X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

На сегодняшний день онкологические заболевания занимают второе место в мире среди причин смертности после сердечно-сосудистых заболеваний. Но их лечение посредством химиотерапии далеко не всегда эффективно. В последнее время появилось достаточно много работ по исследованию аспирина в качестве дополнительного лекарственного средства против рака, которое, как сообщают источники [1, 3], необходимо применять вместе с курсом химиотерапии. Механизм действия аспирина на канцерогенез ещё недостаточно изучен, поэтому исследования в этом направлении актуальны и представляют собой большой интерес. Перспективным является исследование противоопухолевого действия аспирина в комплексе с каким-либо веществом, проявляющим иммуностимулирующее действие.

Цель работы: провести исследование научной литературы по обоснованию использования аспирина в качестве противоопухолевого средства и начать эксперимент по определению оптимальной терапевтической дозы на мышах линии BALB/c с привитой миеломой Sp 2/0 Ag14.

Материалы и методы исследования.

Работа проводится на 72 линейных мышах BALB/c – самцах, с массой тела 25-30 г. За сутки до начала эксперимента мышам внутрибрюшинно инъецируется суспензия клеток миеломы штамма Sp 2/0 Ag14 (10⁶ клеток на мышь). Оценка противоопухолевой активности проводится на 16-е сутки по таким критериям, как торможение развития асцита - уменьшение количества асцитической жидкости в мл (ТРА), торможение прироста массы тела (ТПМ), медиана продолжительности жизни (МПЖ) и через полгода - увеличение продолжительности жизни мышей (УПЖ). Исследования проводятся в 4-х экспериментальных группах: 1 – «контроль-миелома», животные с привитой миеломой без лечения; 2-4 – «контроль-миелома+аспирин», животные с привитой миеломой на фоне аспириновой терапии в дозировке 5, 15 и 30 мг/кг в 0,1 мл раствора соответственно. Дозу введения препарата на одну мышь рассчитывали, исходя из инструкции по применению аспирина для взрослых.

Результаты и обсуждение.

Предварительное экспериментальное исследование на животных показало, что в группе животных, получавших аспирин в дозе 5 мг/кг происходило уменьшение объема асцитической жидкости на 36,3%. При этом, снижение прироста массы тела происходило на 38,4%, а МПЖ увеличивалась примерно на 53%.

В области действия аспирина на канцерогенез было проведено немало исследований [1-9]. Так, доказано, что ежедневное применение аспирина в дозе до 325 мг в день уменьшает риск развития рака прямой кишки (РПК) на 24% и связанную с РПК смертность на 35% [2]. В расширенном мета-анализе доказано, что ежедневное применение аспирина в любой дозе ассоциируется с 21%-ным снижением риска всех случаев смерти от рака, в том числе и РПК, при этом положительный эффект проявлялся только через 5 лет [1]. Особо важным проведенное исследование является для лиц, страдающих синдромом Линча. Это генетически обусловленное заболевание, при котором наблюдается развитие злокачественных опухолей толстого кишечника; передающееся по аутосомно-доминантному типу и составляет около 3% от общего количества случаев РПК [2].

Есть сведения о противоопухолевом действии аспирина на канцерогенез при раке предстательной железы, а также о его благоприятном влиянии на уменьшение риска метастазирования [3].

Ряд проведенных исследований выявил снижение риска возникновения рака молочной железы (РМЖ) на 9-30% при приеме аспирина [4]. Показано также, что препарат может предотвращать ранние метастазы при данном заболевании, в связи с чем он может играть огромную роль в профилактике развития канцерогенеза. Среди 4164 участников с РМЖ, принимавших в качестве дополнительного лечения аспирин, было зарегистрировано 341 случай смерти от РМЖ, 400 рецидивов (включая 341 смерть от РМЖ), исследование проводилось в течение 5 лет [4].

Был также подробно изучен сам механизм действия аспирина на раковые клетки путём запуска процесса их апоптоза. Апоптоз – регулируемый процесс программируемой клеточной гибели, в результате чего клетка распадается на отдельные апоптотические тельца. Процесс обеспечивает уничтожение воспалительных клеток путем фагоцитоза, следовательно, воспалительная реакция не развивается.

Различают три стадии апоптоза: сигнальная, эффекторная, деградационная.

 

Стадии апоптоза

 

 

Сигнальная

Эффекторная

Деградационная

 

 

1. Рецепторно-зависимый путь

2. Митохондриальный путь

1. Каспазный каскад

1. Морфологические изменения

2. Биохимические изменения

 

Инициация апоптоза зависит от многих неблагоприятных факторов: гипоксия, нарушение метаболизма, химические и физические влияния и др. Несмотря на природу того или иного фактора, в ответ на его действие будет активироваться сигнальная фаза апоптоза, которая может проходить по двум механизмам.

Рецепторно-зависимый – возникает при воздействие неблагоприятного фактора на рцепторы клеточной смерти. Эти рецепторы представлены белками, расположенными на поверхности мембраны клетки. После активации рецепторы взаимодействуют с внутриклеточными адаптерами, что приводит к возникновению ряда каспазных реакций и к апоптозу.

Исследуя особенности механизма действия аспирина, митохондриальный путь инициации представляет больший интерес, так как известно, что аспирин действует по типу нестероидных противовоспалительных препаратов и возникновение апоптоза в результате его реакции обусловленно активацией апоптогенных белков. Существует два вида апоптогенных белков: проапоптогенные (стимулируют апоптоз), антиапоптогенные (подавляют апоптоз). Таким образом, действие аспирина направленно на активацию первых и ингибирование вторых. После активации проапоптогенные белки (Bax) встраиваются в мембрану и увеличивают ее проницаемость. Увеличение проницаемости приводит к высвобождению растворимых белков – цитохромов С, участвующих в процессе апоптоза. Цитохромы С соединяются с белком АПФ – 1 – белок, активирующий апоптоз. Результатом взаимодействия является возникновение каспазного каскада.

Каспазы – протеазы, расщепляющие белки. Различают инициаторные и эффекторные каспазы. Инициаторные являются начальной стадией и активируются за счет апоптосом, К таким каспазам относится каспаза 9. В дальнейшем происходит активация сначала прокаспазы 3, а затем каспазы 3. Они являются эффекторными и поэтому активируются по мере необходимости инициаторными каспазами.

Каспазный каскад относится к эффекторной фазе апоптоза. В результате происходит гибель клеточных компонентов, а также инактивация белков, блокирующих апоптоз, в связи с чем прекратить процесс становится невозможным.

Конечно, помимо каспаз существует также и другие эффекторы, обеспечивающие апоптоз. В частности флавопротеины. Они активируют эндонуклеазы в ядре, которые участвуют во фрагментации ДНК. Однако действие аспирина на них не выявлено, так как этот путь апоптоза происходит независимо от каспаз.

На последнем этапе – деградации происходит фрагментация клетки на отдельные апоптотические тельца, которые достаточно быстро фагоцитируются макрофагами.

Способность аспирина к стимуляции апоптоза обуславливает также и его регуляцию. Известно, что регуляцию данного процесса осуществляют различные вещества, однако наиболее подробно стоит рассмотреть роль белка-супрессора опухоли p-53. Как правило, этот белок активируется при повреждении ДНК, однако аспирин также может воздействовать на него в процессе реакции ацетилирования. В результате, активированный белок ингибирует белок p21, участвующий в задержке клеточного цикла, что также приводит к апоптозу.

Помимо этого белок p53 регулирует действие проапоптотических белков, что также

приводит к гибели клетки.

Механизм действия аспирина на раковые клетки, как показали исследования [5], проявляется в том, что он в физиологически достижимой концентрации 100 мМ ацетилирует белок-супрессор опухоли p53 – регулятор апоптоза, а также ингибирует p21CIP1 – белок, участвующий в задержке клеточного цикла. А совместно с камптотецином (цитотоксическим хинолиновым алкалоидом, ингибирующим фермент топоизомеразу I, участвующий в процессе репликации ДНК), он значительно увеличивает степень апоптоза, в связи с чем аспирин может являться препаратом, усиливающим действие и увеличивающим эффективность противораковых лекарственных веществ.

Существует и противоположное мнение в вопросе эффективности действия аспирина на канцерогенез и, даже, напротив, стимуляции им развития раковых заболеваний в случае его приёма без определённой суточной дозировки (отметим, что все предыдущие исследования не предусматривали какой-либо определённой суточной дозы, пациенты с онкологическими заболеваниями принимали аспирин регулярно как в низких, так и в высоких дозах) [6, 8, 9].

Так, было доказано, что в результате длительного применения аспирина запускается процесс потери железа, что в результате приводит к железодефицитной анемии. Это явление, в частности, связано с оккультным желудочным кровотечением (проявляется железодефицитной анемией, слабостью, снижением гемоглобина и эритроцитов; происходит из сети капилляров). Организм, страдающий железодефицитной анемией, в свою очередь, становится более уязвимым для канцерогенеза, а также роста опухоли [6].

В результате оккультных желудочных кровотечений вследствие применения аспирина организм может терять до 5-10 мл крови в день, которая содержит 2,5-5 мг железа. Потери железа со скоростью 2,5 мг в день в течение 10 дней сравнимы с типичным менструальным периодом [6].

Результаты исследования сывороточного ферритина у лиц, использующих аспирин, перекликаются со значительными потерями железа [8].

Ферритин – сложный белковый комплекс, выполняющий роль основного внутриклеточного депо железа у человека и животных; содержится во всех органах и тканях, является донором железа в клетках, нуждающихся в нём. Свободные атомы железа токсичны для организма и поэтому, благодаря ферритину, цитозольные запасы железа поддерживаются в растворимой и нетоксичной форме. Обычный уровень растворимости железа низок, ферритин же увеличивает его в сто триллионов раз [7].

Установлено, что средний уровень ферритина в сыворотке крови у лиц, принимающих аспирин регулярно, был ниже на 21-50%, что свидетельствует о потере железа организмом [8]. Применение аспирина в высоких (1-3г/сут) и низких (150-300 мг/сут) дозах ассоциировалось со значениями ферритина на 20% ниже, чем у лиц, не принимающих лекарственный препарат [9]. Т.е. есть доказательства, свидетельствующие о значительном сокращении запасов накопленного железа с течением времени при регулярном приёме аспирина. Данная реакция на ацетилсалициловую кислоту является вариабельной, так как в первую очередь зависит от индивидуальных свойств организма пациента [6]. В связи с этим, важно учитывать этот факт, и на основе реакции организма на приём аспирина определять конкретную суточную дозу приёма препарата, дабы исключить отрицательное воздействие на здоровье.

Выводы.

По данным экспериментального исследования на линейных мышах BALB/c с привитой миеломой Sp 2/0 Ag14 аспирин оказывает антиканцерогенный эффект, выражающийся в снижении прироста массы тела, а также в увеличении торможения развития асцита и медианы продолжительности жизни.

Но при всём положительном влиянии на канцерогенез, стоит учитывать, что аспирин помимо положительного влияния может оказывать в случае неправильно подобранной дозировки отрицательное действие, что приводит к обратному эффекту – канцерогенезу и росту опухоли.

Список литературы:

1. X.Garcia-Albeniz, A.T.Chan. Aspirin for the prevention of colorectal cancer. Best Pract Res Clin Gastroenterol, 25. 2011. С. 461-472.

2. Lingauer C, Kinzler KW, Vogelstein B. Genetic instabilities in human cancers. Nature. 1998. T. 396. №6712. C. 643-649.

3. Elwood PC, Morgon G, Pickering JE, Galante I, Weightman AL, Morris D. Aspirin in the treatment of cancer: Reductions in metastatic spread and in mortality: A systematic review and meta-analyses of published studies. PLoS ONE, 11(4). 2016. C. 345-348.

4. Holmes M, Chen W, Li L, Hertzmark E, Spiegelman D. Aspirin intake and survival after breast cancer. Journal of clinical oncology, 2010. C. 1467-1472.

5. Alfonso L, Srivenugopal K, Arumugam T, Abbruscato T, Weidans J. Aspirin inhibits camptothecin-induced p21CIP1 levels and potentiates apoptosis in human breast cancer cells. International journal of oncology. 2009. C. 597-608.

6. Mascitelli L, Pezetta F, Sullivan JL. Aspirin-associated iron loss as an anticancer mechanism. Medical Hypotheses, 74. 2010. C. 78-80.

7. Nutr J. Ferritin: at the crossroads of iron and oxygen metabolism. Theil EC. 2003. C. 133.

8. Fleming DJ, Jacques PF, Massaro JM, D’Agostino Sr RB, Wilson PW, Wood RJ. Aspirin intake and the use of serum ferritin as a measure of iron status. Am J Clin Nutr, 74(2). 2001. C. 219.

9. Milman N, Ovesen L, Graudal N. Iron status in Danes updated 1994. I: prevelance of iron deficiency and iron overload in 1332 men aged 40-70 years. Influence of blood donation, alcohol intake, and iron supplementation. Ann Hematol, 78(9). 1999. C. 393-400.

Код для цитирования: Скопировать