urmjУральский медицинский журналUral Medical Journal2949-4389Ural State Medical University10.25694/URMJ.201&09.29urmj-297Research ArticleОНКОУРОЛОГИЯВозможности применения raman спектроскопии в диагностике рака предстательной железы in vitroPossibilities of using raman spectroscopy in diagnosis of prostate cancer in vitroПавловВ. Н.PavlovV. N.noemail@neicon.ruБиляловА. Р.BilyalovA. R.noemail@neicon.ruГильмановаРита ФларидовнаGilmanovaR. F.margaritagilmanova@mail.ruФГБОУ ВО «Башкирский Государственный Медицинский Университет»Минздрава РоссииRussian Federation201814042021099598Copyright © Павлов В.Н., Билялов А.Р., Гильманова Р.Ф., 20212021Павлов В.Н., Билялов А.Р., Гильманова Р.Ф.Pavlov V.N., Bilyalov A.R., Gilmanova R.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.umjusmu.ru/jour/article/view/297

Цель исследования. Оценить диагностические возможности метода рамановской спектроскопии в выявлении рака предстательной железы. Материалы и методы. Забор материала:13 образцов предстательной железы (гистологически подтвержден диагноз «доброкачественная гиперплазия предстательной железы»(дГПЖ). 47 образцов тканей предстательной железы (гистологически подтвержден диагноз «Рак предстательной железы».Исследование образцов проводилось на аппарате (HoribaScientific). конфигурация: длина волны 785 нм, решетка 1200 gr/mm,фильтр 100%,конфокальное отверстие 300 р.Время интегрирования 50 с.Анализ спектральных данных производился с использованием программного обеспечения Matlab, Statistica, FreeSpectraBase, SpectralDatabase IndexBio-Rad. Результаты. Спектры комбинационного рассеяния фрагментов тканей ДГПЖ и РПЖ соответствуют промежутку 700-1800 см-1.Образцы с РПЖ имеют более высокие пики по сравнению с образцами ДГПЖ при 1280 см-1(С-1\1Н2 ,входящая в состав аденина,гуанина,цитозина),1323 см-1 (СН3/СН2коллагена),1378 см-1(гуанин,аденин,ДНК),1560 см-1(аденин и гуанин).Спектры образцов с ДГПЖ имеют более высокие пики при 752 см-1(тирозин),1662 см-1(связь амидов I:C=O белков,С=С-связь липидов). Выводы. При исследовании образцов тканей с подтвержденными диагнозами ДГПЖ и РПЖ отмечается увеличение интенсивности рамановского рассеяния света ДНК в тканях с подтвержденным РПЖ,и обратное снижение интенсивности рамановского рассеяния света ДНК в тканях с ДГПЖ. Рамановская спектроскопия показала спектральные различия в биохимическом составе тканей с ДГПЖ и тканей с РПЖ.В перспективе данный метод исследования может быть использован для разработки диагностического алгоритма выявления рака предстательной железы.

Purpose of the study. To assess the diagnostic capabilities of the Raman spectroscopy method in detecting prostate cancer. Materials and methods. Material selection: 13 samples of the prostate gland (histologically confirmed the diagnosis of "Benign prostatic hyperplasia” (BPH). 47 prostate tissue samples (histologically confirmed diagnosis "Prostate cancer." The samples were examined on the apparatus (HoribaScientific) .Configuration : wavelength 785 nm, grating 1200 gr / mm, 100% filter, confocal hole 300 pm. Integration time 50 s. Analysis of spectral data was carried out using Matlab software, Statistica, FreeSpectraBase, Sp ectralDatabase IndexBio-Rad. Results. Raman spectra of tissue fragments of BPH and PCa correspond to a range of 700-1800 cm-1. Samples with PCa have higher peaks compared to BPH samples at 1280 cm-1 (C-NH2, included in adenine, guanine, cytosine), 1323 cm-1 (CH3 / CH2 collagen), 1378 cm-1 (guanine, adenine, DNA), 1560 cm-1 (adenine and guanine). The spectra of the samples with BPH have higher peaks at 752 cm-1 (tyrosine), 1662 cm -1 (bond amides I: C = O proteins, C = C-bond of lipids). Conclusions. In the study of tissue samples with confirmed diagnoses of BPH and PCa, an increase in the intensity of Raman light scattering of DNA in tissues with confirmed PCa was noted, and a reverse decrease in the intensity of Raman scattering of DNA light in tissues with BPH. Raman spectroscopy showed spectral differences in the biochemical composition of tissues with BPH and tissues with PCa. In the future, this method of investigation can be used to develop a diagnostic algorithm for detecting prostate cancer.

рамановская спектроскопиярак предстательной железыДГПЖдиагностикаRaman spectroscopyprostate cancerBPHdiagnosisReferencesGreenlee R.T., HillHarmon M. B., Murray T. et al. Cancer statistics, 2001 // CA. Cancer. J. Clin. - 2001. - Vol. 51. - Р. 15-36.Greenlee R.T., HillHarmon M. B., Murray T. et al. Cancer statistics, 2001 // CA. Cancer. J. Clin. - 2001. - Vol. 51. - Р. 15-36.Parkin D.M., Pisani P., Ferlay J. Estimates of worldwide incidence of eighteenmajor cancers in 1985 // Int.J. Cancer. -1993. - Vol. 54. - Р. 594-606.Parkin D.M., Pisani P., Ferlay J. Estimates of worldwide incidence of eighteenmajor cancers in 1985 // Int.J. Cancer. -1993. - Vol. 54. - Р. 594-606.Quinn M., Babb P. Patterns and trends in prostate cancer incidence, survival, prevalence and mortality. Part I: international comparisons // BJU Int. - 2002. -Jul. - Vol. 90. - № 2. - Р. 162-173.Quinn M., Babb P. Patterns and trends in prostate cancer incidence, survival, prevalence and mortality. Part I: international comparisons // BJU Int. - 2002. -Jul. - Vol. 90. - № 2. - Р. 162-173.Ries L.A. G., Kosary C.L., Hankey B.F. et al. SEER Cancer Statistics Review 1973-1995. Bethesda, MD. - National Cancer Institute, 1998.Ries L.A. G., Kosary C.L., Hankey B.F. et al. SEER Cancer Statistics Review 1973-1995. Bethesda, MD. - National Cancer Institute, 1998.http : //urowe b.org/fileadmin/guidelines/ Guidelines_2014_5_June_2014.pdfhttp : //urowe b.org/fileadmin/guidelines/ Guidelines_2014_5_June_2014.pdfАвраамова, С. Т., Александров, Н. С., Бабичева, применения рамановской спектроскопии в онкоурологии / С.Т. Авраамова, Н.С. Александров, Т.О. Бабичева,В.И. Кукушкин, Ю.А. Кириллов//Пространство и Время. - 2017. - № 1(27). - С. 247- 250. Стационарный сетевой адрес: 2226-7271provr_ st1-27.2017.102.Авраамова, С. Т., Александров, Н. С., Бабичева, применения рамановской спектроскопии в онкоурологии / С.Т. Авраамова, Н.С. Александров, Т.О. Бабичева,В.И. Кукушкин, Ю.А. Кириллов//Пространство и Время. - 2017. - № 1(27). - С. 247- 250. Стационарный сетевой адрес: 2226-7271provr_ st1-27.2017.102.Александров М.Т., Зубов С.В., Березинская А.С., Кукушкин В.И., Пашков Е.П., Иванченко О.Н. Экспериментально-теоретическое обоснование принципов и особенностей применения метода лазерно-конверсионной диагностики для оценки состояния твердых тканей зуба в норме и при патологии (кариес) // Российский стоматологический журнал. 2013. № 4. С. 6-10.Александров М.Т., Зубов С.В., Березинская А.С., Кукушкин В.И., Пашков Е.П., Иванченко О.Н. Экспериментально-теоретическое обоснование принципов и особенностей применения метода лазерно-конверсионной диагностики для оценки состояния твердых тканей зуба в норме и при патологии (кариес) // Российский стоматологический журнал. 2013. № 4. С. 6-10.Crow P., Stone N., Kendall C.A., Persad R.A, Wright M.P. "Optical Diagnostics in Urology: Current Applications and Future Pro- spects." BJU Int. 92 (2003):400-407. DOI: 10.1046/j.1464-410X.2003.04368.x.Crow P., Stone N., Kendall C.A., Persad R.A, Wright M.P. "Optical Diagnostics in Urology: Current Applications and Future Pro- spects." BJU Int. 92 (2003):400-407. DOI: 10.1046/j.1464-410X.2003.04368.x.Pence I., Mahadevan-Jansen A. "Clinical Instrumentation and Applications of Raman Spectroscopy. " Chemical Society Reviews 45.7 (2016): 1958-1979. DOI: 10.1039/c5cs00581g.Pence I., Mahadevan-Jansen A. "Clinical Instrumentation and Applications of Raman Spectroscopy. " Chemical Society Reviews 45.7 (2016): 1958-1979. DOI: 10.1039/c5cs00581g.W.C. Allsbrook Jr., K.A. Mangold, W.C. Allsbrook, M.H. Johnson, R.B. Lane, C.G. Lane, M.B. Amin, D.G. Bostwick, P.A. Humphrey, E.C. Jones, V.E. Reuter, W. Sakr, I.A. Sesterhenn, P. Troncoso, T.M. Wheeler and J.I. Epstein, Inter- observer reproducibility of Gleason grading of prostatic carcinoma: urologic pathologists, Human Pathology 32 (2001), 74-80.W.C. Allsbrook Jr., K.A. Mangold, W.C. Allsbrook, M.H. Johnson, R.B. Lane, C.G. Lane, M.B. Amin, D.G. Bostwick, P.A. Humphrey, E.C. Jones, V.E. Reuter, W. Sakr, I.A. Sesterhenn, P. Troncoso, T.M. Wheeler and J.I. Epstein, Inter- observer reproducibility of Gleason grading of prostatic carcinoma: urologic pathologists, Human Pathology 32 (2001), 74-80.Рамановская спектроскопия азотистых оснований нуклеиновых кислотБатищев А. И., Каримов А. Р., Калташев В. В., Плотниченко В. Г., Шмелев А. К., Щеглов В. А., 68-72. 2016.Рамановская спектроскопия азотистых оснований нуклеиновых кислотБатищев А. И., Каримов А. Р., Калташев В. В., Плотниченко В. Г., Шмелев А. К., Щеглов В. А., 68-72. 2016.Беккер Ю. Спектроскопия. Москва: Техносфера, 3544. 2009.Беккер Ю. Спектроскопия. Москва: Техносфера, 3544. 2009.Горелик В.С. Комбинационное рассеяние света // Соросовский образовательный журнал. - 1997. - №6. - С.91-96.Горелик В.С. Комбинационное рассеяние света // Соросовский образовательный журнал. - 1997. - №6. - С.91-96.Коваленко А.А., Елисеев А.А. Спектроскопия комбинационного рассеяния // Методическая разработка Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова факультета наук о материалах. - 2011. - С. 37Коваленко А.А., Елисеев А.А. Спектроскопия комбинационного рассеяния // Методическая разработка Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова факультета наук о материалах. - 2011. - С. 37Компания INTERTECH Corporation. Введение в рамановскую спектроскопию // Пластические массы. - 2009. - № 8. - С. 7-13.Компания INTERTECH Corporation. Введение в рамановскую спектроскопию // Пластические массы. - 2009. - № 8. - С. 7-13.Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Квантовая механика (нерелятивистская теория)// Теоретическая физика - том III издание 4-е. - М.: Наука, 1989. - 768 с.Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Квантовая механика (нерелятивистская теория)// Теоретическая физика - том III издание 4-е. - М.: Наука, 1989. - 768 с.J.D. Venable, W. Scuba, and A. Brick, J. Amer. Soc. Mass Spectrom. 24,642-645 (2013).J.D. Venable, W. Scuba, and A. Brick, J. Amer. Soc. Mass Spectrom. 24,642-645 (2013).(2) I. Chu, in Using Mass Spectrometry for Drug Metabolism Studies, W.A. Korfmacher, Ed. (CRC Press, Boca Raton, Florida, 2010), pp. 99-126.(2) I. Chu, in Using Mass Spectrometry for Drug Metabolism Studies, W.A. Korfmacher, Ed. (CRC Press, Boca Raton, Florida, 2010), pp. 99-126.nternational Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS 2.0), Semiconductor Industry Association (2015), http://www.semiconductors.org/main/2015_ international_technology_roadmap_for_ semiconductors_itrs/.nternational Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS 2.0), Semiconductor Industry Association (2015), http://www.semiconductors.org/main/2015_ international_technology_roadmap_for_ semiconductors_itrs/.Semiconductor Equipment and Materials International (SEMI) (Organization, Milpitas, California, http:// www.semi.org/en/).Semiconductor Equipment and Materials International (SEMI) (Organization, Milpitas, California, http:// www.semi.org/en/).SEMI Book of Standards (BOSS): Process Chemicals (Updated periodically, http://ams.semi.org/ebusiness/ standards/semistandard.aspx?volumeid=13).SEMI Book of Standards (BOSS): Process Chemicals (Updated periodically, http://ams.semi.org/ebusiness/ standards/semistandard.aspx?volumeid=13).SEMI C27-0708 - Specifications and Guidelines for Hydrochloric Acid, http://ams.semi.org/ebusiness/ standards/SEMIStandardDetail.aspx?ProductID=211 &DownloadID=30.SEMI C27-0708 - Specifications and Guidelines for Hydrochloric Acid, http://ams.semi.org/ebusiness/ standards/SEMIStandardDetail.aspx?ProductID=211 &DownloadID=30.S.D. Tanner and VI. Baranov, At. Spectrosc. 20(2), 45 52 (1999)S.D. Tanner and VI. Baranov, At. Spectrosc. 20(2), 45 52 (1999)K. Kawabata Y. Kishi, and R. Thomas, Anal. Chem. 75(9), 423A (2003).K. Kawabata Y. Kishi, and R. Thomas, Anal. Chem. 75(9), 423A (2003).Y. Kishi and K. Kawabata, At. Spectrosc. 23(5), 165169 (2002).Y. Kishi and K. Kawabata, At. Spectrosc. 23(5), 165169 (2002).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.