Влияние импульсно-периодического ультразвукового излучения на опухолевые и нормальные клетки. Механизм действия

Целью исследования является анализ концентрации внеклеточных ДНК и ДНКазной активности в крови и моче здоровых доноров и больных с различными заболеваниями простаты для оценки диагностического потенциала этих параметров в диагностике и мониторинге заболеваний предстательной железы.

Материал и методы. В работе были использованы образцы крови и мочи, полученные от здоровых доноров, больных хроническим простатитом, доброкачественной гиперплазией предстательной железы и раком простаты. ДНК выделяли при помощи мелкодисперсного активированного стекла с последующим измерением концентрации с использованием флуоресцентного интеркалирующего красителя Hoechst 33258 или Pico Green. Уровень нуклеазной активности определяли с помощью иммуноферментного анализа.

Результаты. Во всех исследованных биологических жидкостях (плазме, ТБ-ЭДТА, трипсиновом элюате, моче) не обнаружено достоверных отличий концентрации внеклеточных ДНК между группами больных хроническим простатитом, доброкачественной гиперплазией предстательной железы и раком предстательной железы. Показано, что интегральная активность ДНКаз в плазме крови здоровых доноров составляет в среднем 0,13 ± 0,04 ед/мл крови. У пациентов с различными заболеваниями предстательной железы интегральная активность

ДНКаз в плазме крови снижается по сравнению со здоровыми донорами (0,05 ед/мл крови (0-0,12)), а концентрация ДНК возрастает (83 нг/мл крови (10-631 нг/мл)) (р<0,05). Обнаружено достоверное снижение концентрации связанной с клеточной поверхностью циркулирующей ДНК в крови больных пациентов по сравнению со здоровыми донорами. Таким образом, общая концентрация циркулирующей ДНК определяется активностью ДНКаз крови и факторов, приводящих к изменению концентрации внеклеточных ДНК. Интегральная активность ДНКаз в моче здоровых мужчин составляет 1,49 ± 1,41 ед/мл. У больных с заболеваниями предстательной железы интегральная активность ДНКаз в моче в среднем повышается по сравнению со здоровыми донорами (2,06 ед/мл мочи (0-5,16 и/мл)), а концентрация ДНК практически не изменяется (32,19 нг/мл (0-289) у здоровых и 57,04 нг/мл (0-1430) у больных). Обнаружено. что у больных с заболеваниями предстательной железы активность ДНКаз крови коррелирует с таковой в моче (р<0,05), что указывает на инфильтрацию основной части ДНКаз из крови.

Выводы. Полученные данные свидетельствуют о возможности использования данных по концентрациям ДНК и активностям ДНКаз в качестве одного из параметров для мониторинга заболевания.

Работа поддержана Фондом содействия отечественной науке.

ВЛИЯНИЕ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОПУХОЛЕВЫЕ КЛЕТКИ. МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ

М.А. БУЛДАКОВ

ГУ «НИИ онкологии Томского научного центра СО РАМН»

ГОУ ВПО «Томский государственный университет»

Введение. В настоящее время ультразвук роста по сравнению с высокоинтенсивным

широко используется в медицине, при диа- стационарным УЗИ. Рядом авторов отмечается,

гностике заболеваний и в опухолевой терапии. что эффект торможение роста опухоли после

L. Sicard-Rosenbaum et а1. показали, что при ис- воздействия импульсным УЗИ в значительной

пользовании ультразвукового излучения (УЗИ) степени зависит от числа импульсов, периода

с низкими интенсивностями или импульсного их повторения, а также от интенсивности из-

УЗИ наблюдалось торможение опухолевого лучения. В настоящее время в эксперимен-

СИБИРСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2008. Приложение № 1

тальных исследованиях на опухолевых клетках используется импульсное УЗИ с высокими интенсивностями. Однако при таком режиме. возможно повреждение не только опухолевых, но и нормальных клеток.

Существует термальный и нетермальный механизм действия УЗИ. Известно, что стационарное УЗИ связано с ростом температуры в облучаемых тканях, в то время как импульсное УЗИ передает меньше энергии в единицу времени, что обусловливает отсутствие роста температуры. В большинстве существующих в настоящее время работ по изучению противоопухолевого действия импульсного УЗИ используются либо высокие интенсивности излучения, либо частоты повторения импульсов выше 100 Гц. Однако нет работ, в которых была бы проведена сравнительная оценка импульсного УЗИ в диапазоне частот ниже 100 Гц при низких интенсивностях.

Цель исследования. Исследование противоопухолевого действия импульсно-периодического УЗИ (ИП-УЗИ), а также изучение механизма действия ИП-УЗИ.

Материал и методы. В качестве источника импульсно-периодического УЗИ использовался ультразвуковой аппарат KUS-2S (Ito Chotanpa Co., Tokyo, Japan) с резонансной частотой 1,2 МГц. Коэффициент скважности составлял 50 %, частота повторения импульсов 0,5-100 Гц. Во всех экспериментах время воздействия для группы «стационарного воздействия» было в 2 раза меньше, чем для группы «импульсного воздействия». Для измерения интенсивности ультразвука использовался аппарат UPM-DT-10E (Ohmic Instrument Co., Easton, MD, USA). Выходные интенсивности составляли 0,3 Вт/см2 и 0,8 Вт/см2. В работе использовались опухолевые клетки человеческой гистоцитарной лимфо-мы U937, культивируемые в питательной среде RPMI-1640 при температуре 37 °С и 5 % уровне СО2. В ходе исследования оценивалась выживаемость клеток (общее количество, количество живых и мертвых (некротических) клеток). Образование ОН-радикалов оценивали методом электронного парамагнитного резонанса.

Результаты. Облучение опухолевых клеток ИП-УЗИ приводит к снижению общего количества клеток, причем эффект зависит от частоты повторения импульсов. Минимальное количе-

ство клеток наблюдалось в диапазоне частот от 0,5 до 3 Гц. При частоте повторения импульсов 5 и 10 Гц общее количество клеток было близко к группе контроля, на частотах 50 и 100 Гц этот показатель составлял в среднем 60 % по сравнению с группой контроля. Процент живых клеток изменялся сходным образом. В диапазоне от 0,5 до 3 Гц наблюдалось минимальное количество живых клеток. На частотах 5 и 10 Гц наблюдалось их максимальное количество, которое составляло почти 80-90 % по сравнению с группой контроля. На более высоких частотах этот показатель снижался. Обратная ситуация наблюдалась при исследовании количества мертвых (некротических) клеток после воздействия ИП-УЗИ. Наименьший процент мертвых клеток (менее 5 %) был отмечен на частоте повторения импульсов 5 Гц, на остальных частотах этот показатель варьировал от 10 до 20 %. Следует отметить, что после воздействия стационарным УЗИ общее количество клеток было меньше, чем в группе «импульсного» воздействия, - всего 10 %. Однако в этом случае клетки гибли еще в момент воздействия, т.е. не за счет некротической гибели, а за счет роста температуры и механического разрушения клеток. Стационарное воздействие даже при столь низких интенсивностях (0,3 Вт/см2) является достаточно агрессивным, по сравнению с импульсным, и может приводить к повреждению окружающих тканей.

Импульсное воздействие УЗИ приводило к продукции внутри клеток гидроксил-радикалов, которые, как известно, являются одним из ключевых факторов, способствующих гибели клеток после воздействия каким-либо видом излучения. На частоте 5 Гц наблюдалась минимальная продукция ОН-радикалов, в то время как на частотах ниже 5 Гц их продукция увеличивалась, что в результате и приводило к значительному снижению клеточности опухолевых клеток после облучения и увеличению процента некротических клеток.

Эти данные согласуются с полученными нами ранее данными по исследованию противоопухолевого действия импульсно-периодических рентгеновского и СВЧ-излучений. По-видимому, любой вид излучения становится эффективнее при использований низких доз или интенсивностей, если оно применяется в импульсно-

периодическом режиме. Причем используемые частоты должны находиться в диапазоне от 0,5 до 50 Гц, в пределах которого зависимость «частота-эффект» будет изменяться немонотонно.

Вывод. Импульсно-периодическое УЗИ тормозит рост опухолевых клеток человеческой

гистоцитарной лимфомы и937 при интенсивности 0,3 Вт/см2 за счет продукции в клетках гидроксил-радикалов, т.е. проявляется нетермальный механизм действия УЗИ. Эти данные делают перспективными дальнейшие исследования в плане возможного применения ИП-УЗИ в терапии опухолей.

РОЛЬ СТЕРЕОТАКСИЧЕСКОЙ БИОПСИИ В ДИАГНОСТИКЕ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Д.Г БУХАРИН

ГУ «НИИ онкологии Томского научного центра СО РАМН»

Актуальность. В настоящее время рак молочной железы является одним из самых распространенных злокачественных заболеваний у женщин. Увеличение численности больных данной нозологией связано с ростом сопутствующей патологии, наличием фоновых изменений молочных желез. Успех в лечении данного заболевания напрямую связан со стадией процесса, однако, по данным Чиссова В.И. и др. (2005), в России рак молочной железы 0-1 стадии диагностируется только у 13 % больных. В последнее десятилетие в арсенале лучевых методов диагностики рака молочной железы появились интервенционные методики, такие как стереотаксическая биопсия и вакуум-биопсия на аппарате «Маммотом».

Цель исследования. Оценить диагностические возможности стереотаксической биопсии в выявлении рака молочной железы 0-1 стадии.

Материал и методы. 80 женщин в возрасте 35-69 лет, которым выполнялась рентгеновская маммография с одномоментным использованием стереотаксической приставки на аппарате «Маммо-МТ» и выполнением автоматической пистолетной биопсии. Показаниями к биопсии явились: объемные образования до 1,5 см в диаметре, ограниченное скопление кальцина-тов, локальный фиброз звездчатого типа, глубокое расположение опухоли, неоднократные безуспешные пункции объемного образования под пальцевым контролем. Всем женщинам выполнялось гистологическое исследование биоптатов с исследованием структуры, степени

злокачественности опухолевого процесса, его рецепторного статуса.

Результаты исследования. В исследуемой группе женщин рак молочной железы был выявлен у 46 пациенток (57,5 %). При этом средний размер опухоли составил 1,3 ± 0,5 см в диаметре; в 20 % случаев процесс сопровождался наличием кальцинатов. Минимальный размер верифицированной опухоли составил 4 мм и проявлялся микрокальцинатами. В 1 случае (2,2 %) верифицирована карцинома in situ. Доброкачественные изменения по результатам гистологического исследования биоптатов диагностированы у 32 женщин (40 %) и были представлены узловой мастопатией, локальным фиброзом, гиперплазией железистой дольки. Количество ложноположительных результатов составило 12,5 % (10 женщин), в структуре которых преобладали кальцинаты, гиперплазия железистой дольки и локальный фиброз в равном соотношении. Количество ложноотрицательных результатов составило 2,5 % (2 женщины). При однозначном рентгеновском заключении о наличии доброкачественного образования в молочной железе с четкими и ровными контурами (киста или фиброаденома) и о наличии локального фиброза с тяжистой перестройкой ткани были получены данные за высокодифференцированный рак.

Выводы. После анализа полученных данных диагностическая эффективность стереотак-сической биопсии представлена следующим образом: чувствительность составила 96 %,