EFFICACY OF AN TRANSARTERIAL CHEMOEMBOLIZATION (TACE) WITH MICROSPHERES FROM POLY(VINYL ALCOHOL) LOADED OF DOXORUBICIN AGAINST ANAPLASTIC CARCINOMA VX2 IN RABBITS



Cite item

Full Text

Abstract

The research is devoted to the study of the efficacy of new Russian microspheres loaded by (MC/DOX) of 0.4-0.6 mm diameter on a basis of cryogel with poly(vinyl alcohol) intended for a transarterial chemoembolization (TACE). MC/DOX in dose of of 0.5-1.0 ml contained Doxorubicin of 16 mg or 32 mg were transarterially injected in a single dose to rabbits (n = 24) with the VX2 anaplastic carcinoma of the moderate volume of 3-5 cm2 which developed in femur muscles (the pool of a femoral artery). The time of complete released of DOX was 16 days up to dose (a cumulative dose) 16 and 32 mg, respectively. The efficacy was controlled with the decrease of the tumor growth rate and significant inhibition through embolization of turnpike blood of a tumor zone under radiological monitoring. MC/DOX were shown both to give rise in the regression of tumor nodes and reduce the growth rate by 2.0-2.5 times in dependence on the dose value. The reliable therapeutic prize of MC/DOX against embolization effect of 0.5 ml MC that achieved at the maximal DOX cumulative dose of 32 mg consists in the achievement of regression of VX2 up to 50% at 5 of 6 rabbits with the development of the cure pathomorphological effect of III degree which is characterized by the gain in the area of a necrosis by 1.5-3.0 times. The maximal efficient cumulative dose of 32 mg Doxorubicin exceeds value of Maximum Planned Dose (MPD) of Doxorubicin by 6 times for systemic injection to rabbits. The embolizing effect of MC/DOX in the form of blocking of shallow arterioles at preservation of turnpike blood supply did not depend on the size of the applied dose. The reliable antineoplastic effect revealed on this model allows good out perspective for a transarterial chemoembolization of a tumor with MC/DOX.

Full Text

Трансартериальная (внутриартериальная - в/а) эм-болизация (transatrerial embolization, TAE) и химиоэмболизация (transatrerial chemoembolization - TACE) относятся к малоинвазивным методам интервенционной радиологии неоперабельных опухолей печени, почек и поджелудочной железы [1]. Оба метода реализуются благодаря использованию различных микросфер из пористых материалов, позволяющих частично перекрыть кровоток питающей артерии и затем локально доставить в опухолевый узел цитостатик в относительно высокой концентрации. В результате существенно повышается интенсивность и избирательность повреждения опухоли при меньшей системной токсичности, что доказано клиническим применением микросфер DC-Bead [2-4]. Ранее на модели, развившей в мышцах бедра опухоли крыс РС1, нами был получен дозозависимый противоопухолевый эффект в/а МС/DOX, максимальный уровень которого был невысок из-за невозможности введения достаточного инъекционного объема в артерию малого сечения [5]. Настоящее исследование на кроликах выполняют для осуществления в/а химиоэмболизации в адекватных объемах и выявления истинного уровня противоопухолевого действия МС/DOX. Цель исследования - экспериментальное изучение эффективности внутриартериальной химиоэмболизации нагруженными доксорубицином микросферами бедренной артерии кроликов с развившейся в ее бассейне анапластической карциномой VX2. Задачи исследования - оценить эффективность в/а и химиоэмболизации МС/DOX бедренной артерии кроликов с VX2 под контролем морфометрических показателей роста опухоли и рентгеноконтрастной ангиографии, а также верифицировать ингибирование роста опухолевых узлов VX2 у кроликов после в/а химиоэмболизации МС/DOX с помощью лечебного патоморфоза. Материал и методы Для экспериментов использованы 26 кроликов породы гигант массой тела 2,5-3 кг из питомника «Столбовая», в том числе 2 кролика для поддержания штамма VX2 и 24 особи для постановки опытов. Анапластическую карциному VX2 кроликов получали из банка РОНЦ [6] и трансплантировали внутримышечно (в/м) кроликам по 1 мл 10% взвеси опухолевой ткани в растворе Хенкса [7]. Для постановки опыта с МС/DOX кроликов делили на 4 группы по 6 особей в каждой. Для контроля роста опухоли (КРО) использовали группу кроликов с лигированной бедренной артерией, для контроля эмболизации - группу, получавшую «пустые» МС, т. е. без DOX в сравнении с известным контрастером «Омнипак». Использованы МС d = 0,4-0,6 мм на основе криогеля поливинилового спирта с молекулярной массой 86 кДа и степенью дезацелирования 100%, переданные для исследований из лаборатории криохимии биополимеров Института элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН. Для получения МС/DOX использована субстанция DOX («Сикор Сосиэта Италиана Кортикостероиди С. р. л.», Италия), нагруженная в МС по методике криогранулирования при -12°C из 9% водного раствора указанного полимера [7]. Скорость высвобождения DOX из МС, рассчитанная на 16-е сутки, составила 75%. Полная высвобожденная из МС/DOX доза DOX (кумулятивная доза) при объеме 0,5 мл составила 16 мг, при объеме 1 мл - 32 мг. Группы кроликов: группа КРО, лигирование регионарного сосуда; группа МС/DOX 0,5 мл, получила в/а однократно кумулятивную дозу DOX 16 мг; группа МС/DOX 1 мл, получила в/а однократно кумулятивную дозу DOX 32 мг; группа МС 0,5 мл, получила эмболизирующее лечение в/а однократно. Для оценки регрессии опухоли с помощью УЗ-сканера двукратно измеряли индивидуальную площадь опухолевого узла до и после воздействий для расчета средней площади в группе (S0, St). О скорости роста опухоли судили через 16 дней после воздействия по соотношению St/S0 в динамике, времени удвоения площади опухоли τ и коэффициенту эффективности К (τопыта/τконтроля). Патоморфологическую верификацию ингибирующего действия выполняли по степени лечебного патоморфоза (ЛП) в ткани VX2 в соответствии с известными критериями для животных [6, 9]. Об эффективности в/а эмболизации судили по степени блокирования сосудистого русла опухоли с помощью рентгеноконтрастной ангиографии до и сразу после введения в/а агентов с помощью рентгеноконтрастного препарата «Омнипак» (Amersham Health Корк, Ирландия). Результаты статистически обработали с помощью компьютерной программы Excel 2013 и Excel для Windows 2007 и критерия t Фишера, значимыми считали различия при p ≤ 0,05. После завершения экспериментов животных умерщвляли с помощью передозировки эфирного наркоза при соблюдении гуманных методов обращения, принятых в России [10]. Результаты Показано, что в группе КРО без специфического лечения с лигированием артерии (КРО) площадь в/м узла VX 2 после трансплантации на 14, 21 и 30-е сутки достигает S0 3,0 ± 1,0; St1 10,0 ± 1,0 см2 и St2 22,0 ± 5,0 см2. Соотношение площадей опухолевых узлов составило на 21-е сутки St1/S0 3,3 и на 30-е сутки St2/S0 6,6, а τ ≈ 4,0 дня. В группе МС 0,5 мл показано выраженное избирательное блокирование сосудистого русла опухоли S 3-4 см2, свидетельствующее об эффективной эмболизации. Эффективность в/а эмболизации МС 0,5 мл в сравнении с группой КРО выражается в достоверной двукратной задержкой роста по площади в/м VX2 (p = 0-0,02) без регрессии. Соотношение площадей опухолевых узлов на 8-е и 16-е сутки после лечения составило St1/S0 1,8 и St2/S0 2,6, τ ≈ 8 дней, К = 2. В группах МС/DOX независимо от величины примененных доз происходит идентичное блокирование мелких артериол при сохранении магистрального кровоснабжения за счет избирательной эмболизации сосудистого русла (рис. 1, см. 2-ю полосу вклейки). В группе МС/DOX 0,5 мл на 8-е и 16-е сутки после лечения St1/S0 2 и St2/S0 2,5 (доза DOX 8 и 16 мг соответственно), τ = 8 дней, К = 2. В сравнении с группой КРО эти показатели достоверно меньше (в 2,6 раза; p < 0,02) и идентичны группе «пустых» МС 0,5 мл. В группе МС/DOX 1 мл на 8-е и 16-е сутки после лечения St1/S0 = 2 и St2/S0 = 1,75 (доза DOX - 16 и 32 мг соответственно), τ = 7 дней. У 5 из 6 кроликов отмечена частичная регрессия опухолевых узлов (табл. 1). Анализ показателей ЛП свидетельствует, что митотическая активность опухолевых клеток не меняется независимо от воздействия и дозы МС/DOX. Число клеток с признаками апоптоза возрастает до 0,2-0,5% только в группах МС/DOX и МС 0,5 мл независимо от дозы. Площадь некрозов имеет несколько другую динамику. Индуцированный некроз в опухоли возникает во всех леченых группах, но значимое дозозависимое увеличение площади некроза в 1,5-3 раза в сравнении с группой КРО получено только в группах МС/DOX. Максимальные патоморфологические изменения на уровне 50-60% некроза с развитием ЛП III степени зарегистрированы при дозе по DOX 32 мг (рис. 2, см. 2-ю полосу вклейки, табл. 2). Переносимость лечения МС/DOX при всех использованных объемах была удовлетворительной. Побочные эффекты включали развитие контрактуры мышц бедра и были неспецифическими для химиоэмболизации с цитостатиком. Заключение Исследование посвящено изучению эффективности новых отечественных нагруженных доксорубицином микросфер d = 0,4-0,6 мм (МС/DOX) на основе криогеля поливинилового спирта, предназначенных для в/а химиоэмболизации опухоли при введении в/м. МС/DOX в объемах 0,5 и 1 мл вводили однократно кроликам (n = 24) с развившейся в мышцах бедра (бассейн бедренной артерии) анапластической карциномой VX2 среднего объема Vср = 3-5 см2. Величина полной высвобожденной до окончания наблюдения (16 сут) дозы DOX (кумулятивная доза) составила 16 и 32 мг на животное соответственно. Об эффективности судили по степени регрессии, скорости роста и значимом ингибировании эмболизации сосудистого русла опухоли под рентгенологическим контролем. Показано, что МС/DOX дозозависимо вызывает регрессию опухолевых узлов и снижает скорость роста в 2-2,5 раза. Достоверный терапевтический выигрыш МС/DOX перед в/а эмболизацией МС 05 мл реализуется после высвобождения максимальной кумулятивной дозы DOX 32 мг и заключается в достижении регрессии VX2 до 50% у 5 из 6 кроликов с развитием лечебного патоморфоза III степени, характеризующегося увеличением площади некроза в 1,5- 3 раза. Максимальная эффективная доза 32 мг/кг в 6 раз превышает величину максимально переносимой дозы для системного введения кроликам. Эмболизирующий эффект МС/DOX в виде блокирования мелких артериол при сохранении магистрального кровоснабжения не зависел от величины примененной дозы. Выявленный на этой модели достоверный противоопухолевый эффект позволяет считать перспективной трансартериальную химиоэмболизацию опухоли с МС/DOX.
×

About the authors

M. N Yakunina

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

Email: irsovet@yandex.ru
Moscow, 115478, Russian Federation

A. Yu Fadeev

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

Moscow, 115478, Russian Federation

M. S Kalishjan

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

Moscow, 115478, Russian Federation

N. T Raihlin

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

Moscow, 115478, Russian Federation

E. A Smirnova

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

Moscow, 115478, Russian Federation

H. M Treshalina

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

Moscow, 115478, Russian Federation

B. I Dolgushin

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

Moscow, 115478, Russian Federation

References

  1. Долгушин Б.И., Виршке Э.Р., Косырев В.Ю., Трофимов И.А., Кукушкин А.В., Черкасов В.А., Сергеева О.Н., Мартынков Д.В., Шишкина Н.А. Трансартериальная химиоэмболизация микросферами с доксорубицином в лечении неоперабельных больных гепатоцеллюлярным раком (отдаленные результаты). Анналы хирургической гепатологии. 2013; (4): 10-6.
  2. Базин И.С. Гепатоцеллюлярный рак - современное состояние проблемы. Практическая онкология. 2008; 9(4): 216-28.
  3. Bruix J., Sala M., Llovet J. Chemoembolization for hepatocellular carcinoma. Gastroenterology. 2004; 127(5):179-88.
  4. Долгушин Б.И., Патютко Ю.И., Виршке Э.Р., Трофимов И.А., Черкасов В.А., Кукушкин А.В. и др. Артериальная химиоэмболизация микросферами с доксорубицином (DC BEAD™) в лечении больных гепатоцеллюлярным раком (предварительные результаты). Анналы хирургической гепатологии. 2009; (2): 53-8.
  5. Aravalli R.N, Cressman E.N.K. Relevance of rabbit VX2 tumor model for studies on human hepatocellular carcinoma: a microRNA-based study. J. Clin. Med. 2015; 4(12): 1989-97.
  6. Трещалина Е.М., Жукова О.С., Герасимова Г.К., Андронова Н.В., Гарин А.М. Методические рекомендации по доклиническому изучению противоопухолевой активности лекарственных средств. В кн.: Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Под ред. А.Н. Миронова. М.: Гриф и К.; 2012: 642-57.
  7. Лозинский В.И. Криотропное гелеобразование растворов поливинилового спирта. Успехи химии. 1998; 67(7): 641-55.
  8. Якунина М.Н., Фадеев А.С., Калишьян М.С., Трещалина Е.М. Особенности проведения эмболизации крупными микросферами бедренной артерии крыс и кроликов. Рос. онкол.журн. 2015; (5): 40-3.
  9. Лавникова Г.А. Гистологический метод количественной оценки терапевтического повреждения опухоли. М.: Методические рекомендации; 1979: 1-13.
  10. Европейская конвенция по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей, ЕЭС, Страсбург, 1985 г. Ланималогия. 1993; (1): 29.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2017 Eco-Vector


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 - 86496 от 11.12.2023 г. 
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 80673 от 23.03.2021 г.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies