Противоопухолевая эффективность сонодинамической терапии с фотосенсибилизатором хлоринового ряда в эксперименте

Введение. Сонодинамическая терапия – одно из актуальных направлений научных исследований в экспериментальной онкологии. Метод основан на комбинированном применении фотосенсибилизирующих агентов и ультразвукового излучения с определенными параметрами. В результате такого взаимодействия происходит индуцирование сонохимических реакций и эффекта кавитации в опухолевой клетке. Следствием является ее гибель (апоптоз, аутофагия).

Цель исследования – изучение противоопухолевой эффективности сонодинамической терапии с фотосенсибилизатором (ФС) хлоринового ряда в эксперименте на лабораторных животных с перевивными опухолями.

Материалы и методы. Работа выполнена на 50 лабораторных животных (белые беспородные крысы) весом 250 ± 50 г. В качестве опухолевых моделей использовали лимфосаркому Плисса (ЛФС) и альвеолярный рак печени РС1 (РС1), перевитые подкожно. ФС хлоринового ряда (РУП «Белмедпрепараты», Беларусь) вводился внутривенно в дозе 2,5 мг/кг. Локальное ультразвуковое воздействие осуществляли через 2,5–4 ч после введения ФС однократно с помощью аппарата для ультразвуковой терапии (УЗТ) Phyaction U (Gymna Yniphy, Бельгия) с частотами 1,04 и 3 МГц, интенсивностью 2 Вт/см2, продолжительностью 10 мин в непрерывном режиме. Для каждого из опухолевых штаммов исследование выполнялось на 25 лабораторных животных, распределенных на группы (по 5 особей): интактный контроль; УЗТ (1,04 МГц); УЗТ (3 МГц); ФС + УЗТ (1,04 МГц); ФС + УЗТ (3 МГц). Критериями оценки противоопухолевой эффективности были показатели динамики роста перевивных опухолей: средний объем опухолей (V ср , см3), коэффициент торможения роста опухолей (ТРО, %), коэффициент абсолютного прироста опухолей (К) и частота полных регрессий через 60 сут после воздействий (%).

Результаты. Для ЛФС V ср в исследуемых группах составил 32,72 ± 7,23; 26,81 ± 1,06; 14,80 ± 5,08; 9,37 ± 6,05 и 22,25 ± 4,91 см3 соответственно (р ˂0,05). Коэффициент ТРО в опытных группах составил 20,27; 54,77; 71,36 и 31,99 % соответственно. Коэффициент К в исследуемых группах составил 21,64; 14,52; 6,12; 4,91 и 15,34 соответственно. Частота полных регрессий опухолей – 0, 20, 20, 40 и 0 % соответственно. Для РС1 V ср в исследуемых группах составил 23,29 ± 5,11; 6,22 ± 2,22; 11,78 ± 4,57; 6,38 ± 2,57 и 13,06 ± 3,53 см3 соответственно (р ˂0,05). Коэффициент ТРО в опытных группах составил 73,25; 49,42; 72,60 и 43,92 % соответственно. Коэффициент К в исследуемых группах составил 8,34; 1,11; 3,39; 2,91 и 5,05 соответственно. Частота полных регрессий опухолей – 0, 0, 0, 40 и 0 % соответственно.

Выводы. Полученные данные свидетельствуют о тенденции к увеличению противоопухолевой эффективности комбинированного применения ФС и сонодинамической терапии на различных по гистологической структуре и характеру роста перевивных опухолях, а также о перспективности дальнейших исследований соносенсибилизирующих свойств фотосенсибилизирующих агентов.

1. Tzerkovsky D.A., Protopovich E.L., Stupak D.S. Sonodynamic and sonophotodynamic therapy in oncology. Biomedical Photonics 2019;8(2):31–46. DOI: 10.24931/2413-9432-2019-8-2-31-46.

2. Rosenthal I., Sostaric J.Z., Riesz P. Sonodynamic therapy – a review of the synergistic effects of drugs and ultrasound. Ultrason Sonochem 2004;11(6):349–63. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2004.03.004.

3. Yumita Т., Nishigaki T., Umemura K., Umemura S.I. Synergetic effect of ultrasound and hematoporphyrin on sarcoma 180. Jpn J Cancer Res 1990;81(3):304–8. DOI: 10.1111/j.1349-7006.1990.tb02565.x.

4. Tserkovsky D.A., Alexandrova E.N., Chalau V.N., Istomin Yu.P. Effects of combined sonodynamic and photodynamic therapies with photolon on a glioma C6 tumor model. Exp Oncol 2012;34(4):332–5.

5. Церковский Д.А., Александрова Е.Н., Чалов В.Н., Истомин Ю.П. Соно-фотодинамическая терапия с фотолоном саркомы М-1 крыс. Росcийский биотерапевтический журнал 2012;11(4):29–31.

6. Лимфосаркома Плисса (электронный ресурс). Режим доступа: http://www.bionco.ru/methods/exp_chemotherapy/strains/char_strains/LSP/. Дата доступа: 22.10.2020.

7. Холангиома (альвеолярный рак печени РС1) (электронный ресурс). Режим доступа: http://www.bionco.ru/methods/exp_chemotherapy/strains/char_strains/rs1/. Дата доступа: 22.10.2020.

8. Трещалина Е.М., Жукова О.С., Герасимова Г.К. и др. Методические указания по изучению противоопухолевой активности фармакологических веществ. В кн.: Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. М.: Медицина, 2005. C. 637–651

9. Jia Y., Wang X., Liu Q. et al. Sonodynamic action of hypocrellin B triggers cell apoptoisis of breast cancer cells involving caspase pathway. Ultrasonics 2017;73:154–61. DOI: 10.1016/j.ultras.2016.09.013.

10. Shen J., Cao S., Sun X. et al. Sinoporphyrin sodium-mediated sonodynamic therapy inhibits RIP3 expression and induces apoptosis in the H446 small cell lung cancer cell line. Cell Physiol Biochem 2018;51(6):2938–54. DOI: 10.1159/000496045.

11. Lia E., Sunc Y., Lu G. et al. Sinoporphyrin sodium based sonodynamic therapy induces antitumor effects in hepatocellular carcinoma and activates p53/caspase 3 axis. Int J Biochem Cell Biol 2019;113:104–14. DOI: 10.1016/j.biocel.2019.01.009.

12. Prada F., Sheybani N., Franzini A. et al. Fluorescein-mediated sonodynamic therapy in a rat glioma model. J Neurooncol 2020;148(3):445–54. DOI: 10.1007/s11060-020-03536-2.

13. Costley D., McEwan C., Fowley C. et al. Treating cancer with sonodynamic therapy: a review. Int J Hyperthermia 2015;32(2):107–17. DOI: 10.3109/02656736.2014.992484.

14. Escoffre J.M., Bouakaz A.B. Therapeutic ultrasound. Switzerland: Springer, 2016. 459 p.

15. McHale A.P., Callan J.F., Nomikou N. et al. Sonodynamic therapy: concept, mechanism and application to cancer treatment. Adv Exp Med Biol 2016;880:429–50. DOI: 10.1007/978-3-319-22536-4_22.