Влияние низкоинтенсивного импульсного ультразвука на опухолевые клетки

влияние низкоинтенсивного импульсного ультразвука на опухолевые клетки

м.а. булдаков

НИИ онкологии СО РАМН, г. Томск Томский государственный университет

В настоящее время ультразвук широко используется при диагностике заболеваний и в опухолевой терапии. Обычно для этого используется УЗИ с высокими интенсивностями, однако при таком режиме возможно повреждение не только опухолевых, но и нормальных клеток. Предположительно, уменьшения побочных эффектов после такого воздействуя можно достичь, используя низкоинтенсивный импульсный ультразвук. Так, рядом авторов отмечается, что эффект торможения роста опухоли после воздействия импульсным УЗИ в значительной степени зависит от числа импульсов, периода их повторения, а также от интенсивности излучения. 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 работы - 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. Вы-

ходные интенсивности составляли 0,3 Вт/см2. В работе использовались опухолевые клетки человеческой гистоцитарной лимфомы и937, культивируемые в питательной среде ЯРМ1-1640 при температуре 37°С и 5% уровне СО2.

Результаты. Облучение опухолевых клеток импульсным УЗИ приводит к снижению общего количества клеток, причем эффект зависит от частоты повторения импульсов. В диапазоне частот от 0,5 до 3 Гц наблюдается снижение общего количества клеток на 50-60%, при этом 15-20% из этих клеток находятся на стадии некротической гибели. На более высоких частотах повторения импульсов наблюдается менее выраженная гибель опухолевых клеток по сравнению с группой контроля. Следует отметить, что после воздействия стационарным УЗИ общее количество клеток было меньше, чем в группе «импульсного» воздействия, и составляло 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. Т.е. 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.

Выводы. Импульсно-периодическое УЗИ тормозит рост опухолевых клеток человеческой гистоциторной лимфомы и937 при интенсивности 0,3 Вт/см2, проявляется нетермальный механизм действия УЗ. Эти данные делают перспективными дальнейшие исследования в плане возможного применения импульсного ультразвука в терапии опухолей.

СИБИРСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2009. Приложение № 2