетки опухоли имеют эпителиодно-клеточную морфологию, отмечаются некрозы различной величины как в паренхиме опухоли, так и в псевдокапсуле. Некрозы фиброзно-жировой ткани имеют перифокальную воспалительную реакцию.  Дистрофические изменения клеток опухоли отсутствуют; имеет место микрососудистая пролиферация в псевдокапсуле.

Рисунок 3. Саркома С-45 после воздействия облучения 14 день(ув.200)

Рисунок 4. Саркома С-45 после воздействия PectaSol-C® и облучения 7 день(ув.200)

В препарате в основном фиброзно-жировая ткань (псевдокапсула) с выраженной воспалительной инфильтрацией лимфоцитами, макрофагами, лейкоцитами, эозинофилами, граничащей с некротическим детритом. Между некрозом и воспалением обнаруживаются атипические эпителиоидные клетки опухоли в небольшом количестве, местами образующие псевдопалисадные географические некрозы. Дистрофические изменения клеток опухоли незначительны.

Отмечается некоторое обособление опухолевого узла от окружающей мышечной массы посредством прослойки фиброзной ткани, инфильтрированной лейкоцитами и макрофагами (псевдокапсула); местами имеется плотное прилежание и врастание опухолевой массы в мышечную ткань с последующим её лизисом. Опухолевые клетки растут плотной солидной массой и представлены довольно крупными клетками с эпителиоидной морфологией с высоким митотическим индексом. В опухоли отмечается незначительные некрозы с кровоизлияниями, дистрофических изменений нет. Неоангиогенез отсутствует.

Отмечается выраженная воспалительная инфильтрация псевдокапсулы. Воспалительный инфильтрат представлен лимфоцитами, макрофагами и лейкоцитами, проникающими также в жировую и мышечную ткани, здесь же имеет место усиленный ангионеогенез с гиперемией микроциркуляторного русла. В центре воспалительного инфильтрата – некротические массы, в которых визуализируются единичные комплексы крупных эпителиоидных опухолевых клеток.

Опухоль с выраженным солидным типом роста, с инвазией в прилежащую костную ткань – рост вдоль костных балочек с замещением и вытеснением костного мозга. Опухолевые клетки имеют эпителиоидную морфологию, обильную светлую цитоплазму, крупное ядро с заметным ядрышком, обилие фигур митоза; в них отмечаются дистрофические изменения. Часть опухолевых клеток вытянутой формы, с плотной цитоплазмой и незаметным ядрышком. В опухоли заметны небольшие очаги некроза; сосудистая пролиферация незначительна.

Рисунок 5. Саркома С-45 после воздействия PectaSol-C® и облучения 7 день(ув.200)

Рисунок 6. Саркома С-45 после воздействия PectaSol-C® и облучения 14 день(ув.200)

Патоморфологические изменения при облучении характеризуются воспалительной инфильтрацией, наличием псевдокапсулы, неоангиогенезом. На 14 сутки дистрофические изменения и очаги некроза.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что цитрусовый пектин в сочетании с лучевой терапией обладает не только радиопротекторным свойством, но и синергичным противоопухолевым действием, усиливая радиотерапевтическое действие облучения, т.е. обладает радиосенсибилизирующим свойством. Механизмы такого воздействия пектасола предстоит изучить подробнее морфологически, с использованием иммуногистохимических методов и культуральных методик.