Preview

Проблемы Эндокринологии

Расширенный поиск

Биологические эффекты тироксина в экспериментальном канцерогенезе

https://doi.org/10.14341/probl200551146-49

Полный текст:

Аннотация

Целью настоящего исследования было изучение влияния in vitro и in vivo тироксина Т4 в концентрациях 10ˉ4, 10ˉ6 и 10ˉ M на пролиферируюшую способность и апоптоз опухолевых клеток различного патогенеза. При проведении исследований использовали одноклеточную взвесь клеток, полученную из операционного материала от 2 больных, оперированных по поводу узловых образований щитовидной железы (1) и опухоли молочной железы при гинекомастии (1), а также определяли противоопухолевую и антипролиферируюшую активность Т4 in vivo на штамме меланомы В-16, перевитом на мышах лини С57В1. В опытах in vitro наибольшее цитотоксическое действие на клетки доброкачественной опухоли щитовидной железы Т4 оказывал в дозе 10ˉ M (70 ± 4,58%; р < 0,05). В этой же дозе Т4 индуцировал наибольшую апоптозную гибель клеток (9,0 ± 0,90%; р < 0,05) по сравнению с контролем (1,0 ± 0,30%). Воздействие Т4 in vitro в дозах 10ˉ4, 10ˉ6 и 10ˉ M на клетки молочной железы с гинекомастией привело к уменьшению количества онкогенного белка HER2/neu в среднем на 27,25 ± 1,14% (р < 0,001). В опытах in vivo на модели опухолевого штамма меланомы В-16 Т4 в концентрациях 10ˉ4, 10ˉ6 и 10ˉ M показал высокую противоопухолевую активность (59,00 ± 5,54%; р < 0,001 торможения роста опухоли по массе и 74,12 ± 0,26%; р <0,001 по объему). Наибольшую антипролиферативную активность Т4 показал в дозе 10ˉ M (МИ 1,3 ± 0,16%o; р < 0,001; АИ 10,65 ± 1,39%; р < 0,001) по сравнению с контрольной группой (МИ 4,96 ± 0,43%o; АИ 4,43 ± 0,40%).

Для цитирования:


Абдувалиев А.А., Гильдиева М.С., Сайтов Т.С. Биологические эффекты тироксина в экспериментальном канцерогенезе. Проблемы Эндокринологии. 2005;51(1):46-49. https://doi.org/10.14341/probl200551146-49

For citation:


Abduvaliyev A.A., Gildiyeva M.S., Saatov T.S. Biological effects of thyroxine in experimental carcinogenesis. Problems of Endocrinology. 2005;51(1):46-49. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl200551146-49

Тироксин (T4) применяют в онкологической фармакотерапии уже несколько десятков лет. Создаваемая высокая концентрация Т4 в организме позволяет снизить экспрессию этого гормона щитовидной железы при злокачественных и доброкачественных новообразованиях. Однако в последние годы проводятся исследования, результаты которых позволяют утверждать, что влияние Т4 или препаратов на его основе на различные метаболические процессы, протекающие в органах и тканях организма, может приводить к индуцированию апоптоза и снижению пролиферативной активности клеток различной этиологии. Это касается как нетрансформированных клеток, таких как клетки молочной железы [10], (3-клетки поджелудочной железы [4], так и злокачественно пролиферирующих клеток, в частности рака молочной железы [2] и кожных лимфом [7].

Цель настоящего исследования — изучение влияния Т4 на пролиферирующую способность и апоптоз опухолевых клеток различного патогенеза в опытах in vitro и in vivo.

Материалы и методы

При проведении исследований использовали операционный материал от 2 больных, оперированных по поводу узловых образований щитовидной железы (1) и опухоли молочной железы при гинекомастии (1).

Полученные образцы опухолей обрабатывали 0,25% раствором трипсина. Воздействие Т4 производства "Берлин-Хеми" (Германия) проводили на одноклеточную взвесь клеток опухоли щитовидной железы in vitro, содержащую 16 • 106 клеток в среде 199 на каждую дозу препарата, время инкубации 24 ч при 37°С в присутствии 5% СО2. Контролем служил опыт без воздействия Т4. Для количественного учета цитопатического действия Т4 клетки окрашивали 0,1% трипановым синим и при увеличении в 80 раз подсчитывали количество окрашенных (погибших) клеток. Значение цитотоксического действия (ЦТД) определяли по формуле

ЦТД(%) = (А/В) • 100,

где А — количество погибших клеток; В — общее количество исследованных клеток.

В экспериментах in vivo использовали мышей линии С57В1 массой 20—22 г, содержащихся в пластмассовых клетках (по 6 в каждой) при стандартизированных условиях относительной влажности (50—60%), температуры (22°С) и светового режима (по 12 ч темноты и света). Мыши получали стандартный коммерческий корм и питьевую воду ab libitum.

Мышам подкожно перевивали штамм меланомы В-16. Через 48 ч после имплантации мышей распределяли на группы по 6 животных и вводили им либо разные концентрации Т4 10~4, 10~6 и 1СГ8 М/0,3 мл в физиологическом растворе, либо физиологический раствор внутрибрюшинно ежедневно в течение 10 сут.

Для определения противоопухолевой активности Т4 на 21-й день после имплантации опухоли животных декапитировали под эфирным наркозом и выделяли образцы опухоли, которые фиксировали в 10% нейтральном формалине. Срезы толщиной 4—5 мкм окрашивали гематоксилином и эозином.

Апоптозные клетки идентифицировали по морфологическим признакам [3] и вычисляли апоптоз- ный индекс (АИ) по формуле

АИ(%) = (а/Ь)- 100,

где а — количество апоптозных клеток; b — общее количество исследованных клеток. Митотический индекс (МИ) определяли по формуле

МИ(%о) = (c/J)- юо,

где с — митотически делящиеся клетки; d — 1000 интерфазных клеток.

Средний объем опухоли (в см3) находили по формуле

Иср=(я/6)-Л5С,

где — А, В, С — длина, ширина и высота опухоли. Процент торможения роста опухоли определяли в конце опыта по формуле

Т% = {(5К - Во)/Вк} • 100,

где Вк — средняя масса опухоли у животных контрольной группы, Во средняя масса опухоли у животных опытной группы.

Определение рецепторов HER2/neu проводили с помощью коммерческого набора HercepTest фирмы "Dako" (Дания). Расчет Н-баллов проводили по формуле

Н = (3 • % сильноокрашенных клеток) + (2 • % умеренно окрашенных клеток) + (1 • % слабоокрашенных клеток).

Результаты и их обсуждение

В опытах in vitro влияние Т4 на клетки доброкачественной опухоли щитовидной железы в течение 24-часовой инкубации было дозозависимым и давало цитотоксический эффект (рис. 1). Наибольшую цитотоксическую активность Т4 проявлял в дозе 1(Г8 М. Индуцирование Т4 гибели клеток в остальных разведениях достоверно не различалось и варьировало в пределах 40—50%. Количество апоп- тозных клеток в опыте с применением Т4 в дозе 10~8 М также было самым большим (9,0 ± 0,90%; р < 0,05) по сравнению с остальными концентрациями (3,2 ± 0,55%, р < 0,05; 2,5 ± 0,49%,р < 0,05; 4,5 ± 0,65%, р < 0,05; 5,0 ± 0,68%, р < 0,05 для концентраций Т4 10~7, 10~6, 10-5, 10-4 М соответственно) и контролем (1,0 ± 0,30%). Следует отметить, что тироксинподавляющая терапия при многоузловой патологии щитовидной железы дает нежелательные побочные эффекты, в основном это касается изменений в метаболизме костной ткани и сердечной мышцы [1, 6]. Снижение дозы терапевтического воздействия Т4 может уменьшить неблагоприятные проявления тироксинподавляющей терапии с сохранением способности ингибировать пролиферацию и индуцировать апоптоз трансформированных клеток.

Одним из регуляторных белков, отвечающих за пролиферацию клеток, в частности эпителиальных, является HER2/neu (C-erbB-2). HER2/neu — онкогенный белок массой 185 кД, принадлежащий к семейству рецепторов эпидермального фактора роста EGFR [5]. Активация HER2/neu вызывает внутриклеточные сигнальные изменения, которые являются критическими для роста, дифференцировки и выживания клеток. При патологических трансформациях ткани молочной железы экспрессия HER2/neu увеличивается, а при лекарственной терапии уменьшение представительства этого рецептора на мембране клеток свидетельствует о хорошем прогнозе лечения заболевания. В случае изучения биологических эффектов Т4 мониторинг изменения представительства HER2/neu на мембране клеток молочной железы может помочь раскрыть механизм ингибирования пролиферативной активности этой ткани. Мы исследовали количественные характеристики нахождения рецепторов HER2/neu на мембране опухолевых клеток молочной железы при воздействии Т4 in vitro в дозах 10~4, 10_6 и 10-8 М (рис. 2). Воздействие Т4 во всех концентрациях привело к уменьшению количества рецепторов HER2/neu на мембранах клеток молочной железы в среднем на 27,25 ± 1,14% (р < 0,001). Столь значительные изменения могут быть связаны с ингибированием Т4 пролиферативной активности исследуемых клеток посредством сигнального управления от Т4- опосредованных рецепторов. В свою очередь следует предположить, что подобные процессы затрагивают и генетический аппарат клетки, что приводит к изменению экспрессии определенных генов, в частности отвечающих за митотическую активность, например HER2/neu.

В опыте in vivo по определению противоопухолевой активности Т4 в экспериментальном канцерогенезе на модели перевиваемого штамма меланомы В-16 дозозависимый эффект Т4 по ингибированию роста опухоли не проявился (рис. 3). В среднем препарат показал 59,00 ± 5,54% (р < 0,001) торможения роста опухоли по массе и 74,12 ± 0,26% (р < 0,001) по объему; данные между опытными группами статистически достоверно не различались. Однако при исследовании пролиферативной и апоптотической активности клеток меланомы В-16 отмечено, что наибольшее ингибирование митозов и индуцирование апоптоза происходит при применении Т4 в дозе 10-8 М (см. таблицу), при этом значения МИ и АИ у этой группы экспериментальных животных отличались от других опытных групп и контроля более чем в 3 раза, а индекс отношения апоптозной активности к митотической (АИ, МИ) составил 8,19, что свидетельствует о высокой скорости регрессии опухоли. Введение Т4 в других концентрациях (10-4 и 10-6 М) не вызывало статистически достоверных отличий МИ по сравнению с контролем, хотя количество апоп- тозных клеток у животных этих опытных групп достоверно выше контроля, и это, а также высокая противоопухолевая активность Т4 в этих дозах позволяют утверждать, что получаемые значения АИ/ МИ > 1 (1,35 для дозы 10~4 М и 1,19 для дозы 10_6 М) достаточно объективны и свидетельствуют о протекании процесса регрессии опухоли.

Т4 ингибирует пролиферацию и индуцирует апоптоз клеток, имеющих на мембране рецепторы к Т4 и способных изменять течение метаболических процессов под его воздействием. Спектр Т4- мишеней довольно широк и в сферу его влияния входят не только клетки гормонпродуцирующих органов, например молочной железы, но и другие типы клеток, в частности меланинсодержагцие. Т4-эффекты приводят к перестройке в презентации регуляторных белков на поверхности мембраны клеток, изменению секреции гормонов и коррекции Са2+-гомеостаза, что в итоге и может активизировать процесс апоптотической гибели клеток [8, 9].

Выводы

  1. Наибольшую цитотоксическую активность in vitro в отношении клеток доброкачественной опухоли щитовидной железы Т4 проявил в дозе 10-8 М (70 ± 4,58%; р < 0,05). В этой же дозе Т4 индуцировал наибольшую апоптозную гибель клеток (9,0 ± 0,90%; р < 0,05) по сравнению с контролем (1,0 ± 0,30%).
  2. Воздействие Т4 in vitro в дозах 10'4, 10“6 и 10-8 М на клетки молочной железы с гинекомастией привело к уменьшению количества онкогенного белка HER2/neu в среднем на 27,25 ± 1,4% (р < 0,001).
  3. В экспериментальном канцерогенезе на моде ли опухолевого штамма меланомы В-16 Т4 в концентрациях 10~4, 10~6 и 1СГ8 М проявил in vivo высокую противоопухолевую активность (59,00 ± 5,54%, р < 0,001 торможения роста опухоли по массе и 74,12 ± 0,26%, р < 0,001 по объему). Наибольшую антипролиферативную активность Т4 показал в дозе 10~8 М (МИ 1,3 ± 0,16%о, р < 0,001; АИ 10,65 ± 1,39%, р < 0,001) по сравнению с контрольной группой (МИ 4,96 ± 0,43%о; АИ 4,43 ± 0,40%).

Список литературы

1. Герасимов Г.А. // Пробл. эндокринол. - 1996. - № 1. - С. 30-33.

2. Funahashi И., Imai Т., Tanaka Y. et al. // Jpn. J. Cancer Res. - 1999. - Vol.90. - P. 922-927.

3. John F.R. Kerr, Glenda C. Gobe, Clay M. Winterford et al. // Meth. Cell Biol. - 1995. - Vol.46. - P. 3-28.

4. Jorns A., Tiedge M., Lenzen S. // Diabetologia. - 2002. - Vol.45. - P. 851-855.

5. Klapper L.N., Kirschbaum M.H., Sela M. et al. // Adv. Cancer Res. - 2000. - Vol.77. - P. 25-79.

6. Kowalctyk P., Sielańczyk A., Nowak J. et al. // Pol. Arch. Med. Wewnet. - 2001. - Vol.105. - P. 123-130.

7. Lowe M.N., Plosker G.L. // Am. J. Clin. Dermatol. - 2000. - Vol.1. - P. 245-250.

8. Menon J., Wahrman M.Z. // In Vitro Cell Dev. Biol. Anim. - 2001. - Vol.37. - P. 283-292.

9. Monici M.C., Rodolico C., Toscano A. // Muscle Nerve. - 2002. - Vol.26. - P. 383-388.

10. Varas S.M., Muoz E.M., Hapon M.B. et al. // Reproduc-tion. - 2002. - Vol.124. - P. 691-702.


Об авторах

А А Абдувалиев

Институт биохимии АН Республики Узбекистан


Узбекистан


М С Гильдиева

Институт биохимии АН Республики Узбекистан


Узбекистан


Т С Сайтов

Институт биохимии АН Республики Узбекистан


Узбекистан


Для цитирования:


Абдувалиев А.А., Гильдиева М.С., Сайтов Т.С. Биологические эффекты тироксина в экспериментальном канцерогенезе. Проблемы Эндокринологии. 2005;51(1):46-49. https://doi.org/10.14341/probl200551146-49

For citation:


Abduvaliyev A.A., Gildiyeva M.S., Saatov T.S. Biological effects of thyroxine in experimental carcinogenesis. Problems of Endocrinology. 2005;51(1):46-49. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl200551146-49

Просмотров: 68


ISSN 0375-9660 (Print)
ISSN 2308-1430 (Online)