Динамика свободнорадикальных окислительных процессов в латентный период экспериментального метастазирования в печень
Е. М. Франциянц,
Е. И. Сурикова,
И. В. Каплиева,
И. В. Нескубина,
Э. Г. Шакарян,
А. В. Снежко,
В. А. Бандовкина,
Л. К. Трепитаки,
Ю. А. Погорелова,
Л. А. Немашкалова,
Н. С. Лесовая https://doi.org/10.52420/umj.23.5.89
EDN: QEHVCY
Аннотация
Цель работы — изучение динамики содержания антиоксида нтных ферментов (супероксиддисмутазы 1 (СОД1), глутатионпероксидазы 1 (ГПО1) и глутатионредуктазы (ГР)) и продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) (диеновых конъюгатов (ДК) и малонового диальдегида (МДА)) в селезенке и печени в латентный период роста и метастазирования экспериментальных опухолей.
Материалы и методы. В экспериментах на 28 белых нелинейных крысах-самцах создана модель гематогенного метастазирования в печень путем перевивки саркомы 45 (С45) в селезенку, предварительно выведенную под кожу за 3 недели до этого. Ранее установлены характерные для модели сроки выхода опухоли в селезенке (5 недель) и визуализации метастазов в печени (7 недель) после трансплантации С45. В гомогенатах селезенки и печени методом иммуноферментного анализа определено содержание СОД1, ГПО1, ГР, МДА, биохимическим методом — содержание ДК в латентный период роста опухоли в селезенке и метастазирования ее в печень (1–2 недели после перевивки).
Результаты. В указанные сроки описаны выраженные (в 1,5–5,2 раза, р < 0,050–0,001) изменения уровня исследованных факторов в сравнении с показателями у интактных животных и крыс с выведенной под кожу селезенкой. Полученные результаты свидетельствовали о параллельной активизации процессов ПОЛ и защитной антиоксидантной системы в селезенке (органе-опухоленосителе) в латентный период роста и метастазирования С45. Наблюдаемые в эти же сроки изменения исследованных показателей в печени (органе-мишени метастазирования) также указывали на активацию ПОЛ, но сопровождались выраженным снижением содержания ГР (в 5 раз, р < 0,001) без изменения уровня СОД1.
Заключение. Результаты свидетельствуют о неполноценности антиоксидантной защиты и формировании прооксидантных условий в печени в латентный период роста опухоли, что может подготавливать почву для метастазирования.
Ключевые слова
Об авторах
Е. М. Франциянц
Национальный медицинский исследовательский центр онкологии
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Елена Михайловна Франциянц — доктор биологических наук, профессор, заместитель генерального директора по науке
Ростов‑на‑Дону
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов.
Е. И. Сурикова
Национальный медицинский исследовательский центр онкологии
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Екатерина Игоревна Сурикова — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей
Ростов‑на‑Дону
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов.
И. В. Каплиева
Национальный медицинский исследовательский центр онкологии
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Ирина Викторовна Каплиева — доктор медицинских наук, заведующий лабораторией изучения патогенеза злокачественных опухолей
Ростов‑на‑Дону
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов.
И. В. Нескубина
Национальный медицинский исследовательский центр онкологии
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Ирина Валерьевна Нескубина — доктор биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей
Ростов‑на-Дону
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов.
Э. Г. Шакарян
Ростовский государственный медицинский университет
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Элионора Григорьевна Шакарян — аспирант кафедры онкологии
Ростов‑на‑Дону
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов.
А. В. Снежко
Национальный медицинский исследовательский центр онкологии; Ростовский государственный медицинский университет
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Александр Владимирович Снежко — доктор медицинских наук, хирург отделения абдоминальной онкологии № 1; ассистент кафедры онкологии
Ростов‑на‑Дону
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов.
В. А. Бандовкина
Национальный медицинский исследовательский центр онкологии
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Валерия Ахтямовна Бандовкина — доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей
Ростов‑на‑Дону
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов.
Л. К. Трепитаки
Национальный медицинский исследовательский центр онкологии
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Лидия Константиновна Трепитаки — кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей
Ростов‑на‑Дону
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов.
Ю. А. Погорелова
Национальный медицинский исследовательский центр онкологии
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Юлия Александровна Погорелова — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей
Ростов‑на-Дону
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов.
Л. А. Немашкалова
Национальный медицинский исследовательский центр онкологии
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Людмила Анатольевна Немашкалова — научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей
Ростов‑на‑Дону
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов.
Н. С. Лесовая
Национальный медицинский исследовательский центр онкологии
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Наталья Сергеевна Лесовая — младший научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей
Ростов‑на‑Дону
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов.
Список литературы
1. Kaplieva IV, Frantsiyants EM, Kit OI. Pathogenetic aspects of metastatic liver damage (experimental study). Moskow: Kredo; 2022. 356 p. (In Russ.). EDN: https://elibrary.ru/CCLUYR.
2. Horn SR, Stoltzfus KC, Lehrer EJ, Dawson LA, Tchelebi L, Gusani NJ, et al. Epidemiology of liver metastases. Cancer Epidemiology. 2020;67:101760. DOI: https://doi.org/10.1016/j.canep.2020.101760.
3. Belova YV, Altufiev YV. Mechanisms of development of pathological processes in the liver. Natural Sciences. 2009;(3):114–120. (In Russ.). EDN: https://elibrary.ru/LHMRGV.
4. Zhang S, Lu S, Li Z. Extrahepatic factors in hepatic immune regulation. Frontiers in Immunology. 2022;13:941721. DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.941721.
5. Zheng M, Tian Z. Liver-mediated adaptive immune tolerance. Frontiers in Immunology. 2019;10:2525. DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.02525.
6. Ahmed O, Robinson MW, O’Farrelly C. Inflammatory processes in the liver: Divergent roles in homeostasis and pathology. Cellular & Molecular Immunology. 2021;18:1375–1386. DOI: https://doi.org/10.1038/s41423-021-00639-2.
7. Zhao J, Zhang X, Li Y, Yu J, Chen Z, Niu Y, et al. Interorgaо DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2023.1314123.
8. Kelly AM, Golden-Mason L, Traynor O, Geoghegan J, McEntee G, Hegarty JE, et al. Changes in hepatic immunoregulatory cytokines in patients with metastatic colorectal carcinoma: Implications for hepatic anti-tumour immunity. Cytokine. 2006;35(3–4):171–179. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cyto.2006.07.019.
9. Gao B, Jeong WI, Tian Z. Liver: An organ with predominant innate immunity. Hepatology. 2008;47(2): 729–736. DOI: https://doi.org/10.1002/hep.22034.
10. Vairetti M, Di Pasqua LG, Cagna M, Richelmi P, Ferrigno A, Berardo C. Changes in glutathione content in liver diseases: An update. Antioxidants. 2021;10(3):364. DOI: https://doi.org/10.3390/antiox10030364.
11. Santacroce G, Gentile A, Soriano S, Novelli A, Lenti MV, Di Sabatino A. Glutathione: Pharmacological aspects and implications for clinical use in non-alcoholic fatty liver disease. Frontiers in Medicine. 2023;10:1124275. DOI: https://doi.org/10.3389/fmed.2023.1124275.
12. Perelmuter VM, Manskikh VN. Preniche as missing link of the metastatic niche concept explaining organ- preferential metastasis of malignant tumors and the type of metastatic disease. Biochemistry. 2012; 77(1):111–118. DOI: https://doi.org/10.1134/S0006297912010142.
13. Akhtar M, Haider A, Rashid S, Al-Nabet ADMH. Paget’s “seed and soil” theory of cancer metastasis: An idea whose time has come. Advances In Anatomic Pathology. 2019;26(1):69–74. DOI: https://doi.org/10.1097/PAP.0000000000000219.
14. Izraely S, Witz IP. Site-specific metastasis: A cooperation between cancer cells and the metastatic microenvironment. International Journal of Cancer. 2021;148(6):1308–1322. DOI: https://doi.org/10.1002/ijc.33247.
15. Frantsiyants EM, Bandovkina VA, Kaplieva IV, Surikova EI, Neskubina IV, Pogorelova YuA, et al. Changes in pathophysiology of tumor growth and functional activity of the hypothalamic-pituitary-thyroid axis in rats of both sexes with the development of Guerin’s carcinoma on the background of hypothyroidism. South Russian Journal of Cancer. 2022;3(4):26–39. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.37748/2686-9039-2022-3-4-3.
16. Frantsiyants EM, Kaplieva IV, Bandovkina VA, Surikova EI, Neskubina IV, Trepitaki LK, et al. Modeling of multiple primary malignant tumors in experiment. South Russian Journal of Cancer. 2022;3(2):14–21. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.37748/2686-9039-2022-3-2-2.
17. Kit OI, Frantsiyants EM, Kaplieva IV, Trepitaki LK, Evstratova OF. A method for reproduction of metastases in the liver. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2014;157(6):773–775. DOI: https://doi.org/10.1007/s10517-014-2664-0.
18. Kopylova TN. A new method for the determination of conjugated dienes in blood serum. In: Majore AJa (ed.). Cellular and subcellular experimental pathology of the liver. Riga: Zinatne; 1982. P. 135. (In Russ.).
19. Reczek CR, Chandel NS. The two faces of reactive oxygen species in cancer. Annual Review of Cancer Biology. 2017;1(1):79–98. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-cancerbio‑041916-065808.
20. Wang Y, Branicky R, Noë A, Hekimi S. Superoxide dismutases: Dual roles in controlling ROS damage and regulating ROS signaling. Journal of Cell Biology. 2018;217(6):1915–1928. DOI: https://doi.org/10.1083/jcb.201708007.
21. Jomova K, Raptova R, Alomar SY, Alwasel SH, Nepovimova E, Kuca K, et al. Reactive oxygen species, toxicity, oxidative stress, and antioxidants: Chronic diseases and aging. Archives of Toxicology. 2023;97(10): 2499–2574. DOI: https://doi.org/10.1007/s00204-023-03562-9.
22. Miao L, St Clair DK. Regulation of superoxide dismutase genes: Implications in disease. Free Radical Biology and Medicine. 2009;47(4):344–356. DOI: https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2009.05.018.
23. Jomova K, Alomar SY, Alwasel SH, Nepovimova E, Kuca K, Valko M. о:1323–1367. DOI: https://doi.org/10.1007/s00204-024-03696-4.
24. Pinegin BV, Vorobjeva NV, Pashenkov MV, Chernyak BV. The role of mitochondrial reactive oxygen species in activation of innate immunity. Immunology. 2018;39(4):221–229. (In Russ.). EDN: https://elibrary.ru/tkjzta.
25. Chelombitko MA. The role of reactive oxygen species in inflammation. Mini-review. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2018;73(4):242–246. (In Russ.). EDN: https://elibrary.ru/ypxdhv.
26. Andrés CMC, Pérez de la Lastra JM, Juan CA, Plou FJ, Pérez-Lebeña E. Chemistry of hydrogen peroxide formation and elimination in mammalian cells, and its role in various pathologies. Stresses. 2022;2(3):256–274. DOI: https://doi.org/10.3390/stresses2030019.
27. Kulinsky VI, Kolesnichenko LS. The glutathione system. II. Other enzymes, thiol-disulfide metabolism, inflammation, and immunity, functions. Biochemistry (Moscow) Supplement Series B: Biomedical Chemistry. 2009;3:211–220 (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.1134/S1990750809030019.
28. Couto N, Wood J, Barber J. The role of glutathione reductase and related enzymes on cellular redox homoeostasis network. Free Radical Biology and Medicine. 2016;95:27–42. DOI: https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2016.02.028.
29. Vašková J, Kočan L, Vaško L, Perjési P. Glutathione-related enzymes and proteins: A review. Molecules. 2023;28(3):1447. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules28031447.
30. Iqbal MJ, Kabeer A, Abbas Z, Siddiqui HA, Calina D, Sharifi-Rad J, et al. Interplay of oxidative stress, cellular communication and signaling pathways in cancer. Cell Communication and Signaling. 2024;22(1):7. DOI: https://doi.org/10.1186/s12964-023-01398-5.
31. Harris IS, Treloar AE, Inoue S, Sasaki M, Gorrini C, Lee KC, et al. Glutathione and thioredoxin antioxidant pathways synergize to drive cancer initiation and progression. Cancer Cell. 2015;27(2):211–222. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ccell.2014.11.019.
32. Ayala A, Muñoz MF, Argüelles S. Lipid peroxidation: Production, metabolism, and signaling mechanisms of malondialdehyde and 4‑hydroxy‑2‑nonenal. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2014;2014:360438. DOI: https://doi.org/10.1155/2014/360438.
33. Qu X, Tang Y, Hua S. Immunological approaches towards cancer and inflammation: A cross talk. Frontiers in Immunology. 2018;9:563. DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.00563.
34. Frijhoff J, Winyard PG, Zarkovic N, Davies SS, Stocker R, Cheng D, et al. Clinical relevance of biomarkers of oxidative stress. Antioxidants & Redox Signaling. 2015;23:1144–1170. DOI: https://doi.org/10.1089/ars.2015.6317.
35. Tudek B, Zdżalik-Bielecka D, Tudek A, Kosicki K, Fabisiewicz A, Speina E. Lipid peroxidation in face of DNA damage, DNA repair and other cellular processes. Free Radical Biology and Medicine. 2017;107:77–89. DOI: https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2016.11.043.
36. Busch CJ, Binder CJ. Malondialdehyde epitopes as mediators of sterile inflammation. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Molecular and Cell Biology of Lipids. 2017;1862(4):398–406. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2016.06.016.
37. Xiao L, Xian M, Zhang C, Guo Q, Yi Q. Lipid peroxidation of immune cells in cancer. Frontiers in Immunology. 2024;14:1322746. DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2023.1322746.
38. Sacco R, Eggenhoffner R, Giacomelli L. Glutathione in the treatment of liver diseases: Insights from clinical practice. Minerva Gastroenterologica e Dietologica. 2016;62(4):316–324. PMID: https://pubmed.gov/27603810.
39. Rose S, Melnyk S, Trusty TA, Pavliv O, Seidel L, Li J, et al. Intracellular and extracellular redox status and free radical generation in primary immune cells from children with autism. Autism Research and Treatment. 2012;2012:986519. DOI: https://doi.org/10.1155/2012/986519.
40. Wróblewska J, Wróblewski M, Hołyńska-Iwan I, Modrzejewska M, Nuszkiewicz J, Wróblewska W, et al. The role of glutathione in selected viral diseases. Antioxidants. 2023;12(7):1325. DOI: https://doi.org/10.3390/antiox12071325.
41. Hossain M, Kubes P. Innate immune cells orchestrate the repair of sterile injury in the liver and beyond. European Journal of Immunology. 2019;49(6):831–841. DOI: https://doi.org/10.1002/eji.201847485.
Дополнительные файлы
Рецензия
Для цитирования:
Франциянц ЕМ, Сурикова ЕИ, Каплиева ИВ, Нескубина ИВ, Шакарян ЭГ, Снежко АВ, Бандовкина ВА, Трепитаки ЛК, Погорелова ЮА, Немашкалова ЛА, Лесовая НС. Динамика свободнорадикальных окислительных процессов в латентный период экспериментального метастазирования в печень. Уральский медицинский журнал. 2024;23(5):89–103. https://doi.org/10.52420/umj.23.5.89. EDN: QEHVCY
For citation:
Frantsiyants EM, Surikova EI, Kaplieva IV, Neskubina IV, Shakaryan EG, Snezhko AV, Bandovkina VA, Trepitaki LK, Pogorelova YA, Nemashkalova LA, Lesovaya NS. Dynamics of Free Radical Oxidative Processes During the Latent Period of Experimental Metastasizing to the Liver. Ural Medical Journal. 2024;23(5):89–103. (In Russ.) https://doi.org/10.52420/umj.23.5.89. EDN: QEHVCY
Просмотров:
184
Послать статью по эл. почте 