К возможности использования ВКР-лазера при экспериментальном раке шейки матки

Лазерная терапия и хирургия - одна из наиболее наукоемких, перспективных и эффективных отраслей медицинской науки. Помимо двух достаточно хорошо изученных и широко используемых в клинической практике направлений применения лазеров— низкоинтенсивного стимулирующего лазерного излучения и высокоэнергетического повреждающего излучения, быстрыми темпами развивается третье направление — фотодинамическая терапия опухолей (ФДТ) [1]. При облучении фотосенсибилизированной опухолевой ткани лазером переход нетоксичного триплетного кислорода в синглетный кислород, обладающий выраженным цитотоксичным действием, что приводит к разрушению клеточных мембран опухолевых клеток. К недостаткам данного метода относят высокая стоимость фотосенсибилизаторов, токсичность для пациента, длительность периода накопления фотосенсибилизатора опухолью (24–48 часов) и длительность снижения его концентрации в здоровой ткани.

Шолохов Евгений Михайлович, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник.

В экспериментальной онкологии для инициации гибели опухолевых клеток стали использовать лазерное излучение без введения экзогенных фотосенсибилизаторов. В ряде работ авторы наблюдают торможение роста за счет некроза неопластических клеток, разрушение клеточных мембран, изменение биосинтетических и ферментативных процессов [5].

В последние годы активно обсуждается гипотеза, согласно которой инфракрасный свет ( А =1264 + 4 нм) может напрямую возбуждать молекулы кислорода в биологических системах и тем самым вызывать регулирование метаболизма или даже гибель клеток («светокислородный эффект») [3, 4, 6].

Волоконные лазеры перспективны для использования в биомедицинских исследованиях ввиду компактности, возможность получения излучения на любой длине волны ближнего инфракрасного диапазона за счет использования эффекта вынужденного комбинационного рассеивания в оптических волокнах. Одним из возможных биологических эффектов при использовании ВКР-лазеров с длиной волны 1265 нм является возбуждение синглетного кислорода, обладающим более высокой энергией, чем в основном, триплетном состоянии [7].

Оценить проявление светокислородного эффекта можно по функционированию параметров системы «перекисное окисление – антиоксиданты» в неопластических клетках и в клетках-эффекторах [2].

Целью данного исследования явилось изучение влияния ВКР-лазера с длиной волны 1265 нм на морфометрические показатели и параметры системы «перекисное окисление липидов -антиоксиданты» опухолевой ткани рака шейки матки (РШМ) в эксперименте.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В эксперименте на белых нелинейных мышах оценивали влияние ВКР-лазера с мощностью 5,5 Вт и длиной волны 1265 нм на морфометрические показатели стромы и паренхимы опухоли при РШМ-5. Модель РШМ-5 была воспроизведена на половозрелых инбредных мышах путем перевивки опухолевого штамма, приобретенного в НИИ Экспериментальной диагностики и терапии опухолей РОНЦ им. Н.Н.Блохина РАМН (г.Москва). Перед облучением зону локализации опухоли выстригали. Животных помещали в специальный фиксатор для мышей таким образом, чтобы участок опухоли находился на уровне отверстия сбоку, фиксатор закрепляли в штативе на уровне, соответствующем расположению лазерного световода. Животных контрольной группы сравнения также помещали в фиксатор на то же время и имитировали облучение с выключенным прибором. Облучение проводили десятикратно на 30-е сутки после трансплантации опухоли в 2 экспериментальных группах на режимах 2 и 10 минут. Разовые дозы при этом составили 21,2 и 106,2 Дж/см2. При длине светового пути 30 см интенсивность облучения составляла 0,177 Вт/см2. После десяти кратного облучения животные забивались декапитацией. Из опухолевого материала готовились гистологические срезы. Морфологические исследования включали определение относительной площади паренхимы опухоли, стромы опухоли, участков некроза(%) с помощью денситометрии Мекос Ц-1; митотический (МИ) и апоптотический (АИ) индексы клеток паренхимы опухоли (исследовали 1000 клеток и выражали в промилле, ‰).

Для определения механизмов действия лазерного излучения (ЛИ) была проведена оценка про-и антиоксидантной активности в ткани РШМ-5 до и после воздействия ВКР-лазера. Определялся уровень малонового диальдегида (МДА) – одного из конечных продуктов перекисного окис- ления липидов, а также компоненты ферментативной эндогенной антиоксидантной системы (АОС) неоплазмы: глутатион-редуктазы (ГР), глутатион-трансферазы (ГТ), каталазы и супе-роксид-дисмутазы (СОД).

Статистическая значимость полученных результатов оценивалась с помощью Т-критерия Стьюдента (p < 0,05), непараметрического U-критерия Манна-Уитни (p < 0,05).

Эксперимент проводился в соответствии с положениями Хельсинской Декларации Всемирной Медицинской Ассоциации от 1964 г., дополненной в 1975, 1983 и 1989 гг.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Установлено, что воздействие ВКР-лазера на 30-е сутки после трансплантации опухоли приводит к уменьшению удельного объема опухолевой паренхимы и апоптотического индекса. Уменьшение объемов участков паренхимы сопровождается соответствующим увеличением стромального компонента. МИ, удельный объем участков некроза при этом достоверно не изменяются (табл.1).

Облучение ВКР-лазером мышей с РШМ-5 в дозе 212 Дж/см2на 30-е сутки после трансплантации опухоли достоверно уменьшает уровень МДА в неоплазме (табл. 2). Динамика активности ферментов антиоксидантной защиты разно-направлена: наблюдается снижение ГР при повышении активности ГТ и значимо не меняющихся показателях уровня каталазы и СОД. Облучение ВКР-лазером в дозе 1062 Дж/см2 на тех же сроках вызывает противоположные изменения в системе ПОЛ-АО (табл. 2): отмечается повышение уровня МДА в неоплазме и одновременное статистически значимое снижение активности СОД и ГТ, при достоверно не изменяющемся уровне ГР и каталазы. Такая динамика позволяет предполагать возможность развития оксидативного стресса в опухолевой ткани при облучении ВКР-лазером в дозе 1062 Дж/см2.

Таблица 1. Морфометрические показатели опухолевой ткани после облучения ВКР-лазером в дозах 212 и 1062 Дж/см²

Примечание : * - данные, статистически значимо отличающиеся от данных без облучения, р <  0,05

Таблица 2. Показатели системы ПОЛ-АО в неоплазме РШМ-5 после облучения ВКР-лазером в дозах 212 и 1062 Дж/см²

Примечание : * - данные, статистически значимо отличающиеся от данных без облучения , р <  0,05

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, излучение ВКР-лазера в использованных дозах приводит к усилению некроза в опухолевой ткани при одновременном снижении апоптотического индекса.

Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ и Гос. задания Министерства образования и науки РФ.