ANTINEOPLASTIC EFFECT OF IMPLANTATION OF BARIUM HEXAFERRITE TO SHR MICE SUFFERING WITH UNILATERAL AND BILATERAL LYMPHOSARCOMA LIO-1

Abstract


The purpose is: to study the antitumor effect of implantation of barium hexaferrite to SHR mice with unilateral and bilateral lymphosarcoma LIO-1. On SHR mice with unilateral and bilateral lymphosarcoma LIO-1 the intratumoral injection of the hard magnetic ferromagnetic material - barium hexaferrite (BaO•6Fe2O3) has been studied. The barium hexaferrite has the antitumor effect at its implantation into the center of the lymphosarcoma LIO-1 to SHR mice suffering with the unilateral tumor. The suppression of the growth of the both neoformations of the bilateral tumor LIO-1 (tumors in the left and right hind limb of SHR mice) in case of implantation inly into one limb with the tumor has been detected. As a result of the morphological study it has been shown that the barium hexaferrite is localized in the tumor securely, into that it has been implanted at the bilateral variant of the LIO-1, and it doesn’t make possible for tumor cells to invide into regional lymphonodi.

Введение. В последние годы при лечении онкологических больных используется комплексное воздействие, включающее применение таргетных препаратов, мощных лучевых установок и высокотехнологичных оперативных вмешательств. Однако получить стойкий противоопухолевый эффект не всегда удается. Очень часто в опухолях накапливаются химиорезистентные клоны с измененными антигенными свойствами, которые не поддаются методам лучевой, химио- и иммунотерапии [1]. Прогнозировать эффект противоопухолевого лечения сложно из-за больших индивидуальных колебаний чувствительности опухолей одних и тех же локализаций и морфологических вариантов к определенным комбинированным воздействиям [2]. Тем не менее комбинированная терапия представляется наиболее перспективным путем повышения эффективности в лечении злокачественных опухолей, несмотря на сдерживающие факторы в виде побочных эффектов и резистентности к цитостатикам, входящим в комплексную схему лечебных мероприятий [1, 3-7]. Еще более сложной задачей оказывается лечение билатеральных опухолей, при этом научно обоснованных рекомендаций для их противоопухолевой терапии практически не существует. Вместе с тем количество пациентов с билатеральными опухолями неуклонно растет. Так, по официальной статистике, в 2014 г. первично-множественные злокачественные опухоли составили 6,1% всех впервые выявленных злокачественных новообразований, при этом синхронные (билатеральные) опухоли составили 30,8% всех первично-множественных новообразований [8]. Несмотря на возросшее количество множественных опухолей у населения страны, их профилактика и лечение разработаны недостаточно. Между тем известно, что они как и односторонние злокачественные новообразования, подвергаются тем же комплексным противоопухолевым воздействиям, включая лучевые, химиотерапевтические, иммунологические и оперативные виды лечения [9]. В литературе последних лет появляются единичные экспериментальные работы, в которых описывается эффект некоторых соединений на билатеральные опухоли. Так, в работе Д.В. Васильева и соавт. (2003) на мышах с опухолью Эрлиха (привитой билатерально) с помощью фотосенсибилизатора второго поколения - фотодитазина и локального облучения одной опухоли на лазерной установке, был получен не только локальный, но и системный противоопухолевый ответ [10]. В другой работе каждому животному перевивали по две глиомы и подвергали воздействию магнитной гипертермией только одну опухоль, при этом у ряда крыс исчезали обе опухоли [11]. Эти экспериментальные работы носят поисковый характер и далеки от использования в клинических условиях. Такое положение при лечении билатеральных опухолей заставляет проводить поиск новых путей воздействия на них. В качестве противоопухолевого агента нами предложен гексаферрит бария. Жесткий ферромагнитный материал - гексаферрит бария (BaO•6Fe2O3) с размером частиц от 0,5 мкм до 10 мкм, был всесторонне исследован в нашем центре. Показано, что он обладает остаточным магнетизмом, не имеет повреждающих ткани свойств и не вызывает альтерации мышц [12-16]. Цель исследования: изучить прямое и непрямое противоопухолевое действие имплантированого гексаферрита бария в одну из двух опухолей мышам SHR с билатеральной лимфосаркомой ЛИО-1 в сравнении с внутриопухолевым имплантированием гексаферрита бария мышам SHR с односторонней лимфосаркомой ЛИО-1. Материалы и методы исследования. В эксперименты были взяты 60 белых мышей SHR самок с массой тела 28-29 г, содержащихся в стандартных условиях клиники лабораторных животных ФГБУ «РНЦРХТ» Минздрава РФ при свободном доступе к воде и пище. Для перевивок использован штамм опухоли лимфосаркомы ЛИО-1. Характеристика ЛИО-1 и морфологическое изучение метастазирования были описаны нами ранее [17, 18]. Подсчет общего числа опухолевых клеток, содержащихся в 200 мкл (5×106 опухолевых клеток) производился в камере Горяева. В работе использовался порошок гексаферрита бария с размером частиц от 0,5 до 10 мкм, которые соответствуют ГОСТ 24063-80 и техническим требованиям ТУ ПЯО-030-013, по которым содержание примесей тяжелых металлов не превышает 0,001 %, а также характеризуется отсутствием следов мышьяка при спектральном анализе. Суспензия гексаферрита бария (BaO•6Fe2O3) приготавливалась следующим образом: 2 г сухого порошка с размером частиц 0,5-10 мкм суспендировали в 10 мл 0,9% раствора натрия хлорида, однородность суспензии достигалась обработкой ультразвуком (частота 26,5 кГц). Поставлены две серии опытов. В первой из них лимфосаркома ЛИО-1 перевивалась 30 мышам по 200 мкл взвеси опухолевых клеток билатерально в левую и правую заднюю конечности. Через 5 суток, когда опухоли в левой и правой задней конечности у мышей достигали объема 1,8-2,1 см³, животные были разделены на две группы по 15 мышей: 1-я группа - контрольные животные; 2-я группа - мыши, которым в центр новообразования правой задней конечности имплантировали гексаферрит бария в дозе 2240 мг/кг. Измерения объема опухолей на левой и правой задних конечностях животных производились в динамике для оценки прямого и непрямого противоопухолевого эффекта имплантируемого в правую конечность гексаферрита бария мышам с билатеральной лимфосаркомой ЛИО-1. На 19-е сутки все животные были умерщвлены эфиром. Каждое животное подвергали патологоанатомическому исследованию и брали материал для последующей морфологической оценки. Для исследования у каждой мыши брали левый и правый опухолевые узлы, все видимые лимфатические узлы (паховые, подмышечные, параоартальные), печень, селезенку, обе почки с надпочечниками, поджелудочную железу, легкие, сердце, головной мозг. Все органы фиксировали в 10% нейтральном формалине. Затем готовили гистологические срезы по стандартной методике. Во второй серии опытов лимфосаркома ЛИО-1 перевивалась внутримышечно 30 мышам по 200 мкл взвеси опухолевых клеток в правую заднюю конечность. На 5-е сутки, когда опухоль достигала 1,8 см³, животные были разделены на две группы по 15 мышей: 1-я группа - контрольные животные; 2-я группа - мыши, которым в центр опухоли правой задней конечности имплантировали гексаферрит бария (в дозе 2240 мг/кг). Оценивался в динамике противоопухолевый эффект гексаферрита бария. Сроки исследования объема опухолей после перевивки бластомы в первой серии опытов были следующие: 5, 7, 9, 12, 14, 16 и 19-е сутки, во второй серии - 5, 8, 10, 12, 15, 17, 19-е сутки. Измерялся объем опухолей, который оценивался в результате их измерений в трех взаимоперпендикулярных размерах по формуле Шрека (Vоп = a × b × c × π/6, где Vоп - объем опухоли, a, b, c - ее высота, длина и ширина). Противоопухолевая активность оценивалась по проценту торможения роста опухоли. Процент торможения роста опухоли (Т%) определяли по формуле: Т% = (VК - VЭ): VК × 100, где VК - средний объем опухоли у мышей контрольной группы, VЭ - средний объем опухоли у мышей, получавших имплантацию гексаферритом бария в опухоль. Полученные результаты обрабатывались статистически по методу Фишера-Стьюдента [19]. Исследования проводились с разрешения Этического комитета ФГБУ «РНЦРХТ». Минздрава РФ. Результаты и их обсуждение. В результате проведенного исследования обнаружено, что при билатеральной внутримышечной перевивке лимфосаркомы ЛИО-1 мышам SHR или ее внутримышечной перевивке только в правую заднюю конечность опухоли развивались в 100% случаев. Данные по объему опухолей у мышей с билатеральной лимфосаркомой ЛИО-1 представлены на рис. 1 и 2. Видно, что в правой задней конечности, куда в центр новообразования имплантировался гексаферрит бария, на все сроки исследования обнаруживался достоверный противоопухолевый эффект (рис. 1). На 19-е сутки после перевивки ЛИО-1 частота торможения роста новообразования в правой задней конечности составила 31% (р<0,05). В левой задней конечности также обнаружен примерно такой же, как и в правой задней конечности, противоопухолевый эффект (рис. 2). Частота торможения роста лимфосаркомы в левой задней конечности составила к 19-м суткам 32% (р<0,05). Рис. 1. Противоопухолевый эффект (правая конечность) гексаферрита бария, имплантированного в опухоль правой конечности мышам SHR c билатеральной лимфосаркомой ЛИО-1. Рис. 2. Противоопухолевый эффект (левая конечность) гексаферрита бария, имплантированного в опухоль правой конечности мышам SHR c билатеральной лимфосаркомой ЛИО-1. Исходя из результатов этого опыта, можно заключить, что гексаферрит бария обладает не только прямым противоопухолевым эффектом при имплантировании в центр новообразования, но и непрямым действием на интактную опухоль. В результате проведенного морфологического исследования показано, что при билатеральной опухоли ЛИО-1 не выявлено регионарных метастазов ни в опытной, ни в контрольной группе. Основной очаг правой и левой опухоли в контроле, а также в левой опухоли подопытных животных представлен поперечнополосатыми мышцами, инфильтрированными опухолевыми клетками (рис. 3). Рис. 3. Лимфосаркома ЛИО-1 на 19-е сутки после перевивки. Рис. 4. Лимфосаркома ЛИО-1 на 19-е сутки после перевивки и 14-е сутки после имплантирования гексаферрита бария. Слева островки гексаферрита бария (черные). Окраска - гематоксилин и эозин. Увеличение 100. Рис. 5. Противоопухолевый эффект гексаферрита бария, имплантированного в опухоль правой конечности мышам SHR c лимфосаркомой ЛИО-1 (одна опухоль). Как видно из рис. 4, гексаферрит бария на 14-е сутки после имплантирования прочно локализован в опухоли, в которую его имплантировали при билатеральном варианте ЛИО-1, и не дает возможности клеткам опухоли распространяться в регионарные лимфоузлы. Представляло интерес определить влияние имплантирования гексаферрита бария в центр опухоли животных с опухолью ЛИО-1, привитой в одну правую заднюю конечность и сравнить противоопухолевый эффект при имплантировании гексаферрита бария в одну правую заднюю конечность животным с билатеральной опухолью. Результаты опыта представлены на рис. 5. Как видно из рис. 5, при внутриопухолевом имплантировании гексаферрита бария во все сроки исследования наблюдался противоопухолевый эффект. Частота торможения роста опухоли ЛИО-1 составила на 19-е сутки после перевивки новообразования 24% (р<0,05), что сопоставимо с результатами, полученными при билатеральных опухолях. Заключение. Гексаферрит бария обладает противоопухолевым эффектом при имплантировании его в центр лимфосаркомы ЛИО-1 мышам SHR с односторонней опухолью. Гексаферрит бария угнетает рост билатеральной опухоли ЛИО-1 (опухоли в левой и правой задней конечности мышей SHR) при имплантировании лишь в одну конечность с опухолью. Морфологическое исследование показало, что гексаферрит бария прочно локализован в опухоли, в которую его имплантировали при билатеральном варианте ЛИО-1 и не дает возможности клеткам опухоли распространяться в регионарные лимфоузлы. В основе внутриопухолевого воздействия гексаферрита бария на билатеральные опухоли лежит системный эффект, однако нельзя исключить и другие механизмы действия гексаферрита бария, связанные с его жесткой ферромагнитной природой.

A M Granov

Russian Scientific Center of radiology and surgical technologies of tne Ministry Of Health Of The Russian Federation

Academician of the Russian Academy of Sciences

C F Vershinina

Russian Scientific Center of radiology and surgical technologies of tne Ministry Of Health Of The Russian Federation

R B Samsonov

Russian Scientific Center of radiology and surgical technologies of tne Ministry Of Health Of The Russian Federation

A B Markochev

Russian Scientific Center of radiology and surgical technologies of tne Ministry Of Health Of The Russian Federation

V I Evtushenko

Russian Scientific Center of radiology and surgical technologies of tne Ministry Of Health Of The Russian Federation

  1. Стуков А.Н., Гершанович М.Л., Бланк М.А., Бланк О.А., Вершинина С.Ф., Махнова Е.В., Семиглазова Т.Ю., Филатова Л.В., Чубенко В.А. Осложнения противоопухолевой терапии / под ред. М.Л. Гершановича и М.А. Бланка. СПб.: Роза ветров, 2013. 376 с. [Stukov A.N., Gershanovich M.L., Blank M.A., Blank O.A., Vershinina S.F., Mahnova E.V., Semiglazova T.Y., Filatova L.V., Chubenko V.A., Complications of anticancer therapy, еd. M.L. Gershanovich, M.A. Blank, St. Petersburg: Rosa vetrov, 2013. 376 p.].
  2. Гершанович М.Л., Филов В.А., Акимов М.А. Акимов А.А. Введение в фармакотерапию злокачественных опухолей. СПб.: Сотис, 1999. 152 с. [Gershanovich M.L., Filov V.A., Akimov M.A., Akimov A.A. Introduction to pharmacotherapy of malignant tumors, St. Petersburg: SOTIS, 1999, 152 p.].
  3. Вершинина С.Ф., Стуков А.Н. Плюсы и минусы химиотерапии опухолей. Петровские чтения-2014. СПб.: СЗПД-ПРИНТ, 2014. С. 17. [Vershinina S.F., Stukov A. N. Petrovskie readings-2014, St. Petersburg: SZPD-PRINT, 2014, р. 17.].
  4. Parajuli R., Hire E., Shah B.K. Rituximab-induced acute severe thrombocytopenia // Brit. J. Haematol. 2010. Vol. 149, No 6. P. 804.
  5. Saad A.A.J. Trastuzumab and cardiac toxicity: monitoring in the adjuvant setting // Cоmmunity Oncоlоgy. 2007. Vol. 4. P. 739.
  6. Shah B.C., Albert D.J. Intravesical instillation of formalin for management of intractable haematuria // J. Urol. 1973. Vol. 110. P. 519-520.
  7. Zacharian B. Radiation-induced enteritis incidence, mechanisms, and management // Oncology. 2002. Vol. 16, No 9. P. 17-18.
  8. Состояние онкологической помощи населению России в 2014 г. / под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, Г.В. Петровой. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена, 2015. 236 с. [Status of oncological service for the population of Russia in 2014, еd. A.D. Caprin, V.V. Starinsky, G.V. Petrov, Moscow: MNIOI of P.A. Gertcen, 2015. 236 p.].
  9. Первично-множественные злокачественные опухоли. Руководство для врачей. Под ред. В.И.Чиссова, А.Х Трахтенберга. М.: Медицина, 2000. 336 с. [The primary multiple malignant tumors. Guidelines for doctors, еd. V.I. Chissov, A.K. Trachtenberg, Moscow: Medicine, 2000, 336 p.].
  10. Васильев Д.В., Стуков А.Н., Гельфонд М.Л. Повышение эффективности фотодинамической терапии опухолей с применением фотодитазина // Российский биотерапевтический журнал. 2003. Т. 2, № 4. С. 61-66. [Vasiliev D.V., Stukov A.N., Gelfond M.L., The Russian biotherapeutic journal, 2003, vol. 2, No. 4. рр. 61-66.].
  11. Hilger I. In vivo applications of magnetic nanoparticle hyperthermia // International Journal of Hyperthermia. 2013. Vol. 29, No 8. P. 828-834.
  12. Granov A.M., Derkach V.Y., Polysalov V.N. Hemangioma treatment method // Patent USA 5108359.1992.
  13. Granov A.M., Derkach V.Y., Granov D.A. Tumor treatment method // Patent USA 5239410. 1993.
  14. Гранов А.М., Деркач В.Ю., Зильберман Е.Р. Способ лечения опухолей // Патент № 1534778.1995. [Granov A.M., Derkach V.Y., Zilberman E.R., A method for treating tumors // Patent № 1534778.1995.]
  15. Гранов А.М., Карелин М.И., Гранов Д.А., Полысалов В.Н., Вершинина С.Ф., Евтушенко В.И. Магнитожесткий ферромагнетик в экспериментальной онкологии и клинике / под ред. акад. РАН А.М. Гранова. СПб.: Фолиант, 2015. 120 с. [Granov A.M., Karelin M.I., Granov D.A., Polysalov V.N., Vershinina S.F., Evtushenko V.I., Magnetically hard ferromagnetic in the experimental oncologyand clinic, еd. аcad. RAS A.M. Granov, St. Petersburg: Foliant, 2015, 120 p.].
  16. Гранов А.М., Вершинина С.Ф., Маркочев А.Б., Урбанский А.И., Евтушенко В.И. Оценка противоопухолевого эффекта ферромагнитного имплантата в эксперименте // Медицинский академический журнал. 2011. Т. 11, № 4. С. 51-57. [Granov A.M., Vershinina S.F., Markochev A.B., Yrbansky A.I., Evtushenko V.I., Medical Academic Journal, 2011, vol. 11, No 4, рр. 51-57.].
  17. Вершинина С.Ф., Стуков А.Н. Справочник по экспериментальной терапии опухолей. СПб.: Репринт, 2008. С. 14. [Vershinina S.F., Stukov A.N. Handbook of experimental tumor therapy, St. Petersburg: Reprint, 2008, р. 14.].
  18. Вершинина С.Ф., Маркочев А.Б. Морфологическое изучение метастазирования при разных путях перевивки опухоли ЛИО-1 // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2011. Т. 151, № 5. С. 563-564. [Vershinina S.F., Markochev A.B., Bulletin of experimental biology and medicine, 2011, vol. 151, No. 5, рр. 563-564.].
  19. Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях. М.: Медицина, 1975. 296 с. [Urbach V.Y., Statistical analysis of biological and medical research, Moscow: Medicine, 1975, 296 p.].

Views

Abstract - 58

PDF (Russian) - 0

Cited-By


PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2017 Granov A.M., Vershinina C.F., Samsonov R.B., Markochev A.B., Evtushenko V.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies