Введение к работе
Актуальность проблемы. Тенденцией современной клеточной биологии является повышенный интерес к вопросам регенерации, включения резервов собственных клеток организма. Однако до сих пор не решена проблема управления дифференцировкой и пролиферацией клеток. Стимуляция пролиферации чревата запуском анаплазии, а подавление отдельных клеточных популяций при цитостатической терапии неизбежно сказывается не только на опухолевых, но и на нормальных клетках, что приводит к тяжелым побочным эффектам. Манипуляции с геномом эукариотических клеток могут приводить к его нестабильности, что может проявиться в злокачественной трансформации. Так, революционное создание iPS-cells (Takahashi K., Yamanaka S., 2006) было сопряжено с генетическими нарушениями и склонностью к малигнизации репрограммированных клеток (Laurent et al., 2011). В эмбриональном периоде развития действует большое количество модуляторов пролиферации и дифференцировки, и их использование является перспективным направлением исследований, не освещенным в полной мере. В этом плане определенный интерес представляет хорионический гонадотропин (ХГч), известный как стимулятор регенерации патологически изменённых органов и тканей. Специфичность действия ХГч не ограничивается гонадами и эмбриональными тканями. Он способен повышать митотическую активность гепатоцитов при циррозе и после резекции печени (Косых А.А., 1992), стимулировать липолиз, регулировать уровень трансаминаз (Солопаева И.М., 2010). Впоследствии выяснилось, что данный гормон способен не только стимулировать, но и подавлять деление некоторых типов клеток, например лейкоза HL-60, рака молочной железы MCF-7 (Валуйских А.Н. и др., 1997; Солопаева И.М. и др., 2004; Feldman E.J. et al.,1998). Некоторые авторы приводят данные о том, что хорионический гонадотропин способен действовать на многие клетки и ткани, в том числе и ткани взрослого организма (Солопаева И.М., 2007; Pond-Tor S. et al., 2002; Rao Ch.V. et al., 2005).
Таким образом, ХГч стимулирует некоторые нормальные клетки, при этом есть данные о его супрессорном действии на ряд опухолевых линий, что позволяет рассматривать ХГч с точки зрения не изолированного ингибитора/стимулятора, а регулятора пролиферации и дифференцировки клеток (Солопаева И.М., 2010; Филатова Е.Н., 2010). Большинство исследований, противопоставляющих эффекты ХГч на опухолевые и неопухолевые клетки, выполнено на модели in vivo, что обладает рядом недостатков. Например, in vivo невозможно устранить вероятность косвенных эффектов ХГч через другие гормональные пути и иммунную систему. Чтобы ответить на вопросы, какую роль играет ХГч в дифференцировке и пролиферации опухолевых и неопухолевых клеток и можно ли его использовать для лечения опухолей, необходимо исследовать его действие на эти клетки в условиях in vitro.
Говоря о противоопухолевых эффектах веществ, необходимо опираться на уже известные методы борьбы с процессом опухолевого роста. На сегодняшний день ведущую роль в схемах лечения опухолей занимают цитостатики, и разработка новых противоопухолевых средств предполагает их использование в первую очередь в адъювантной терапии. Поэтому, рассматривая противоопухолевые свойства ХГч, необходимо установить его влияние на опухолевые и неопухолевые клетки не только в чистом виде, но и в комплексе с цитостатиком. Одной из групп цитостатиков являются алкилирующие агенты, селективно повреждающие ДНК клеток-мишеней (например, эмбихин). Данный препарат наиболее удобен для комбинирования с ХГч, поскольку предполагаемые эффекты ХГч связаны с запуском апоптоза и возможно влиянием на ДНК клеток.
Цель исследования: оценить морфофункциональные показатели опухолевых и неопухолевых клеток под влиянием хорионического гонадотропина и эмбихина в условиях in vitro.
Задачи исследования
-
Изучить структурно-функциональные особенности и морфометрические показатели культур неопухолевых клеток L20B и фибробластов легкого крысы в норме и при воздействии хорионического гонадотропина в концентрациях 1, 2 и 4 МЕ/мл.
-
Изучить структурно-функциональные особенности и морфометрические показатели культур опухолевых клеток Hep-2 и RD в норме и при воздействии хорионического гонадотропина в концентрациях 1, 2 и 4 МЕ/мл.
-
Установить закономерности морфологических и функциональных изменений в культурах опухолевых и неопухолевых клеток при комбинированном воздействии хорионического гонадотропина и эмбихина.
-
Провести анализ митотической активности клеток карциномы гортани Нер-2 при воздействии сверхвысоких концентраций хорионического гонадотропина 50, 100 и 150 МЕ/мл.
Научная новизна исследования
В работе впервые проведено исследование влияния хорионического гонадотропина в различных концентрациях на опухолевые и неопухолевые клетки млекопитающих как в чистом виде, так и в комплексе с эмбихином. Полученные результаты свидетельствуют о том, что ХГч способен воздействовать на клетки, происходящие из тканей, не имеющих специфических рецепторов к половым гормонам и гонадотропинам, стимулировать апоптоз и дифференцировку опухолевых клеток Нер-2. При этом действие ХГч не опосредовано иными гормональными путями и лимфоцитами, поскольку все эксперименты проведены в условиях in vitro.
Научно-практическая значимость.
Результаты данного исследования имеют фундаментальное и прикладное значение. Показано, что механизм реализации действия хорионического гонадотропина на опухолевые и неопухолевые клетки может быть обусловлен иными рецепторами, нежели рецепторы к гонадотропинам и половым гормонам.
Результаты работы позволяют рассматривать хорионический гонадотропин не только как маркер неоплазий, но как индуктор апоптоза опухолевых клеток в условиях in vitro, что позволяет предложить ХГч в качестве противоопухолевого средства. Показано, что в комбинации с эмбихином в низких концентрациях хорионический гонадотропин проявляет преимущественно супресорное действие, в высоких концентрациях – преимущественно протективное действие в отношении опухолевых клеток, что необходимо учитывать при составлении схем противоопухолевой терапии. Теоретические положения включены в учебный процесс кафедр биологии, патологической физиологии, гистологии, цитологии и эмбриологии и онкологии Кировской ГМА и используются при чтении лекций, проведении занятий со студентами по темам «Эмбриология» и «Основы опухолевого роста», включены в учебно-методические пособия «Биология клетки» и «Проблемы клеточной пролиферации. Клеточный цикл» по предмету «Медицинская генетика», на основании полученных данных разработан и запатентован метод подавления карциномы гортани Нер-2.
Положения диссертации, выносимые на защиту
-
Выявлены морфологические и функциональные изменения, происходящие в опухолевых и неопухолевых клетках под воздействием хорионического гонадотропина, заключающиеся в стимуляции апоптоза, снижении митотической активности клеток и дифференцировке опухолевых клеток Нер-2.
-
Установлено, что супрессорный эффект хорионического гонадотропина в отношении опухолевых клеток выражен сильнее, чем в отношении неопухолевых клеток.
-
Показано, что в комбинации с цитостатиком эмбихином хорионический гонадотропин в зависимости от концентрации проявляет как супрессорное, так и протективное действие.
Степень достоверности и апробация результатов работы
Материалы исследований доложены на научно-практической конференции «Молодежь и медицинская наука в XXI веке» 14-15 мая 2007 года (г. Киров), 81-й Всероссийской студенческой научной конференции, посвященной 150-летию В.М. Бехтерева 10-12 апреля 2007 года (г.Казань), XI научно-практической конференции молодых ученых и студентов с международным участием «Молодежь и медицинская наука в XXI веке» 1-2 апреля 2009 года (г. Киров), II Всероссийской конференции «Студенческая наука и медицина XXI века: традиции, инновации и приоритеты», 15-16 апреля 2008 года (г. Самара), заочной электронной конференции (научный электронный архив академии естествознания), XII научно-практической конференции «Молодежь и медицинская наука в XXI веке», 31 марта -1 апреля 2011 года (г. Киров), на конгрессе «Здоровье и образование в XXI веке», 14- 17 ноября 2012 года (г.Москва), а также обсуждены на расширенном межкафедральном заседании ГБОУ ВПО Кировская ГМА 21 декабря 2012г. Материалы исследований опубликованы в 14 печатных работах, в том числе 2 статьи опубликованы в журналах, включенных в перечень ведущих рецензируемых изданий ВАК, получен 1 патент на изобретение.
Структура и объем диссертации
