Orthotopic xenograft model of endometrial cancer in the setting of alloxan-induced diabetes

Full Text

УДК 616-006.6:577.124.8:303.447.3

Ортотопическая модель ксенографта рака эндометрия на фоне аллоксан-индуцированного диабета

 

Е.М. Франциянц, А.И. Шихлярова, В.А. Бандовкина, И.В. Нескубина, Л.К. Трепитаки, А.П. Меньшенина, Е.А. Озеркова, Н.Д. Ушакова, Н.Д. Черярина

 

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Ростов-на-Дону, Россия

Обоснование. Сахарный диабет (СД) и рак эндометрия (РЭ) являются социально значимыми заболеваниями, при этом СД 2 типа признан независимым фактором риска развития РЭ и ухудшения прогноза заболевания. Существующие доклинические модели не учитывают коморбидную патологию, что ограничивает трансляционную ценность исследований. Цель исследования. Создание и фенотипическая характеристика ортотопической модели ксенографта рака эндометрия на фоне аллоксан-индуцированного сахарного диабета. Материалы и методы. Исследование выполнено на 12 самках мышей Balb/c Nude. Сахарный диабет моделировали однократным подкожным введением аллоксана (20 мг/100 г). Клетки аденокарциномы эндометрия человека линии AN3 CA предварительно пассировали подкожно (3–4 пассажа), после чего проводили ортотопическую трансплантацию 1,5–2,5 × 10⁶ клеток в матку. Животных выводили из эксперимента на 15, 28 и 36 сутки (по n=4). Проводили гистологическое исследование с окраской гематоксилин-эозином. Результаты. Аллоксан вызывал стойкую гипергликемию (уровень глюкозы 23,4–34,7 ммоль/л) у 100% мышей. Приживляемость опухоли составила 100%. На 28 сутки у 25% животных развился геморрагический асцит, в одном случае отмечена инвазия опухоли в печень. Гистологически опухоль характеризовалась плотными скоплениями полиморфных клеток с признаками муцинозной дифференцировки, множественными очагами некроза и кровоизлияний, а также выраженной вакуолизацией цитоплазмы. Отмечен агрессивный инвазивный рост с прорастанием миометрия и метастазированием в ипсилатеральный яичник. Контралатеральный яичник сохранял нормальную структуру с фолликулами на разных стадиях созревания и жёлтыми телами. Заключение. Разработанная модель воспроизводит клинически релевантную ситуацию коморбидности рака эндометрия и сахарного диабета, характеризуется высокой приживляемостью, агрессивным инвазивным ростом и метастатическим потенциалом. Модель может быть использована для изучения патогенеза злокачественного процесса на фоне метаболических нарушений и поиска новых терапевтических мишеней. Ключевые слова: рак эндометрия, сахарный диабет, ортотопическая модель, ксенографт, аллоксан, мыши Balb/c Nude, клеточная линия AN3 CA.

Обоснование. Сахарный диабет (СД) и рак эндометрия (РЭ) являются социально значимыми заболеваниями, при этом СД 2 типа признан независимым фактором риска развития РЭ и ухудшения прогноза заболевания. Существующие доклинические модели не учитывают коморбидную патологию, что ограничивает трансляционную ценность исследований.

Цель исследования. Создание и фенотипическая характеристика ортотопической модели ксенографта рака эндометрия на фоне аллоксан-индуцированного сахарного диабета.

Методы. Исследование выполнено на 12 самках мышей Balb/c Nude. Сахарный диабет моделировали однократным подкожным введением аллоксана (20 мг/100 г). Клетки аденокарциномы эндометрия человека линии AN3 CA предварительно пассировали подкожно (3–4 пассажа), после чего проводили ортотопическую трансплантацию 1,5–2,5 × 10⁶ клеток в матку. Животных выводили из эксперимента на 15, 28 и 36 сутки (по n=4). Проводили гистологическое исследование с окраской гематоксилин-эозином.

Результаты. Аллоксан вызывал стойкую гипергликемию (уровень глюкозы 23,4–34,7 ммоль/л) у 100% мышей. Приживаемость опухоли составила 100%. На 28 сутки у 25% животных развился геморрагический асцит, в одном случае отмечена инвазия опухоли в печень. Гистологически опухоль характеризовалась плотными скоплениями полиморфных клеток с признаками муцинозной дифференцировки, множественными очагами некроза и кровоизлияний, а также выраженной вакуолизацией цитоплазмы. Отмечен агрессивный инвазивный рост с прорастанием миометрия и метастазированием в ипсилатеральный яичник. Контралатеральный яичник сохранял нормальную структуру с фолликулами на разных стадиях созревания и жёлтыми телами. Заключение. Разработанная модель воспроизводит клинически релевантную ситуацию коморбидности рака эндометрия и сахарного диабета, характеризуется высокой приживляемостью, агрессивным инвазивным ростом и метастатическим потенциалом. Модель может быть использована для изучения патогенеза злокачественного процесса на фоне метаболических нарушений и поиска новых терапевтических мишеней.

 

Ключевые слова

рак эндометрия; сахарный диабет; ортотопическая модель; ксенографт; аллоксан; мыши Balb/c Nude; клеточная линия AN3 CA. 

 

Orthotopic xenograft model of endometrial cancer in the setting of alloxan-induced diabetes

Elena M. Frantsiyants, Alla I. Shikhlyarova, Valerija A. Bandovkina, Irina V. Neskubina, Lidia K. Trepitaki, Anna P. Menshenina, Elena A. Ozerkova, Natalia D. Ushakova, Natalia D. Cheryarina

National Medical Research Centre for Oncology, Ministry of Health of the Russian Federation, Rostov-on-Don, Russia

BACKGROUND: Diabetes mellitus (DM) and endometrial cancer (EC) are socially significant diseases. Type 2 DM is recognized as an independent risk factor for the development of EC and a poor disease prognosis. Existing preclinical models do not account for comorbid pathology, which limits the translational value of research.

AIM: To develop and phenotypically characterize an orthotopic xenograft model of endometrial cancer in the setting of alloxan-induced diabetes mellitus.

METHODS: The study was performed on 12 female Balb/c Nude mice. Diabetes mellitus was induced by a single subcutaneous injection of alloxan (20 mg/100 g). Human endometrial adenocarcinoma AN3 CA cells were initially passaged subcutaneously (3–4 passages), followed by orthotopic transplantation of 1.5–2.5 × 10⁶ cells into the uterus. Animals were euthanized on days 15, 28 and 36 (n=4 per time point). Histological examination with hematoxylin-eosin staining was performed.

RESULTS: Alloxan caused persistent hyperglycemia (blood glucose levels 23.4–34.7 mmol/L) in 100% of mice. Tumor engraftment rate was 100%. On day 28, 25% of animals developed hemorrhagic ascites; in one case, tumor invasion into the liver was observed. Histologically, the tumor was characterized by dense clusters of polymorphic cells with signs of mucinous differentiation, multiple foci of necrosis and hemorrhages, as well as pronounced cytoplasmic vacuolization. Aggressive invasive growth with myometrial infiltration and metastasis to the ipsilateral ovary was noted. The contralateral ovary retained a normal structure, with follicles at different stages of maturation and corpora lutea.

CONCLUSION: The developed model reproduces a clinically relevant situation of comorbidity between endometrial cancer and diabetes mellitus. It is characterized by high engraftment rate, aggressive invasive growth and metastatic potential. The model can be used to study the pathogenesis of malignancy in the setting of metabolic disorders and to search for new therapeutic targets.

 

Keywords: endometrial cancer; diabetes mellitus; orthotopic model; xenograft; alloxan; Balb/c Nude mice; AN3 CA cell line.

Введение. Сахарный диабет (СД) представляет собой одну из наиболее серьёзных медико-социальных проблем современности и его распространённость неуклонно растёт. По оценкам 2017 года, в мире насчитывалось около 451 миллиона взрослых, живущих с диабетом, причём прирост за семь лет составил 58%, а половина случаев остаётся недиагностированной [1]. Параллельно с этим злокачественные новообразования сохраняют позиции второй по частоте причины смерти, а рак эндометрия (РЭ) среди онкологической патологии у женщин занимает четвёртое место после рака молочной железы, лёгких и колоректального рака [2].

Эпидемиологические исследования убедительно доказывают, что СД 2 типа является независимым фактором риска развития многих видов рака. Согласно масштабному метаанализу Ling и соавторов (2020), охватившему 151 когортное исследование с участием 32 миллионов человек, диабет ассоциирован с повышенным риском развития рака печени, поджелудочной железы и эндометрия, причём для рака эндометрия эта связь признана наиболее убедительной и устойчивой к влиянию неучтённых смешивающих факторов [3]. Выявлена сильная связь между генетической предрасположенностью к СД и шестью видами рака, включая колоректальный, гепатоцеллюлярный, рак желчного пузыря, молочной железы, матки и поджелудочной железы [4].

В последние годы особое внимание исследователей привлекает взаимосвязь между СД и риском развития РЭ. Согласно популяционным данным, стандартизованный коэффициент заболеваемости этим заболеванием у женщин с диабетом достигает 1,69 по сравнению с общей популяцией [5]. Более того, наличие коморбидного СД не только повышает риск возникновения опухоли, но и значимо ухудшает прогноз. Так, пятилетняя общая выживаемость больных РЭ и сопутствующим СД составляет 68%, тогда как у женщин без СД этот показатель достигает 84% [6]. По данным многофакторного анализа, СД остаётся независимым фактором, ассоциированным со снижением выживаемости, после поправки на стадию, возраст и степень злокачественности [7]. В одном из исследований отношение рисков смерти у пациенток с СД составило 1,4 (95% ДИ: 0,9–2,2), что указывает на устойчивую тенденцию к ухудшению прогноза [8].

Метаболические нарушения, характерные для СД — гиперинсулинемия, гипергликемия и дислипидемия — формируют сложный каскад патофизиологических изменений, способствующих канцерогенезу. В условиях гипергликемии усиливаются пролиферация и миграционная активность злокачественных клеток эндометрия, что опосредовано активацией сигнальных путей AMPK/mTOR/S6 и MAPK [9]. Дополнительными ключевыми механизмами выступают инсулинорезистентность, хроническое системное воспаление, окислительный стресс и гормональные сдвиги, включая повышение биодоступности инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1) и эстрогенов [2, 10]. Важно отметить, что дисбаланс процессов свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты играет ключевую роль как в нормальной физиологии эндометрия, так и в его малигнизации, причём выраженность окислительного стресса коррелирует со степенью дифференцировки эндометриоидной аденокарциномы [11].

Согласно общепринятой классификации Бохмана, наиболее распространённый РЭ I типа (70% случаев) является эстрогензависимым, и его развитию способствуют такие факторы, как ожирение, гиперинсулинемия, синдром поликистозных яичников и поздняя менопауза [2, 12].

В доклинических исследованиях рака наиболее распространены подкожные модели опухолей. Они просты в создании, легко контролируются, быстро и стабильно растут, что делает их удобными для скрининга новых молекул [13]. Однако в подкожных опухолях отсутствует сложная микросреда и взаимодействия, характерные для исходного органа, что потенциально ограничивает применимость результатов в клинических условиях. Альтернативой являются ортотопические модели, при которых опухолевые клетки или ткани имплантируются в анатомически правильное место — в случае рака эндометрия в матку. Такие модели призваны воспроизвести естественную микросреду опухолевого очага, включая характерную для ткани структуру, межклеточные взаимодействия и сосудистую систему, что позволяет лучше имитировать сложные взаимодействия и поведение опухолей в человеческом организме [14]. Кроме того, ортотопические модели более точно отражают метастатический потенциал опухолей, поскольку первичная опухоль растёт в своём естественном микроокружении [13]. Вместе с тем, подавляющее большинство существующих доклинических моделей, будь то подкожные или ортотопические, не учитывают наличие коморбидной патологии, в частности СД, тогда как клиническая реальность такова, что значительная доля больных РЭ страдает сопутствующим СД [2]. Это обстоятельство существенно снижает прогностическую ценность доклинических исследований, проводимых без учёта коморбидного фона.

Цель настоящего исследования — создание ортотопической модели ксенографта рака эндометрия на фоне сахарного диабета с оценкой её фенотипических характеристик и метастатического потенциала.

Материалы и методы. В исследовании использовали самок мышей линии Balb/c Nude массой 25 ± 2,5 г. Животных содержали в условиях SPF-вивария при стандартном режиме кормления и поения. Работа с животными проводилась в соответствии с правилами «Европейской конвенции о защите животных, используемых в экспериментах» (Директива 86/609/ЕЕС) и Хельсинкской декларации, а также в соответствии с «Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» и приказом Минздрава России от 19 июня 2003 г. № 267 «Об утверждении правил лабораторной практики». Комиссией по биоэтике ФГБУ «НМИЦ онкологии» Минздрава России от 21.04.2025 был одобрен протокол исследования (протокол этического комитета №2/230).

Диабет у мышей моделировали путём однократного подкожного введения аллоксана моногидрата (Sigma-Aldrich, Cat А7413, США) в дозе 20 мг/100 г массы животного в день внутриматочной трансплантации опухолевых клеток. За 8 часов до введения аллоксана у животных изымали корм, доступ к воде сохранялся. Далее измерение глюкозы крови проводили ежедневно в утренние часы с помощью глюкометра iCheck.

В эксперименте использована клеточная линия эндометриоидной карциномы AN3 CA, полученная из коллекции Института цитологии РАН (г. Санкт-Петербург). Клетки культивировали в полной питательной среде на основе DMEM (ServiceBio, Китай) с добавлением 10% фетальной бычьей сыворотки (HyClone, США), 1% незаменимых аминокислот (Gibco, США), 1% глутамина (Биолот, Россия) и 1% гентамицина (Биолот, Россия) во влажной атмосфере с 5% СО₂ при температуре 37°С. Для подготовки опухолевого материала клеточную линию аденокарциномы эндометрия человека AN3 CA культивировали в стандартных условиях. Мышам Balb/c Nude внутримышечно в заднюю правую конечность трансплантировали 0,3 мл взвеси жизнеспособных клеток AN3 CA в количестве 12,0 × 10⁶ в стерильном фосфатно-солевом буфере PBS (pH 7,4). После достижения опухолью объёма 2,0 см³ животное подвергали эвтаназии, опухоль извлекали и гомогенизировали в стерильном PBS. Для перевивки в матку использовали 3-4 пассажи трансплантируемой подкожно AN3 CA.

Хирургическую процедуру проводили через час после введения аллоксана. Животных наркотизировали комбинацией ксилазина гидрохлорида («Ксила», 30 мг/кг, внутримышечно) и тилетамина гидрохлорида с золазепамом гидрохлоридом («Золетил 100», 6 мг/100 г, внутримышечно). В асептических условиях проводили срединную лапаротомию (длина разреза 1 см). Наполненный мочевой пузырь выводили в рану и отклоняли вперед. В рану выводили маточные рога. Правый или левый маточный рог фиксировали мягким пинцетом. В просвет маточного рога с помощью инсулинового шприца вводили 0,1 мл опухолевой взвеси (1,5–2,5 × 10⁶ клеток). Рог матки перевязывали кетгутом для предотвращения излития взвеси в брюшную полость. Рану трижды обрабатывали антисептическим раствором (фурациллин 1:5000). Дефект кожи ушивали двумя одиночными узловыми швами с использованием синтетического рассасывающегося шовного материала Polysorb (USP 5/0). Операционную рану обрабатывали 2% раствором перекиси водорода.

Всего ортотопическая трансплантация опухолевых клеток была выполнена 12 самкам-мышам линии Balb/c Nude. Животных выводили из эксперимента на 15, 28 и 36 сутки после перевивки: на каждый срок эвтаназии подвергали по 4 мыши. После эвтаназии животных изготавливали срединные продольные гистологические срезы с опухолевого узла толщиной 5–7 мкм с последующей окраской гематоксилин-эозином.

Результаты. Успешность моделирования экспериментального аллоксанового сахарного диабета подтверждена результатами определения уровня глюкозы в крови. Во всех случаях (у всех 12 мышей) после однократного подкожного введения аллоксана развилась стойкая гипергликемия (табл. 1). Через 24 часа после индукции уровень глюкозы в крови составил 23,4 ± 5,1 ммоль/л, что достоверно превышало исходные значения (5,2 ± 0,6 ммоль/л; p <0,01).

Таблица 1

Уровень глюкозы в крови у мышей Balb/c Nude с моделированным сахарным диабетом и перевитой в матку опухолью AN3 CA

Срок исследования	Уровень глюкозы в крови (ммоль/л)	Масса животных (г)
До начала эксперимента	5,2 ± 0,6	28,00±0,61
2 сутки	23,4 ± 5,1	25,00±0,74
6 сутки	29,70±3,08	23,50±0,35
15 сутки	34,70±4,5	24,17±1,09
28 сутки	26,7±4,5	25,90±2,11
36 сутки	28,6±4,5	26,17±2,39

 

В течение всего последующего эксперимента (до 36 суток) гипергликемия сохранялась у 100% животных, превышая норму в 5,7-6,7 раз, что подтверждает стабильность воспроизведённого диабетического состояния. Значимых изменений веса животных в течение всего эксперимента отмечено не было.

Приживаемость опухоли после внутриматочной трансплантации клеток AN3 CA составила 100% (12 животных). Через 15 суток после трансплантации у мышей (n=4) наблюдался рост опухолевых узлов в области матки (рис. 1).

 

а         б

                                                                                                                                          

Рис. 1. Результаты вскрытия животных через 15 суток: а - общий вид препарированного животного, б – двурогая матка с опухолевым процессом.

Через 28 суток у оставшихся мышей (n=4) диагностировано увеличение живота в объёме (рис 2).

а            б

                                                                                                                 

Рис. 2. Результаты вскрытия животных через 28 суток: а – общий вид наркотизированного животного, б – вид брюшной полости у препарированного животного.

При вскрытии в брюшной полости у этих  животных (n=3) определялось небольшое количество геморрагического выпота (рис. 3).

При макроскопическом исследовании органов брюшной полости было установлено, что матка и её рога были представлены опухолевыми узлами, а один из опухолевых узлов был интимно спаян с печенью (рис. 4).

 

.

Рис. 3. Процесс изъятия выпота брюшной полости у препарированной мыши.

 

а       б

                                                                                                   

Рис. 4. Макроскопический вид выделенных из брюшной полости органов: а – матка и рога матки с опухолевыми узлами; б – опухолевый узел интимно спаян с печенью.

 

К 36-м суткам у всех особей в выборке (n=4) при визуальном осмотре полости матки и её рогов обнаружены узлы опухолевой природы. Гистология одного из таких образований, локализованного в области правого рога матки у самки из экспериментальной группы (материал взят на 36-е сутки), продемонстрировала картину, типичную для злокачественного новообразования: обширное скопление атипичных клеток, окружённое рыхлой соединительнотканной капсулой (рис. 5а). В паренхиме новообразования чередовались зоны плотно расположенных карциноматозных клеток с множественными соединительнотканными прослойками и густой сетью сосудов (рис. 5б, в). Опухолевые клетки обладали округлыми либо вытянутыми очертаниями с нечёткой мембраной. Клеточные ядра были увеличены в размерах, отличались полиморфизмом (встречались сегментированные, серповидные, угловатые формы) и наличием глубоких инвагинаций ядерной оболочки (рис. 5г). Определялись множественные фигуры патологического митоза. В клетках и межклеточном пространстве отмечалось значительное количество вакуолей разного размера, что свидетельствовало о секреторной активности, характерной для карциномы эндометрия (рис. 5д).

 

а  б

                                                                                                                   

в  г

                                                                                                                   

д

Рис. 5. Структурные особенности опухолевого узла, расположенного по правому рогу матки мыши Nude на 36 сутки после введения An3Ca в матку на фоне применения аллоксана: а) - общий вид опухолевого узла с широкой рыхлой соединительнотканной оболочкой, плотным ростом клеток, участками кровоизлияния; ув. х 100; б), в) - структура ткани опухоли с плотной упаковкой клеток и стромальными тяжами, подходящими к крупным и мелким кровеносным сосудам, заполненных элементами крови; ув. х 400; г) выраженный клеточный полиморфизм с широкой вариацией размеров и формы ядер с фигурами патологического митоза; ув.х1000; д) образование клетками опухоли внутри- и внеклеточных секреторных вакуолей; ув.х1000. Окр. гематоксилин-эозин.

                                    

Морфологический анализ срезов тела матки и правого яичника показал инвазивный характер роста новообразования с агрессивным поражением указанных органов. Опухолевые клетки инфильтрировали миометрий, вызывая разобщение и разрыхление мышечных волокон (рис. 6а). В тканях правого яичника обнаружена практически полная дезорганизация гистоархитектоники с утратой исходного строения (рис.6 б, в). Визуализировались обширные скопления раковых клеток, зоны некротического распада и множественные очаги геморрагий (рис. 6г). Выраженная внутриклеточная и межклеточная вакуолизация свидетельствовала о муцинозной природе опухоли (рис. 6д–е).

 

           а  б

                                                                                                                          

в   г

                                                                                                                          

д   е

                                                                                                                           

Рис. 6.  Структурные особенности опухолевого  поражения  матки и правого яичника у самки мыши Nude на 36-й день после инокуляции клеточной линии An3Ca в матку на фоне применения аллоксана: а) прорастание клеток опухоли с расслоением мышечных волокон; ув.х100; б), в) - агрессивный рост опухолевых клеток в яичнике с полным стиранием структуры органа и редукцией фолликулов; ув.х100;ув.х400; г) плотное расположение опухолевых клеток, множественные мелкие очаги некроза и кровоизлияния, наличие вакуолей; ув.х400; д) заполнение краевой зоны опухолевого узла и промежутков окружающих мышечных волокон вакуолями со слизистым содержимым; ув.х 400; е) плотно контактирующие группы полиморфных  клеток карциномы с неправильной формой ядер, фигурами патологического митоза, многочисленными мелкими и крупными секреторными вакуолями; ув.х1000. Окр. гематоксилин-эозин.

 

 

В отличие от правого, левый яичник визуально не имел признаков опухолевого поражения и характеризовался относительно сохранной архитектоникой. Мозговое вещество (центральная часть) было представлено жёлтыми телами (рис. 7а). В его корковом слое обнаруживались фолликулы в различных стадиях созревания: среди них были первичные фолликулы с униламинарным строением (рис. 7б), вторичные фолликулы (рис. 7в), а также овоциты с признаками дегенерации (рис. 7г).

 

а   б

                                                                                                                          

в   г

                                                                                                                 

Рис. 7.  Гистологическое строение левого яичника у мыши Nude на 36-е сутки после введения клеток An3Ca в матку на фоне аллоксановой модели диабета: а) общий вид яичника с сохраненной структурой периферических фолликулов и желтых тел в центральной зоне; ув.х100; б) первичный униламинарный фолликул; в) вторичный униламинарный фолликул; г) гибнущие овоциты; ув.х 400. Окр. гематоксилин-эозин.

 

Обсуждение. В настоящем исследовании разработана модель ортотопической перевивки ксенографта рака эндометрия на фоне сахарного диабета. Ключевыми элементами предложенной модели являются: использование клеточной линии аденокарциномы эндометрия человека AN3 CA, предварительное пассирование опухоли подкожно для получения жизнеспособного опухолевого материала, моделирование сахарного диабета с помощью аллоксана и ортотопическая трансплантация опухолевых клеток в матку мышей Balb/c Nude.

Полученные результаты подтверждают успешность разработанного подхода. Через 28 суток после трансплантации у 100% животных развиваются опухолевые узлы в матке, у 25% мышей (n=3) отмечается геморрагический асцит, а в одном случае — инвазия опухоли в печень. Гистологическое исследование подтверждает злокачественный характер опухоли с признаками муцинозной дифференцировки, что соответствует исходной гистологии аденокарциномы эндометрия.

Важно отметить, что опухоль проявляет агрессивный инвазивный рост, прорастет мышечный слой матки и метастазирует в ипсилатеральный яичник. При этом контралатеральный яичник сохранял нормальную структуру, что свидетельствует о преимущественно локальном распространении опухоли на ранних этапах опухолевого процесса. Полученные данные впервые демонстрируют, что наличие сахарного диабета изменяет злокачественный потенциал рака эндометрия, проявляясь в более агрессивном фенотипе по сравнению с ранее описанными моделями без коморбидной патологии.

Известные модели создания ортотопических ксенографтов рака эндометрия (например, с использованием клеток Ishikawa или PDX-моделей) не предусматривают наличия коморбидного сахарного диабета [15]. В литературе описан экспериментальная модель с использованием карциномы Герена на крысах [16], однако она ограничена в экстраполяции на человека из-за использования перевивной опухоли крыс, не являющейся аутентичной моделью рака эндометрия. Разработанная нами модель впервые сочетает ортотопическую трансплантацию клеток аденокарциномы эндометрия человека (AN3 CA) с индукцией аллоксанового диабета, что повышает клиническую релевантность модели.

Предложенная экспериментальная модель обладает рядом преимуществ: ортотопичностью, позволяющей сохранить микроокружение матки; стандартизацией благодаря использованию клеточной линии AN3 CA; контролируемостью за счёт синхронного старта опухолевого роста; экономической доступностью и воспроизводимостью. Разработанная нами модель может быть использована для изучения широкого спектра митохондриальных белков и процессов, вовлечённых в канцерогенез на фоне диабета. В частности, представляет интерес оценка апоптоз-индуцирующего фактора (AIF), который, как показано в исследованиях колоректального рака, участвует в поддержании митохондриального гомеостаза и может быть значим при раке эндометрия [17].

Таким образом, применение аллоксана для индукции диабета у мышей Balb/c Nude в сочетании с внутриматочной трансплантацией опухолевых клеток представляет новый подход, позволяющий моделировать клинически релевантную ситуацию.

Заключение. Разработана и апробирована ортотопическая модель ксенографта рака эндометрия на фоне сахарного диабета, включающая культивирование клеток AN3 CA, их внутримышечную трансплантацию мышам Balb/c Nude с получением подкожной опухоли (3–4 пассаж), индукцию сахарного диабета подкожным введением аллоксана (20 мг/100 г) и последующую внутриматочную трансплантацию 0,1 мл опухолевой взвеси (1,5–2,5 × 10⁶ клеток). В ходе исследования впервые продемонстрировано, что наличие сахарного диабета изменяет злокачественный потенциал рака эндометрия, проявляясь в более агрессивном фенотипе: опухоль характеризуется инвазивным ростом с прорастанием мышечного слоя матки, ранним развитием геморрагического асцита и метастазированием в ипсилатеральный яичник. Предложенная модель позволяет изучать патогенез злокачественного процесса в условиях коморбидной метаболической патологии, оценивать вклад гипергликемии в прогрессирование опухоли и проводить поиск новых терапевтических мишеней.

 

Список литературы/Reference

1. Cho NH, Shaw JE, Karuranga S, et al. IDF Diabetes Atlas: Global estimates of diabetes prevalence for 2017 and projections for 2045. Diabetes Res. Clin. Pract. 2018;138:271–281. doi: 10.1016/j.diabres.2018.02.023.
2. Hooks O, Jhumkhawala V, Sibson K, et al. Diabetes, Obesity, and Endometrial Cancer: A Review. Curr Oncol. 2025 Nov 29;32(12):672. doi: 10.3390/curroncol32120672. 
3. Ling S, Brown K, Miksza JK, et al. Association of Type 2 Diabetes With Cancer: A Meta-analysis With Bias Analysis for Unmeasured Confounding in 151 Cohorts Comprising 32 Million People. Diabetes Care. 2020;43(9):2313-2322. doi: 10.2337/dc20-0204.
4. Pearson-Stuttard J, Papadimitriou N, Markozannes G., et al. Type 2 Diabetes and Cancer: An Umbrella Review of Observational and Mendelian Randomization Studies. Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention. 2021;30(6):1218-1228. doi: 1158/1055-9965.EPI-20-1245.

5.                  Zabuliene L, Kaceniene A. Steponaviciene L, et al. Risk of endometrial cancer in women with diabetes: A population-based retrospective cohort study. J. Clin. Med. 2021;10:3453. doi: 10.3390/jcm10163453.  6.                  Zanders MM, Boll D, van Steenbergen LN, et al. Effect of diabetes on endometrial cancer recurrence and survival. Maturitas. 2013;74(1):37-43. doi: 10.1016/j.maturitas.2012.10.007. 7.                  Nicholas Z, Hu N, Ying J,  Soisson P. Impact of comorbid conditions on survival in endometrial cancer. Am J Clin Oncol. 2014;37(2):131-134. doi:10.1097/COC.0b013e318277d5f4. 8.                  Chia VM, Newcomb PA, Trentham-Dietz A, Hampton JM. Obesity, diabetes, and other factors in relation to survival after endometrial cancer diagnosis. Int. J. Gynecol. Cancer. 2007;17:441–446. doi: 10.1111/j.1525-1438.2007.00790.x. 9.                  Han J, Zhang L, Guo H, et al. Glucose promotes cell proliferation, glucose uptake and invasion in endometrial cancer cells via AMPK/mTOR/S6 and MAPK signaling. Gynecol. Oncol. 2015;138:668–675. doi: 10.1016/j.ygyno.2015.06.036. 10.              Friedenreich CM, Morielli AR, Lategan I, et al. Physical activity and breast cancer survival-epidemiologic evidence and potential biologic mechanisms. Curr. Nutr. Rep. 2022;11:717–741. doi: 10.1007/s13668-022-00431-2. 11.              Сурикова ЕИ, Франциянц ЕМ, Каплиева ИВ, и др. Состояние процессов свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты в миоме матки и в эндометриоидной аденокарциноме в зависимости от ее степени дифференцировки. Южно-Российский онкологический журнал. 2025; 6(1): 50-59. doi: 10.37748/2686-9039-2025-6-1-6. EDN: SBNFVK / Surikova EI, Frantsiyants EM, Kaplieva IV, et al. Free radical oxidation and antioxidant defense in uterine myoma and endometrioid adenocarcinoma depending on its degree of differentiation. South Russian Journal of Cancer. 2025; 6(1): 50-59. (In Russ.). doi: 10.37748/2686-9039-2025-6-1-6.EDN: SBNFVK

12. Berek JS, Matias-Guiu X, Creutzberg C, et al. Endometrial Cancer Staging Subcommittee, FIGO Women's Cancer Committee. FIGO staging of endometrial cancer: 2023. Int J Gynaecol Obstet. 2023 Aug;162(2):383-394. doi: 10.1002/ijgo.14923. 
13. Hanssen KM, Fletcher JI, Kamili A. Generation of Orthotopic and Subcutaneous Patient-Derived Xenograft Models from Diverse Clinical Tissue Samples of Pediatric Extracranial Solid Tumors. Methods Mol Biol. 2024;2806:55-74. doi: 10.1007/978-1-0716-3858-3_6.
14. Zhang W, Fan W, Rachagani S, et al. Comparative Study of Subcutaneous and Orthotopic Mouse Models of Prostate Cancer. Sci Rep. 2019;9(1):11117. doi: 10.1038/s41598-019-47308-z.
15. Vollmer G. Endometrial cancer: experimental models useful for studying the molecular aspects of endometrial cancer and carcinogenesis. Endocr Relat Cancer. 2003;10(1):23-42. doi: 10.1677/erc.0.0100023.
16. Frantsiiants EM, Shikhliarova AI, Kaplieva IV, et al. Proprietor(s): federalnoe gosudarstvennoe biudzhetnoe uchrezhdenie "Natsionalnyi meditsinskii issledovatelskii tsentr onkologii" Ministerstva zdravookhraneniia Rossiiskoi Federatsi. Method for modelling guerin carcinoma in uterus with underlying diabetes. Russian Federation patent RU 2833143 C1. 14.01.2025. EDN: NMQQAL.
17. Кит ОИ, Франциянц ЕМ, Ильченко СА, и др. Содержание апоптоз-индуцирующего фактора (AIF) в митохондриях клеток опухоли у больных колоректальным раком. Южно-Российский онкологический журнал. 2025; 6(2): 14-21. doi: 10.37748/2686-9039-2025-6-2-2. EDN: JQCJHR / Kit OI, Frantsiyants EM, Ilchenko SA, et al. Apoptosis-Inducing Factor (AIF) content in tumor cell mitochondriafrom colorectal cancer patients. South Russian Journal of Cancer. 2025; 6(2): 14-21. (In Russ.). doi: 10.37748/2686-9039-2025-6-2-2. EDN: JQCJHR

 

Вклад авторов

Франциянц Е.М. – разработка концепции, научное руководство;

Шихлярова А.И. – написание рукописи – рецензирование и редактирование;

Бандовкина В.А. – написание черновика рукописи;

Нескубина И.В. – валидация результатов;

Трепитаки Л.К. – проведение исследования;

Меньшенина А.П. – валидация результатов;

Озеркова Е.А. – визуализация;

Ушакова Н.Д. – визуализация;

Черярина Н.Д. – формальный анализ.

Все авторы одобрили рукопись (версию для публикации), а также согласились нести ответственность за все аспекты настоящей работы, гарантируют надлежащее рассмотрение и решение вопросов, связанных с точностью и добросовестностью любой её части.

 

Информация об авторах:

Франциянц Елена Михайловна, доктор биол. наук, профессор, e-mail: super.gormon@yandex.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3618-6890; eLibrary SPIN: 9427-9928.

Шихлярова Алла Ивановна, доктор биол. наук, профессор, e-mail: shikhliarova.a@mail.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2943-7655; eLibrary SPIN: 6271-0717.

Бандовкина Валерия Ахтямовна, доктор биол. наук, доцент, e-mail: valerryana@yandex.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2302-8271; eLibrary SPIN: 8806-2641.

Нескубина Ирина Валерьевна, доктор биол. наук, e-mail: neskubina.irina@mail.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7395-3086; eLibrary SPIN: 3581-8531.

Трепитаки Лидия Константиновна, канд. биол. наук, e-mail: legolab69@yandex.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9749-2747; eLibrary SPIN: 2052-1248.

Меньшенина Анна Петровна, доктор мед. наук, доцент, e-mail: anna.menshenina.00@mail.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7968-5078; eLibrary SPIN: 6845-4794.

Озеркова Елена Александровна, e-mail: eozerkova@list.ru, ORCID: https://orcid.org/0009-0005-8658-8902; eLibrary SPIN: 8708-7013.

Ушакова Наталья Дмитриевна, доктор мед. наук, профессор, e-mail: ndu2000@rambler.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0068-0881; eLibrary SPIN: 9715-2250.

Черярина Наталья Дмитриевна, адрес: Россия, 344037, Ростов-на-Дону, улица 14-я линия, д.63; телефон: 8 8632001000 доб.486; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3711-8155; eLibrary SPIN: 2189-3404; e-mail: scalolas.92@yandex.ru,

 

Information about the authors:

Elena M. Frantsiyants, D.Sc. (Biology), Professor, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3618-6890; eLibrary SPIN: 9427-9928, e-mail: super.gormon@yandex.ru.

Alla I. Shikhlyarova, D. Sc. (Biology), Professor, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2943-7655; eLibrary SPIN: 6271-0717, e-mail: shikhliarova.a@mail.ru

Valerija A. Bandovkina, D.Sc. (Biology), Associate Professor, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2302-8271; eLibrary SPIN: 8806-2641, e-mail: valerryana@yandex.ru.

Irina V. Neskubina, D. Sc. (Biology), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7395-3086; eLibrary SPIN: 3581-8531, e-mail: neskubina.irina@mail.ru

Lidia K. Trepitaki, C. Sc.(Biology), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9749-2747; eLibrary SPIN: 2052-1248, e-mail: legolab69@yandex.ru

Anna P. Menshenina, Doctor of Medical Sciences, Associate Professor, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7968-5078; eLibrary SPIN: 6845-4794, e-mail: anna.menshenina.00@mail.ru.

Elena A. Ozerkova, ORCID: https://orcid.org/0009-0005-8658-8902; eLibrary SPIN: 8708-7013, e-mail: eozerkova@list.ru

Natalia D. Ushakova, D. Sc. (Medicine), Professor, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0068-0881; eLibrary SPIN: 9715-2250, e-mail: ndu2000@rambler.ru.

Natalia D. Cheryarina, address: 14-th liniya, 63, 344037 Rostov-on-Don, Russia; Phone: 8 8632001000 (486); ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3711-8155; eLibrary SPIN: 2189-3404; e-mail: scalolas.92@yandex.ru,

About the authors

Elena Frantsiyants

Email: super.gormon@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3618-6890

Alla Shikhlyarova

Email: shikhliarova.a@mail.ru

Valerija Bandovkina,

Email: valerryana@yandex.ru

Irina Neskubina

Email: neskubina.irina@mail.ru

Lidia Trepitaki

Email: legolab69@yandex.ru

Anna Menshenina

Email: anna.menshenina.00@mail.ru

Elena Ozerkova

Email: eozerkova@list.ru

Natalia Ushakova

Email: ndu2000@rambler.ru

Natalia Cheryarina

ФГБУ "НМИЦ онкологии"

Author for correspondence.
Email: scalolas.92@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3711-8155

биолог лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей

Russian Federation

References

Supplementary files