Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

OXIDIZING MODIFICATION OF PROTEINS IN ERYTHROCYTES OF SUFFERING FROM CANCER OVARIAN AFTER A POLYCHEMOTHERAPY ACCORDING TO CAP SCHEME

Dolgova D.R. 1 Gening S.O. 1 Antoneeva I.I. 1 Pirmamedova S.S. 1 Mikheenko A.A. 1 Myasnikova D.F. 2 Nakovkina D.F. 3 Nasyrova E.Y. 1
1 Ulyanovsk State University
2 Regional clinical Oncology dispensary
3 Ulyanovsk regional clinical hospital
В эритроцитах первичных больных раком яичников на III клинической стадии по FIGO, получающих полихимиотерапию по схеме САР (цисплатин + доксорубицин + циклофосамид), оценивали уровень окислительной модификации белков по уровню альдегидных и кетонных групп нейтрального (λ=356 нм и λ=370 нм) и основного (λ=430 нм и λ=530 нм) характера. Было установлено повышение всех исследованных продуктов окислительной модификации белков у пациентов при раке яичников по сравнению с практически здоровыми женщинами. Показано, что химиотерапия по схеме САР индуцирует дальнейшее увеличение в эритроцитах уровня этих карбонильных производных, наиболее выраженное через 14 дней после первого курса химиотерапии. Наблюдаемые изменения редокс-статуса эритроцитов после полихимиотерапии позволяют предполагать возможность нарушения редокс-сигнализация в организме-опухоленосителе.
In erythrocytes of primary patients with cancer ovarian at the III clinical stage on FIGO, receiving polychemotherapy according to CAP scheme (cisplatin + doxorubicin +cyclophosamid), estimated level of oxidizing modification of proteins on level the aldehyde and ketonic groups neutral (λ = 356 nanometers and λ = 370 nanometers) and the basic (λ = 430 nanometers and λ = 530 nanometers) character. Increase of all studied products of oxidizing modification of proteins at patients was established at a cancer ovarian in comparison with almost healthy women. It is shown that the chemotherapy according to the scheme of CAP induces further increase in erythrocytes of level of these carbonyl derivatives, the most expressed in 14 days after the first course of chemotherapy. Observed changes of the redox-status of erythrocytes after polychemotherapy allow to assume possibility of violation the redox-alarm system in an organism with tumor.
cancer ovarian
polychemotherapy
oxidizing modification of proteins
1. Axel, E.M. Statistika of malignant new growths of the female sexual sphere. // Onkoginekologiya. 2012 . No. 1. P.18-23.
2. Antoneeva, I.I. Sistema «perekisny oxidation of lipids – antioxidants» in an organism-opukholenositele in clinic and experiment / I.I. Antoneeva, T.V. Abakumov, T.P. Gening, D.R. Arslanov, S. O. Gening, N. V. Emelkin//Basic researches. 2011 . No. 11. P. 13-16.
3. Gening, T.P. the comparative characteristic of an oksidativny stress at a cancer of a neck of a uterus at different clinical stages of a disease / T.P. Gening, I.I. Antoneev, D. R. Arslanov, E.G. Sidorenko//Tumours of female reproductive system. 2011 . No. 4. P. 55-58.
4. Dubinina, E.E. products of a metabolism of oxygen in functional activity of cages. Life and death, creation and destruction. – SPb, 2006. – 397 p.
5. Martinovich, G.G. Redoks-biotekhnologii as a basis for new strategy in antineoplastic Therapies / Martinovich. I.V. Martinovich, E.N. Golubeva, S. N. Cherenkevich, Yu.E. Demidchik, Yu.M. Gain, T.E. Vladimirskaya, M. L. Lushchik//Messenger of national academy of Sciences of Belarus. Series of medical sciences. 2012 . No. 2. P.85-103.
6. Menshikova, E.B. oxidizing stress: pathological states and disease / E.B. Menshikova, N. K. Zenkov, V. Z. Lankin – Novosibirsk, 2008. – 284 p.
7. Droge, W. Free radicals in the physiological control of cell function // Physiol. Rev. 2002. V.82, №1. P. 47-95.
8. Kinnula, V.L. Superoxide dismutases in malignant cells and human tumours / V.L. Kinnula, J.D. Crapo // Free Radic Biol Med 2004. Vol.36. P. 718-44.
9. Lopez-Lazaro, M. A new view of carcinogenesis and an alternative approach to cancer therapy // Mol Med. 2010. Vo.16(3-4). P. 144-153.
10. Lopez-Lazaro, M. Excessive superoxide anion generation plays a key role in carcinogenesis // Int J Cancer. 2007. Vol.120 (6). P.3075-3083.
11. Seyfried, T.N. Cancer as a metabolic disease / T.N. Seyfried, L.M. Shelton //Nutr Metab (Lond). 2010. Vol.7. P.7.
12. Yin, F. Tumor suppressor genes associated with drug resistance in ovarian cancer (review) / F. Yin, X.Liu, D.Li, Q.Wang, W.Zhang, L.Li //Oncol Rep. 2013. Vol.30(1). P.3-10
13. Zhang, Y. Reactive oxygen species (ROS), troublemakers between nuclear factor–B (NF-B) and c-Jun NH2-terminal kinase (JNK) / Y. Zhang, F. Chen //Cancer Res. 2004. Vol.64. P.1902-1905.

Установлено, что в процессе злокачественного роста происходит изменение параметров редоксзависимых процессов в организме-опухоленосителе [12,3]. Образование активных форм кислорода (АФК) в тканях в норме определяет нормально протекающие метаболические процессы, выполняя роль сигнальных молекул [2,7]. При усилении генерации АФК без адекватного изменения емкости антиоксидантной защиты возникает оксидативный стресс, который выступает как одно из патогенетических звеньев онкозаболевания [4,8]. Пролиферативная способность опухолевых клеток определяется работой систем вне- и внутриклеточной сигнализации. При пониженной чувствительности к антипролиферативным сигналам трансформированные клетки (они менее чувствительны к рост-ингибирующим цитокинам) внешние сигналы дифференцировки и апоптоза могут воспринимать как митогенные сигналы.

В последнее время значимую роль в канцерогенезе отводят изменениям метаболизма кислорода [13], что является развитием концепции О. Варбурга (1956). Было показано, что переключение метаболизма с окислительного фосфорилирования на гликолиз связано с усилением образования АФК [9]. При этом усиливается перенос электронов через пентозофосфатный путь на НАДФН и gSH. В итоге в неоплазме изменяется редокс-гомеостаз [10]. Существует точка зрения, согласно которой высокая пролиферативная активность, лекарственная резистентность, снижение апоптоза, иммортализация опухолевых клеток могут быть опосредованы изменением метаболизма [5]. Ключевым сигналом такого изменения может выступать повышение уровня АФК, приводящее к изменению экспрессии генов.

Окислительная модификация белков (ОМБ) считается одним из ранних и надежных индикаторов нарушения редокс-гомеостаза [7]. При этом одним из проявлений ОМБ является повышение карбонильных производных белков. Продукты ОМБ имеют длительный период полураспада; их количество возрастает не только в результате посттрансляционной окислительной модификации, но и в результате протеолитической деструкции.

Рак яичников (РЯ) во многих странах занимает 5-ое ранговое место среди злокачественных заболеваний и встречается во всех возрастных группах, начиная с младенчества. Стандартизированные показатели заболеваемости РЯ в России увеличились на 20,4 % (с 9,3 на 100 000 в 1989 году до 11,2 на 100 000 в 2010 г.) [11]. Основным ограничением для успешного лечения РЯ является развитие лекарственной устойчивости к комбинированной химиотерапии [1]. При этом также важно, чтобы длительная адъювантная химиотерапия не привела к развитию вторичных опухолей. Для комбинированной химиотерапии обычно подбирают противоопухолевые препараты, различающиеся по механизму действия. Схема САР предполагает использование двух препаратов – цисплатина и циклофосфамида – из группы соединений алкилирующего действия. Препараты этой группы вызывают нарушения репликации ДНК, приводящие к мутациям и гибели клеток. Соответственно, они обладают не только противоопухолевым, но и мутагенным действием. Третий препарат, используемый по схеме САР, – доксорубицин. Это противоопухолевый антибиотик. Он вызывает интеркаляцию и ковалентное связывание ДНК и стимулирует образование свободных радикалов.

Целью исследования была оценка окислительной модификации белков (ОМБ) в эритроцитах больных раком яичников после полихимиотерапии по схеме САР.

Материал и методы

Обследуемая группа состояла из 25 первичных больных раком яичников (РЯ) на III стадии по FIGO, подвергавшихся обследованию в гинекологическом отделении Ульяновского областного клинического онкологического диспансера. Контрольную группу составили практически здоровые женщины. Больные были обследованы через 3 и 14 дней после первого и 3 и 14 дней после второго курса полихимиотерапии по схеме САР (цисплатин 75 мг/м2, доксорубицин 40 мг/м2 и циклофосамид 600 мг/м2). Интервал между курсами составил 21 день. В эритроцитах, полученных из венозной крови, для оценки уровня ОМБ, проводили реакцию с 2,4-динитрофенилгидрозином по методу Дубининой Е.В. [4], которую регистрировали спектрофотометрически при λ=356 нм (альдегидные группы нейтрального характера), λ=370 нм (кетонные группы нейтрального характера), λ=430 нм (альдегидные группы основного характера) и λ=530 нм (кетонные группы основного характера). Значения продуктов ОМБ пересчитали на 1 мг белка. Поскольку распределение в выборках отличалось от нормального, для оценки достоверности различий между группами использовали непараметрический критерий Манна-Уитни (Stata v.6.0). Различия считались статистически значимыми при р≤0,05 от уровня контрольной группы.

Результаты и их обсуждение

В результате проведенных исследований установлено повышение уровня продуктов ОМБ у больных РЯ по сравнению с донорами. Содержание альдегидных групп нейтрального характера при 346 нм у больных РЯ составило 1,35±0,106 ед против 1,24±0,06 ед в контроле. Количество кетонных групп нейтрального характера, регистрируемое при 370 нм, составило 1,37±0,74 ед против 1,25±0,56 ед в контроле. Содержание карбонильных производных основного характера, регистрируемых при λ=530 нм, составило 0,501±0,035 ед против 0,368±0,028 ед в контроле. Повышение уровня продуктов ОМБ может свидетельствовать о возникновении карбонильного стресса на III клинической стадии РЯ.

Первые исследования по изучению уровня карбонильных производных окисленных белков проводились на модельных системах, в том числе на эритроцитах человека [12].

Показано, что повышение уровня карбонильных производных является одним из ранних и значимых маркеров окислительного повреждения при многочисленных патологических состояниях и старении организма. В результате проведенных исследований нами установлено, что химиотерапия по схеме САР у больных РЯ на III-ей клинической стадии заболевания через 3 дня после I-го курса вызывает достоверное и значимое увеличение в эритроцитах кетонных и альдегидных групп нейтрального характера, содержание которых продолжает нарастать к 14 дню после введения (рисунок). Содержание альдегидных и кетонных групп основного характера при этом снижалось и значимое и достоверное снижение имело место через 14 дней после введения.

Второй курс ПХТ по схеме САР на 3-й день после введения сопровождался снижением уровня всех изучаемых продуктов ОМБ как относительно показателей у первичных больных РЯ (рисунок).

20295316.PNG

Содержание продуктов ОМБ в эритроцитах больных РЯ при полихимиотерапии по схеме САР

Однако через 14 дней после введения содержания продуктов ОМБ в эритроцитах вновь возрастает. Уровень кетонных и альдегидных групп нейтрального характера возрастает до уровня первичных больных РЯ; количество альдегидных и кетонных групп не достигает уровня первичных больных.

Заключение

Используемые при ПХТ РЯ по схеме САР препараты призваны индуцировать в опухолевых клетках генерацию АФК, осуществляя, таким образом, редокс-направленную терапию рака. Полученные нами результаты позволяют предполагать при этом изменение редокс-статуса эритроцитов, что повышает вероятность нарушения редокс-сигнализации и в тканях организма-опухоленосителя.

Работа поддержана гос. заданием МИНОБРНАУКИ России.

Рецензенты:

Родионов В.В., д.м.н., профессор, заведующий II хирургическим отделением ГУЗ Областной клинический онкологический диспансер, врач высшей квалификационной категории, ГУЗ ОКОД, г. Ульяновск;

Песков А.Б., д.м.н., профессор, декан постдипломного медицинского и фармацевтического образования ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный университет, г. Ульяновск.

Работа поступила в редакцию 30.06.2014.