Медицинские науки

Кит О.И., Шевченко А.Н., Шихлярова А.И., Филатова Е.В., Тарнопольская О.В., Куркина Т.А., Фаенсон А.В., Протасова Т.П., Бартенева Т.А.

ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минздрава России, отделение урологии (Россия,344,г. Ростов - на-Дону, 14-я линия 63)

Исследование эффективности воздействия сканирующего электромагнитного поля и цитостатиков на опухоль в эксперименте.

Мышечно-неинвазивный рак мочевого пузыря является актуальной проблемой на данный момент, несмотря на разработанную достаточно эффективную систему активного выявления и лечения [1]. Данная ситуация говорит о необходимости усовершенствования лечения. В этих целях внутрипузырную терапию, для повышения ее эффективности, модифицируют с помощью различных физических факторов (электрофорез, гипертермия и т.д.)[4]. Электромагнитное поле широко применяется во всех областях медицины. В экспериментальных и клинических исследованиях установлено, что электромагнитное поле усиливает транспорт веществ через клеточные мембраны (методом флуоресцентной микроскопии и количественным определением препаратов в перитуморальной зоне и в опухоли), увеличивает поглощение тканями кислорода, способствует образованию макроэргических соединений, т.е. происходит усиление клеточного и тканевого метаболизма. В клинике РНИОИ электромагнитное поле успешно применялось в комплексном лечении рака губы, кожи, легкого, костей, саркомы мягких тканей, опухолей головного мозга [3].Одной из задач при повышении эффективности лечения является увеличение доставки химиопрепаратов в опухоль, без превышения порога токсичности на организм. В этом аспекте перспективным является применение магнитного поля в режиме сканирования частот сверхнизкого диапазона 1 – 150 Гц.

В нашей работе мы провели ряд экспериментальных исследований, для возможности в дальнейшем модифицирования внутрипузырной химиотерапии с помощью сканирующего электромагнитного поля с постоянной магнитной составляющей.

В эксперименте in vivo исследовано влияние сочетанного воздействие сканирующего магнитного поля и цисплатина на опухолевые клетки саркомы 45 методом флуоресцентной микроскопии. Использовались липофильный флуоресцентный зонд катион ДСМ (4-(n-диметил-аминостирил)-1-метилпиридиний), зонд анион АНС (1-анилино-нафталин-8-сульфонат). Препараты исследовали под люминесцентным микроскопом AxioImager. M2 Zeiss. Микросъемку осуществляли цифровой камерой AxioCamHRC,а измерения - с помощью программного обеспечения AxioVision, rel.4.8, с помощью инструмента Outline. Было получено достоверное усиление интенсивности свечения, что свидетельствовало об увеличении проникновения цитостатика вглубь клеток, т.е. выявлена высокая проницаемость клеточных мембран для химиопрепарата при одновременном воздействии сканирующего электромагнитного поля. Для подтверждения результатов флуоресцентной микроскопии было проведено определение количества препарата в опухоли при введении под капсулу опухоли цисплатина, при введении цитостатика с одновременным воздействием сканирующего магнитного поля. Полученные данные, представленные на рисунке 1, характеризовались 6-ти кратным увеличением содержанием цисплатина в поверхностных слоях (до 1 см) ткани опухоли [2].

Рисунок 1. Накопление в ткани опухоли цисплатина

Далее мы провели экспериментальные исследования in vitro на 36 образцах ткани опухоли мышечно-неинвазивного рака мочевого пузыря, полученных после проведения трансуретральных резекций мочевого пузыря. Клеточную взвесь каждого полученного образца опухоли делили на 6 частей, половина из которых витально окрашивали липофильным флуоресцентным зондом катионом ДСМ, другая половина зондом анионом АНС и инкубировали при температуре 22-25°С в разных вариантах: 1 - с гемцитабином, 2 - после воздействия на клеточную взвесь гемцитабина и сканирующего электромагнитного поля, 3 - без воздействий (фон). Полученные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Интенсивность флуоресценции потенциалозависимых флуорохромов, связанных с живыми клетками рака мочевого пузыря и доля погибших клеток при различных воздействиях.

Флуорохром	Показатели ± ст.откл.	Состояние клеточной взвеси рака мочевого пузыря
		Интактная клеточная взвесь	Взвесь с гемцитабином	Взвесь с воздействием гемцитабина и сканирующего электромагнитного поля
АНС	In - интенсивность, отн. ед.	823 ± 307*	1073 ± 164	1974±605*
	Доля мертвых клеток, %	6 ± 4	12 ± 6	22 ± 6
ДСМ	In -интенсивность, отн.ед.	11 ± 6**	15 ± 4**	26 ± 5
	Доля мертвых клеток, %	7 ± 6	20 ± 6	30 ± 6

*- **Различия статистически значимы, р<0,01

При изучении влияния сканирующего электромагнитного поля в сочетании с гемцитабином на клеточную взвесь рака мочевого пузыря было получено, что в среднем накопление противоопухолевого препарата в клетках опухоли как по окрашиванию АНС, так и ДСМ одинаково увеличивается. Эффект повышения проницаемости мембраны для полярной липофильной молекулы гемцитабина под воздействием поля подтверждают расчеты отношения интенсивности свечения без воздействия к воздействию на опухолевые клетки In / Inie = 0,42. Так же было выявлено значительное увеличение количества разрушенных клеток опухоли, что отражено в таблице 1. Визуализация эффекта усиления флуоресценции опухолевых клеток и статистические показатели соотношения яркостей без воздействия и с воздействиями на опухолевые клетки свидетельствовала о повышении в 2,4 раза биодоступности гемцитабина при воздействие магнитного поля.

Таким образом, исследование прижизненных биоэлектрических свойств мембран опухолевых клеток, производимого методом потенциалозависимых флуоресцентных зондов, свидетельствует о повышении мембранной проницаемости для цитостатиков вглубь опухолевых клеток при воздействии сканирующего электромагнитного поля. При этом сочетании магнитных факторов поступление в клетки опухолевой взвеси цитостатиков наиболее существенное, что достоверно подтверждается проведенными экспериментами и обосновывает возможность клинической апробации модифицированной внутрипузырной химиотерапии рака мочевого пузыря.

Список литературы

1. Архипова, О.Е. Анализ встречаемости онкологических заболеваний в Ростовской области. Пространственно-временная статистика // О.Е. Архипова, Е.А. Черногубова, Н.В. Лихтанская, В.А. Тарасов, О.И. Кит, Д.Г. Матишов // Фундаментальные исследования .- 2013г. - №7. – С. 504-510

2. Филатова, Е.В. К решению задач трансляционной медицины в экспериментальной противоопухолевой терапии с применением магнитного поля [Электронный ресурс]/ Е.В.Филатова, А.И. Шихлярова, А.Н. Шевченко, Т.А. Куркина, С.Г. Селезнев, И.А. Хомутенко, С.М. Бабиева, Д.А. Швырев, М.В.Тараканов // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 3. URL: http://www.science-education.ru/123-20277 (Дата публикации: 02.07.2015).

3. Шихлярова, А.И. Эффективность активационной электромагнитотерапии в комплексном лечении больных злокачественными опухолями различных локализаций/ А.И.Шихлярова, Г.В. Жукова, Д.П. Атмачиди, С.М. Бабиева // Онкология XXI век – Свердловск – 2015. – С.252-255

4. Van der Heijden, A.G. Preliminary European results of local microwave hyperthermia and chemotherapy treatment in intermediate or high risk superficial transitional cell carcinoma of the bladder/ A.G.Van der Heijden, L.A. Kiemeney, O.N. Gofrit et al.// Eur Urol. – 2004. - №46. – p.65-71