Роль гіпергомоцистеїнемії у динаміці росту злоякісних пухлин

Диссертация посвящена исследованию роли гипергомоцистеинемии (ГГЦ) в динамике роста злокачественных опухолей и экспериментальному обоснованию целесообразности ее коррекции с помощью комплекса витаминов В6, В9 та В12 при злокачественных новообразованиях.

Основные задачи исследования состояли в том, чтобы определить концентрацию гомоцистеина (ГЦ) в плазме крови и уровень общего метилирования ДНК в тканях опухоли и печени животных с экспериментальными опухолями; создать экспериментальную модель ГГЦ и исследовать на ней влияние модуляторов обмена ГЦ на уровень общего метилирования ДНК в печени крыс; изучить влияние ГГЦ на динамику роста и метастазирование трансплантируемых опухолей; исследовать влияние ГГЦ без воздействия и при условии ее коррекции витаминами В6, В9 та В12 на химический канцерогенез в молочной железе (МЖ) крыс, индуцированный нитрозометилмочевиной (NMU) и на противоопухолевый эффект доксорубицина (ДОКС) у крыс с карциносаркомой Уокер-256.

В результате проведенных исследований по созданию диетической модели ГГЦ, пригодной для использования в экспериментальной онкологии, была усовершенствована общеизвестная метиониновая модель ГГЦ, а также разработана новая - метиониновая витамин-дефицитная модель ГГЦ. С помощью хроматографического или иммуноферментного методов был определен уровень ГЦ в плазме крови и установлено, что метиониновые нагрузки в рационе оказывают дозозависимый эффект на содержание ГЦ в плазме крови животных. Кроме того, определено, что при метиониновой ГГЦ увеличение концентрации ГЦ в плазме крови ассоциируется с возрастом животных. При сочетании метиониновых нагрузок в рационе животных с дефицитом витаминов В6, В9 и В12 происходит более быстрое и более значительное увеличение концентрации ГЦ в плазме крови животных различных возрастных групп.

На различных экспериментальных модельных системах злокачественного роста установлено, что на стадии экспоненциального роста опухолей концентрация ГЦ в плазме крови возрастает и прямо коррелирует с массой опухолей. При уменьшении скорости роста опухолей (на терминальной стадии) концентрация ГЦ в плазме крови снижается и может достигать уровня интактного контроля, а также обратно коррелирует с массой опухолей.

С помощью радиоизотопного метода определения уровня общего метилирования ДНК (по соотношению между 5-метилцитозином и цитозином) установлено, что увеличение концентрации ГЦ в плазме крови лабораторных животных (при экспериментальной ГГЦ или при опухолевом росте) прямо коррелирует со снижением уровня тканеспецифического метилирования ДНК.

На NMU-индуцированной модели канцерогенеза в МЖ крыс установлено, что пребывание животных в условиях метиониновой ГГЦ на протяжении латентного периода приводит, с одной стороны, к снижению частоты возникновения опухолей МЖ и коэффициента множественности, а с другой - к сокращению латентного периода, увеличению относительного количества, массы и объема злокачественных опухолей МЖ по сравнению с аналогичными показателями у животных из групы контроля.

Показано, что пребывание животных-опухоленосителей в условиях экспериментальной ГГЦ приводит к торможению роста и метастазирования трансплантируемых опухолей, снижению уровня общего метилирования ДНК в тканях опухоли и печени, а также к усилению процессов тромбообразования в сосудах опухоли. У животных с карциносаркомой Уокер-256 установлено, что метионин-индуцированная ГГЦ приводит к существенному снижению противоопухолевого эффекта ДОКС (коэффициенты торможение роста опухолей и увеличение продолжительности жизни значительно уменьшались по сравнению с контролем).

Показано, что при экспериментальной ГГЦ комплекс витаминов В6, В9 и В12 в количествах, которые в 5 раз превышают их содержание в контроле, нормализует содержание ГЦ в плазме крови, обладает протекторными свойствами по отношению к общему гипометилированию ДНК в печени и в опухоли, нивелирует эффекты ГГЦ по отношению к NMU-индуцированному канцерогенезу в МЖ крыс, полностью предупреждает снижение противоопухолевого эффекта ДОКС и не стимулирует рост опухолей.

Таким образом, на основании результатов проведенных комплексных исследований установлено, что ГГЦ играет существенную роль в динамике роста злокачественных опухолей за счет взаимосвязи обмена ГЦ с процессами метилирования ДНК, а также экспериментально обоснована целесообразность коррекции ГГЦ при терапии больных с онкологическими заболеваниями с помощью ДОКС.

Ключевые слова: гипергомоцистеинемия, метилирование ДНК, рост и метастазирование злокачественных опухолей, канцерогенез в молочной железе, витамины В6, В9 та В12, доксорубицин.

Pryzymyrska T. V. Role of hyperhomocysteinemia in the dynamics of malignant tumour growth (an experimental study). - Manuscript.

Dissertation for the candidate of medical science degree in speciality 14.01.07 - oncology. - R.E. Kavetsky Institute of Experimental Pathology, Oncology and Radiobiology, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv - 2008.

The thesis is devoted to the study of the role of hyperhomocysteinemia (HHCу) in the dynamics of malignant tumour growth as well as to the experimental substantiation of the advisability of HHCy correction at malignant tumours by the complexes of B6, B9, and B12 vitamins.

A new methionine vitamin-deficiency model of HHCy is proposed that enables to increase substantially the homocysteine (HCy) level in blood plasma of laboratory animals during short time. The increase of HCy concentration in blood plasma at methionine HHCy is shown to depend on the age of animals.

By different models of tumour growth, the increase of HCy concentration in blood plasma and its direct correlation with the tumour mass were demonstrated at the stage of exponential tumour growth. The decrease of HCy concentration and its inverse correlation with the tumour mass were demonstrated at the terminal stage of tumour growth, i. e. when the tumour growth rate decreases.

It is found that the increase of HCy concentration in the blood plasma of laboratory animals (either at experimentally observed HHCy or at tumour growth) correlates directly with the decrease of the level of general tissue-specific DNA methylation.

The decrease of mammary tumours incidence and multiplicity coefficient on the one hand as well as the decrease of latent period and the increase of relative quantity, mass, and volume of mammary malignant tumours on the other hand were demonstrated for the animals with N-methyl-N-nitrosourea (NMU)-induced mammary carcinogenesis and chronical HHCy during the latent period, comparing to the animals from the control group.

The deceleration of the growth and metastasis of transplanted tumours at experimental HHCy, the decrease of the level of general DNA methylation in the tumour tissue and the liver, the intensification of the processes of tumour vessel obstruction, and the considerable decrease of the anti-tumour effect of doxorubicine were found in the rats with the Walker-256 carcinosarcoma.

The correction of experimental HHCy by the B6, B9, and B12 vitamin complexes with the concentration in five fold increased comparing to that in the control group were shown to normalise the HCy concentration in the blood plasma. It also protects from the total DNA hypomethylation in the liver and the tumour, degrades the HHC effects on the NMU-induced mammary rat carcinogenesis, counteracts to the decrease of the antitumour effect of doxorubicine, and did not promote the tumour growth.

Key words: hyperhomocysteinemia, DNA methylation, growth and metastasis of malignant tumours, mammary gland carcinogenesis, vitamines B6, B9, and B12, doxorubicine.

Размещено на Allbest.ru