БИОФИЗИКА, 2020, том 65, № 2, с. 367-375

БИОФИЗИКА СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

УДК 615.831:616-006.6

ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ В ТКАНЯХ КРЫС

ПРИ ОПУХОЛЕВОМ РОСТЕ В УСЛОВИЯХ

ОЗОНО-ФОТОДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

*Приволжский исследовательский медицинский университет Минздрава России,

603005, Нижний Новгород, пл. Минина и Пожарского, 10/1

**Пущинский государственный естественно-научный институт Минобрнауки России,

142290, Московская область, Пущино Московской области, проспект Науки, 3

***Институт биофизики клетки РАН- обособленное подразделение ФИЦ «Пущинский научный центр биологических

исследований РАН», 142290, Пущино Московской области, ул. Институтская, 3

E-mail: ozone_stg@mail.ru

Поступила в редакцию 02.12.2019 г.

После доработки 02.12.2019 г.

Принята к публикации 20.01.2020 г.

С использованием модели карциномы почки РА исследовано озоно-фотодинамическое воздей-

ствие на скорость опухолевого роста и окислительную модификацию белков в тканях крыс. Пока-

зано, что разработанный экспериментально-терапевтический метод, основанный на совместном

парентеральном введении озонированного физиологического раствора с концентрацией озона в

озоно-кислородной смеси 400 мкг/л внутрибрюшинно и 0.3% раствора фотосенсибилизатора «Фо-

тосенс» интратуморально с локальным действием света с длиной волны 660 ± 10 нм в течение

10 мин, снижает интенсивность опухолевого роста. На фоне комбинированного применения озо-

нированного физиологического раствора и фотодинамической терапии наблюдается нормализация

про-/антиоксидантного баланса в организме экспериментальных животных.

Ключевые слова: фотодинамическое воздействие, озонированный физиологический раствор, окисли-

тельный стресс, окислительная модификация белков, экспериментальная карцинома почки, аутбред-

ные крысы.

DOI: 10.31857/S0006302920020209

стемных поражений, возможность проведения

Фотодинамическое воздействие, генерирую-

ранней диагностики и органосохраняющей тера-

щее активные формы кислорода при облучении

пии, одновременное совмещение диагностики и

фотосенсибилизатора светом, используется в он-

терапии [1], противоопухолевая эффективность

кологической практике в основе фотодинамиче-

фотодинамического воздействия во многом зави-

ской терапии (ФДТ), которая рассматривается

сит от кровоснабжения и степени оксигенации

как многообещающий подход при лечении по-

опухоли [2]. Одним из подходов, способствую-

верхностно расположенных злокачественных но-

щих увеличению насыщенности кислородом

вообразований, множественных опухолей, пер-

крови и тканей, является озонотерапия [3].

вичных и метастатических поражений у инкура-

бельных больных, у пациентов с тяжелыми

Ранее мы показали, что применение озониро-

сопутствующими патологиями [1]. Однако не-

ванного физиологического раствора (ОФР) в

смотря на целый ряд преимуществ ФДТ, таких

комплексе с ионизирующим излучением селек-

как малая инвазивность, высокая избиратель-

тивно управляет тканевой радиочувствительно-

ность поражения новообразования, низкая тем-

стью, повышает терапевтический интервал между

новая токсичность вводимых фотосенсибилиза-

опухолевой и нормальной тканью. Вызванная

торов, отсутствие риска тяжелых местных и си-

озоном искусственная оксигенация, преодолева-

ющая радиорезистентность гипоксических кле-

Сокращения: ФДТ - фотодинамическая терапия, ОФР - ток лимфосаркомы Плисса, позволила снизить

озонированный физиологический раствор, ОМБ - окис-

дозу гамма-облучения и, следовательно, умень-

лительная модификация белков, ДНФГ - динитрофенил-

шить нагрузку на здоровые ткани организма [4].

гидразоны, ТБК - тиобарбитуровая кислота, ОИП - ори-

ентировочно-исследовательское поведение.

Синергизм озоно- и химиотерапии был проде-

367

368

ЩЕРБАТЮК и др.

монстрирован нами на моделях крысиных опухо-

тивность, ориентировочно-исследовательскую

левых штаммов - гепатоме-27 и гепатоме Зайде-

активность, эмоциональность и уровень тревож-

ля. Нами было показано, что совместное приме-

ности.

нение ОФР и 5-фторурацила крысам с перевитой

Эксперименты по исследованию комбиниро-

гепатомой-27 и гепатомой Зайделя тормозит рост

ванного действия ОФР и ФДТ были выполнены

опухоли на 54 и 66% и увеличивает продолжи-

на 32-х крысах. В качестве модели неоплазии бы-

тельность жизни экспериментальных животных

ла взята быстрорастущая опухоль - карцинома

на 62 и 86% соответственно [5]. Применение та-

почки (штамм PA, РОНЦ им. Блохина РАМН,

кой комбинированной терапевтической схемы

Москва). Инкубационный период опухоли

приводит к коррекции про-/антиоксидантного

не превышает семи-десяти суток, развитие опу-

баланса в организме опухоленосителей, снижает

холи полностью завершается к 26-м суткам от мо-

уровень окислительной модификации белков

мента перевивки. Опухоль для инокуляции брали

(ОМБ), повышает общую антиоксидантную ак-

на 14-е сутки развития. Инокулюм РА вводили

тивность и активность антиоксидантных фермен-

крысам подкожно в область левого бедра.

тов (супероксиддисмутазы и каталазы) в крови

В эксперимент брали особей с исходным объе-

животных в условиях роста гепатомы-27 и гепато-

мы Зайделя. Комбинированное введение ОФР и

мом подкожно перевитой опухоли от 0.5 до

доксорубицина в дозах 0.6 и 1.2 мг/кг внутривен-

4.2 см³. На девятые сутки после трансплантации

но крысам с гепатомой Зайделя общим курсом

животные были равномерно распределены в за-

семь суток тормозило рост опухоли на 54 и 56%

висимости от объемов опухоли и их ориентиро-

соответственно, а также снижало общую свобод-

вочно-исследовательской

активности

по

норадикальную активность, интенсивность пере-

группам: 1) животные-опухоленосители без воз-

кисного окисления липидов, активность су-

действия «РА» (n = 6); 2) животные-опухоленоси-

пероксиддисмутазы и каталазы [6].

тели, которым проводили инъекции озонирован-

Принимая во внимание, что озонотерапия мо-

ного физиологического раствора «ОФР» (n = 6);

жет уменьшить опухолевую гипоксию, привести

3) животные-опухоленосители, которым прово-

к менее агрессивному поведению опухоли и пред-

дили процедуры «ФДТ» (n = 6); 4) животные-опу-

ставляется действенным адъювантом во время

холеносители, которым проводили комбиниро-

проведения ФДТ, мы выполнили серию экспери-

ванную терапию «ФДТ + ОФР» (n = 5). Отдель-

ментов по разработке способа повышения проти-

ную группу «Интактные» составили интактные

воопухолевой эффективности ФДТ.

крысы (n = 9), которые не подвергались никаким

воздействиям.

Цель исследования состояла в оценке проти-

воопухолевой эффективности комбинированно-

Схема воздействия. Учитывая характер роста

го применения фотодинамического воздействия

экспериментальной модели карциномы почки

и озонированного физиологического раствора с

РА, была разработана следующая схема комбини-

контролем влияния этого воздействия на ОМБ

рованной терапии [9].

тканей организма лабораторных животных-опу-

Для проведения ФДТ интратуморально вводи-

холеносителей.

ли 0.3%-й раствор фотосенсибилизатора - гид-

роксиалюминия трисульфофталоцианин (ГНЦ

«НИОПИК», Москва) в три точки опухоли из

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

расчета 30% от объема опухоли. Затем через 10 ч

Животные. В исследованиях были использова-

после инъекций препарата на каждую точку в те-

ны 2.5-месячные аутбредные крысы-самцы SD

чение

10 мин воздействовали светодиодным

(Sprague Dawley) массой 250 ± 25 г, приобретен-

лазером с длиной волны 660 ± 10 нм и интенсив-

ные в НПП «Питомник лабораторных животных»

ностью излучения 100 мВт/см². В качестве источ-

(Пущино Московской обл.). Эксперименты про-

ника света использовали аппарат физиотерапев-

водили на базе кафедры биологии Приволжского

тический светодиодный АФС (ООО «Полиро-

исследовательского медицинского университета

ник», Москва). Всего было проведено два сеанса

(ПИМУ, Нижний Новгород) в весенне-летний

ФДТ - на 15-е и 19-е сутки после перевивки.

период. Животных содержали в стандартных

условиях вивария с естественным освещением,

Действие озона осуществляли введением ОФР

получали полнорационный комбикорм («Лабо-

в течение десяти суток (пять воздействий через

раторкорм», Москва) и без ограничений питье-

сутки), начиная с десятых суток после перевивки

вую водопроводную воду. До ввода в эксперимент

опухолевого штамма. Внутрибрюшинно вводили

крысы (n = 105) были протестированы в тесте

по 0.5 мл ОФР с концентрацией озона в озоно-

«Открытое поле» [7] в ранее предложенной моди-

кислородной смеси 400 мкг/л. Инъекции ОФР

фикации [8] для выявления девиантного пове-

животным осуществляли сразу после барботиро-

дения и отбраковывания особей. Определяли го-

вания изотонического 0.9%-го раствора хлорида

ризонтальную и вертикальную двигательную ак-

натрия озоно-кислородной смесью. Озоно-кис-

БИОФИЗИКА том 65

№ 2

2020

ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ

369

лородную смесь получали из медицинского

ных ферментов супероксиддисмутазы и каталазы

сверхчистого кислорода на озонаторе «ТЕОЗОН»

в гомогенатах тканей. Об активности супероксид-

(РФЯЦ-ВНИИЭФ, Саров Нижегородской обл.)

дисмутазы судили по реакции восстановления

[10].

нитросинего тетразолия, каталазы - по измене-

нию оптической плотности в области поглоще-

Методы оценки опухолевого роста. Противо-

ния пероксида водорода [14]. Активность фер-

опухолевый эффект проводимой терапии оцени-

ментов выражали в единицах активности на 1 г

вали по коэффициенту абсолютного прироста

ткани.

опухоли (K), который рассчитывали на основе из-

менения объемов опухолевого узла по формуле (1):

Статистический анализ. Все эксперименты

проведены по протоколу «слепого контроля», ко-

−V

гда экспериментатор, проводивший измерения,

(1)

не знал, какие воздействия были использованы.

Все данные представлены в виде Me [25%; 75%],

π ⎛d

⎞

где Me - медиана регистрируемого параметра, а

где

⋅ ⎜

⎟

- объем опухолевого узла

⎝

⎠

25 и 75% - интерпроцентильный размах. Стати-

стический анализ проводили с использованием

(см³), V₀ - до воздействия, V_t - после воздействия

однофакторного

дисперсионного

анализа

на срок наблюдения t, d₁ и d₂ - два взаимно пер-

(ANOVA) и критерия множественного сравнения

пендикулярных поперечных сечения опухоли (в

Стьюдента-Ньюмена-Кейлса при нормальном

см). Значения K ≥ 0 оценивали как продолжен-

распределении данных по тесту Колмогорова-

ный рост неоплазии, -1 ≤ K <0 - как торможение

Смирнова (p < 0.016). Для парного сравнения

роста, а K = -1 - как полную регрессию опухоли.

групп данных использовали U-критерий Манна-

Заключение о полной регрессии неоплазии дела-

Уитни (p < 0.05).

ли на основании отсутствия видимого и пальпи-

руемого очага [11].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Методы оценки параметров свободнорадикаль-

ного окисления. На 20-е сутки после транспланта-

Результаты по оценке опухолевого роста у

ции опухоли животных выводили из эксперимен-

крыс без воздействия и после проведенной тера-

та декапитацией под ингаляционным наркозом с

пии на 10-е и 20-е сутки после перевивки пред-

последующим обескровливанием, затем прово-

ставлены в табл. 1. Случаев спонтанной регрессии

дили вскрытие с извлечением и фиксацией орга-

трансплантированной карциномы почки РА у

нов в жидком азоте [12]. Для биохимических ис-

животных не было выявлено (табл. 1). После про-

следований использовали плазму крови и гомоге-

ведения фотодинамического воздействия полная

наты тканей печени и селезенки. Гомогенизацию

регрессия карциномы наблюдалась в трех из ше-

тканей осуществляли в жидком азоте методом

сти случаев, а внутрибрюшные инъекции ОФР

растирания.

вызвали полную регрессию опухоли только в од-

Для определения выраженности окислитель-

ном случае (табл. 1). При этом после ФДТ при

продолженном росте карциномы в некоторых

ного стресса, вызванного ростом опухоли и озо-

случаях наблюдалась интенсификация роста опу-

но-фотодинамическим воздействием, оценивали

холи по сравнению с контролем, о чем можно су-

показатели ОМБ как одного из ранних индикато-

ров повреждения ткани [13], перекисного окисле-

дить по более высоким показателям коэффици-

ния липидов и антиоксидантной системы.

ента прироста опухоли (табл. 2).

Степень ОМБ анализировали по реакции карбо-

Анализ индивидуальных физиологических

нильных группировок с 2,4-динитрофенил-гид-

особенностей крыс с интенсификацией роста

разином: кетон-динитрофенилгидразонов (ке-

опухоли после ФДТ показал, что они относятся к

тон-ДНФГ) и альдегид-динитрофенилгидразо-

животным с исходно высоким уровнем ориенти-

нов (альдегид-ДНФГ) при спонтанном и металл-

ровочно-исследовательского поведения (ОИП) в

индуцированном окислении [14]. Концентрацию

тесте «Открытое поле» (табл. 3). Учитывая дан-

карбонильных производных, образующихся в ре-

ные о связи поведения лабораторных крыс с

зультате ОМБ, выражали в единицах оптической

уровнем функциональной активности иммуно-

плотности, отнесенных на 1 мг белка или мл плаз-

компетентных клеток [17], показателей иммунно-

мы [15]. Детектировали ТБК-активные продукты

го статуса с интенсивностью процессов свобод-

(ТБК - тиобарбитуровая кислота) перекисного

норадикального окисления [18] и об обратной

окисления липидов [14]. Интенсивность общей

корреляционной зависимости между показателя-

свободнорадикальной активности оценивали

ми свободнорадикальной активности и поведен-

косвенно методом индуцированной перекисью

ческими реакциями крыс [19], можно заключить,

водорода и сульфатом железа хемилюминесцен-

что экспериментальные животные с высоким

ции [16]. Состояние антиоксидантной системы

уровнем ОИП имеют низкие уровни продуктов

защиты оценивали по активности антиоксидант-

пероксидации при активной иммунной системе

БИОФИЗИКА том 65

№ 2

2020

370

ЩЕРБАТЮК и др.

Таблица 1. Изменение объема опухолевого узла и коэффициента абсолютного прироста опухоли у крыс без

воздействия и после проведенной терапии

Объем опухоли, см³

Случаи

Исходный объем

Сутки после перевивки

K прироста

Группа животных

регресса

опухоли, см³

опухоли

20 (после

опухоли

10 (до лечения)

лечения)

1.40

20.83

7.56

РА

0/6

[1.02; 2.81]

[4.68; 35.43]

[3.59; 11.61]

1.77

12.22

1.92

ФДТ

3/6

[1.77; 2.57]

[0.00; 33.27 ]

[-1.00; 17.80]

0.52 - 4.19

2.03

15.92

4.13

ОФР

1/6

[1.77; 2.81]

[5.20; 32.61]

[1.94; 17.42]

1.91

3.32

0.42*

ФДТ + ОФР

2/5

[0.52; 4.19]

[1.76; 7.58]

[-0.41; 5.44]

Примечание. * - p < 0.05 по сравнению с группой без воздействия (РА) по U-критерию Манна-Уитни

Таблица 2. Интенсивность роста карциномы почки РА в случаях продолженного роста (K ≥ 0)

Кол-во животных без регрессии

Группа животных

Коэффициент прироста опухоли

опухоли

РА

7.56 [3.59; 11.61]

ФДТ

17.26 [4.83; 28.79]

ОФР

4.88 [3.39; 17.45]

ФДТ + ОФР

3.49 [0.42; 11.17]

Таблица 3. Параметры ориентировочно-исследовательского поведения аутбредных белых крыс SD в тесте

«Открытое поле»

Вертикальная двигательная

Горизонтальная двигательная активность

активность

Ориентировочно-

Группа

исследовательская

животных

С опорой на

активность

Периферическая

Центральная

Суммарная

Свободная

Суммарная

стенку

210

227

237

2 [1; 5]

(n = 25)

[195; 221]

[13; 23]

[209; 242]

[8; 11]

[10; 16]

[219; 253]

155

168

175

2 [0; 4]

(n = 57)

[143; 164]*

[7; 17]

[152; 177]*

[4; 11]

[5; 13]

[161; 186]*

104

117

126

1 [0; 3]

(n = 23)

[74; 125]*^

[4; 13]*

[84; 134]*^

[2; 7]*

[4; 9]*

[88; 142]*^

Примечание. 1 - группа животных с высоким уровнем ОИП; 2 - группа животных со средним уровнем ОИП; 3 - группа

животных с низким уровнем ОИП; * - p < 0.001 относительно группы 1, ^ - p < 0.001 относительно группы 2 по

множественному критерию Стьюдента-Ньюмена-Кейлса.

БИОФИЗИКА том 65

№ 2

2020

ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ

371

АФК

–

(1О , О /Н О ,₂₂₂₂ONOO , O )₃

OOH

OOH OOH

OOH OOH OOH

OOH

OOH OOH OOH

Оксидантные/

Низкий

Средний

Высокий

антиоксидантные

уровень ПОЛ

процессы

сбалансированы

Стрессовый

Структурные и

сигнал

метаболические

повреждения

Выживание

Индукция

антиокидантной

сигнала

Лизис мембран

активности

апоптоза

Некроз

Выживание

Апоптоз

Рис. 1. Зависимость реакции клеток на воздействие активных форм кислорода от интенсивности процессов перекис-

ного окисления липидов (модифицировано из работы [20]).

организма. Реакция клеток на воздействие актив-

гистрировано стимуляции роста при разработан-

ных форм кислорода зависит от интенсивности

ной нами схеме (табл. 2) и торможение роста опу-

процессов перекисного окисления липидов

холи было статистически значимо по сравнению

(рис. 1) [20], и фотодинамическое воздействие на

с группой без воздействия (табл. 1). Мы предпо-

опухоль с исходно низким уровнем свободнора-

лагаем, что воздействие ОФР с выбранной кон-

дикального окисления, вероятно, привело к ин-

центрацией озона за счет образования активных

дукции антиоксидантной активности в опухоле-

форм кислорода, озонидов и запуска синтеза ци-

вых клетках и их выживанию. Локальное же

токинов [3] снизило устойчивость клеток карци-

повышение уровня свободнорадикального окис-

номы к фотодинамическому воздействию. Веро-

ления в опухолевом очаге, возможно, способ-

ятно, гибель опухолевых клеток в таком случае

ствовало снижению уровня местного иммуните-

происходит даже при низком уровне генерации

та. Все это в результате и привело к интенсифика-

активных форм кислорода, тем самым преодоле-

ции роста карциномы РА при фотодинамическом

вается нежелательное цитостимулирующее дей-

воздействии.

ствие ФДТ и повышается ее противоопухолевая

эффективность.

Стоит отметить, что для животных-опухолено-

сителей без воздействия с исходно высоким уров-

Оценка изменений окислительного гомеоста-

нем ОИП были характерны самые низкие показа-

за показала, что на 20-е сутки роста карциномы

тели коэффициента прироста опухоли. У крыс с

почки РА наблюдалось достоверное повышение

исходно низкой горизонтальной и вертикальной

содержания альдегид-ДНФГ, полученных при

двигательной активностью трансплантированная

спонтанном окислении, по сравнению с интакт-

карцинома почки росла более агрессивно.

ными крысами (p < 0.025) в гомогенатах печени

После комбинированного действия ОФР и

животных-опухоленосителей (табл. 4). При ме-

ФДТ регресс карциномы наблюдался в двух из

талл-катализируемом окислении белка в ткани

пяти случаев (табл. 1), но при этом не было заре-

печени животных-опухоленосителей повышался

БИОФИЗИКА том 65

№ 2

2020

372

ЩЕРБАТЮК и др.

Таблица 4. Содержание альдегид-ДНФГ и кетон-ДНФГ в гомогенатах ткани печени крыс при спонтанном и

индуцированном окислении

Содержание альдегид-ДНФГ,

Содержание кетон-ДНФГ,

ед. опт. пл./1 мг белка

Группа

животных

Спонтанное

Индуцированное

Спонтанное

Индуцированное

окисление

Интактные

443 [338; 514]

461 [385; 674]

515 [411; 589]

558 [438; 800]

РА

642 [532; 850]*

729 [700; 871]*

774 [508; 1038]

855 [775; 920]*

ФДТ

496 [466; 625]

597 [494; 663]^

485 [404; 763]

587 [514; 700]^

ОФР

555 [396; 615]

629 [500; 874]

635 [416; 676]

586 [580; 986]

ФДТ + ОФР

500 [432; 558]

573 [465; 728]^

564 [532; 644]

682 [544; 889]

Примечание. * - p < 0.04 по сравнению с интактными животными, ^ - p < 0.05 по сравнению с животными-

опухоленосителями без воздействия (РА) по U-критерию Манна-Уитни.

уровень альдегид-ДНФГ (p < 0.015) и кетон-

тактными крысами (рис. 3). Это может быть обу-

ДНФГ (p < 0.04) по сравнению с интактными жи-

словлено оттоком антиоксидантных ферментов в

вотными. Эти данные указывают на раннее раз-

опухолевый очаг [21].

витие окислительного стресса в тканях печени

Однако стоит отметить, что при этом на 20-е сут-

опухоленосителей и истощение резервно-адапта-

ки развития опухоли в плазме крови животных не

ционных возможностей ее клеток [13].

было выявлено статистически значимых различий в

уровне ОМБ (табл. 5) на фоне 15%-го увеличения

Усиление ОМБ в тканях печени на 20-е сутки

свободнорадикальной активности (рис. 4) и повы-

роста опухоли РА частично можно объяснить

шения содержания ТБК-активных продуктов

снижением активности антиоксидантного фер-

(рис. 5), основным из которых является малоновый

мента каталазы более чем в два раза (p < 0.01)

диальдегид, по сравнению с интактными крысами.

(рис. 2) и снижением активности супероксиддис-

Это говорит о том, что белки плазмы более устойчи-

мутазы в тканях этого органа по сравнению с ин-

вы к окислению, чем белки печени, и могут прояв-

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

Рис. 2. Активность каталазы в гомогенатах печени

крыс различных экспериментальных групп;

Рис. 3. Активность супероксиддисмутазы в гомогена-

p < 0.01 по сравнению с интактной группой по

тах печени крыс; * - p < 0.05 по сравнению с группой

множественному критерию Стьюдента-Ньюмена-

опухоленосителей (группа «РА») без воздействия по

Кейлса.

U-критерию Манна-Уитни.

БИОФИЗИКА том 65

№ 2

2020

ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ

373

Таблица 5. Содержание альдегид-ДНФГ и кетон-ДНФГ в плазме крови интактных животных и крыс-опухолено-

сителей

Группа животных

ОМБ, ед. опт. пл./мл плазмы

Интактные

РА

Альдегид-ДНФГ при спонтанном окислении

0.24 [0.23; 0.26]

0.22 [0.20; 0.25]

Альдегид-ДНФГ при индуцированном окислении

0.58 [0.54; 0.62]

0.60 [0.57; 0.70]

Кетон-ДНФГ при спонтанном окислении

0.29 [0.28; 0.31]

0.29 [0.25; 0.30]

Кетон-ДНФГ при индуцированном окислении

0.69 [0.66; 0.75]

0.72 [0.66; 0.77]

Таблица 6. Содержание альдегид-ДНФГ в гомогенатах селезенки при спонтанном и индуцированном окислении

Группа животных

Индуцированное

Спонтанное окисление

окисление

Интактные

418 [388; 487]

646 [565; 806]

РА

443 [356; 520]

738 [501; 855]

ФДТ

514 [501; 546]*

823 [749; 862]*

ОФР

453 [330; 585]

644 [514; 790]

ФДТ + ОФР

550 [474; 716]*

868 [685; 1055]

Примечание. * - p < 0.05 по сравнению с интактными животными по U-критерию Манна-Уитни.

лять антиоксидантные свойства, что уже показано

антиоксидантных ферментов, таких как каталаза

для билирубина [22] и альбумина [23]. Поэтому

и супероксиддисмутаза, в ткани печени (рис. 2

оценка ОМБ в плазме крови при опухолевом росте

и 3). Это, скорее всего, связано не с прямым дей-

не является хорошим маркером состояния окисли-

ствием комбинированной терапии, а с подавле-

тельного стресса.

нием роста опухолевого очага и уменьшением па-

Локальное фотодинамическое воздействие на

тологического влияния на печень. При этом на-

опухоль привело к уменьшению окислительной

блюдалось статистически значимое снижение

напряженности в печени: статистически значимо

уровня индуцированных альдегид-ДНФГ в гомо-

снизился уровень альдегид-ДНФГ и кетон-

генатах ткани печени (табл. 4) и значительное

ДНФГ при металл-катализируемом окислении

снижение процентильного размаха по данным

белка по сравнению с животными-опухоленоси-

ТБК-активных продуктов в плазме крови крыс-

телями без воздействия (табл. 4), что говорит о

опухоленосителей (рис. 5).

восстановлении адаптационных резервов в пече-

ни. Однако при моновоздействии ФДТ спрово-

Резистентность опухолей к терапевтическим

цировала окислительное повреждение в тканях

воздействиям, в основе которых лежит влияние

селезенки - повысился уровень альдегид-ДНФГ

на свободнорадикальные процессы, обусловлена

в гомогенатах ткани при спонтанном и металл-

устойчивостью бластотрансформированных кле-

катализируемом окислении (р < 0.05) по сравне-

ток к окислительному стрессу за счет высокой ак-

нию с интактными крысами (табл. 6).

тивности антиоксидантных ферментов

[21].

Инъекции ОФР с низкой концентрацией озо-

Окислительные воздействия, направленные на

на на фоне повышения свободнорадикальной ак-

интенсификацию свободнорадикальных процес-

тивности плазмы крови (рис. 4) не вызывали ро-

сов в опухоли и преодолевающие ее гипоксию,

ста уровня ОМБ в селезенке (табл. 6), но и не спо-

могут спровоцировать гипероксическое состоя-

собствовали снижению повреждающего действия

ние в целостном организме. Отсюда важно

ФДТ в комбинации (табл. 6).

проводить комплексную оценку уровня свобод-

Следует отметить, что только после совмест-

норадикального окисления с учетом тканеспеци-

ного применения ОФР и фотодинамического

фичности, в частности, и индивидуальной осо-

воздействия наблюдалось восстановление работы

бенности, в общем.

БИОФИЗИКА том 65

№ 2

2020

374

ЩЕРБАТЮК и др.

2.2

2.0

1.8

1.6

1.4

1.2

1.0

Рис. 4. Уровень свободнорадикальной активности

плазмы крови крыс в различных экспериментальных

Рис. 5. Концентрация ТБК-активных продуктов в

группах; * - p < 0.03 по сравнению с интактной

плазме крови крыс; * - p < 0.02 по сравнению с

группой по U-критерию Манна-Уитни.

интактной группой по U-критерию Манна-Уитни.

Мы установили, что монофотодинамическое

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

воздействие при интратуморальном введении

Все манипуляции с животными проводили со-

0.3% раствора «Фотосенса» из расчета 30% от объ-

гласно рекомендациям, установленными Евро-

ема опухоли и последующей активацией его све-

пейской конвенцией по защите позвоночных жи-

тодиодным лазером может оказывать стимулиру-

вотных, используемых для экспериментальных и

ющее действие на рост неоплазии. При этом

других научных целей (Страсбург, 2006), и в соот-

«группой риска» для такого ответа на экспери-

ветствии с Хельсинской декларацией о гуманном

ментальную терапию являются животные с ис-

отношении к животным (Эдинбург, 2000). Работа

ходно низким уровнем ориентировочно-исследо-

была одобрена Локальным этическим комитетом

вательской активности. Разработанный нами

ПИМУ.

экспериментально-терапевтический метод, ос-

нованный на комбинированном действии озони-

рованного физиологического раствора с концен-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

трацией озона в озоно-кислородной смеси

400 мкг/л и фотодинамического воздействия,

1. В. В. Кузнецов, Исследования и практика в

снижает интенсивность опухолевого роста, сни-

медицине 2 (4), 98 (2015).

жает содержание продуктов ОМБ альдегид-

2. А. Б. Гапеев и Т. Г. Щербатюк, Биол. мембраны 37

ДНФГ, повышает активность супероксиддисму-

(2020) (в печати)

тазы в печени, однако сохраняет высокий фон

3. Т. Г. Щербатюк, Нижегородский мед. журн. 1, 52

окислительных повреждений селезенки. Для по-

(2003).

вышения эффективности разрабатываемой схе-

мы комбинированного применения озоно-фоди-

4. Т. Г. Щербатюк, Фізіологіч. журн. 54, 41 (2008).

намического воздействия необходимы дальней-

5. Т. Г. Щербатюк, В. Д. Селемир и Е. С. Клинцова,

шие исследования в направлении оптимизации

Патент на изобретение RUS 2361590 (2007).

параметров озонотерапии.

6. Е. С. Князева, Т. Г. Щербатюк, и А. Б. Гапеев,

Вестн. физиотерапии и курортологии 25, 37 (2019).

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

7. Я. Буреш, О. Бурешова и Д. П. Хьюстон, Методика

Работа выполнена при финансовой поддержке

и основные эксперименты по изучению мозга и

Российского фонда фундаментальных исследова-

поведения (Высш. шк., М., 1991).

ний в рамках проекта № 19-02-00667.

8. Н. В. Вдовина, Е. С. Клинцова и Т. Г. Щербатюк,

Соврем. технологии в медицине 2, 12 (2010).

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

9. Т. Г. Щербатюк, И. А. Чернигина, Е. С. Плеханова

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

и А. Б. Гапеев, Актуальные вопросы биологиче-

интересов.

ской физики и химии 4, 564 (2019).

БИОФИЗИКА том 65

№ 2

2020

ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ

375

10. С. Н. Буранов, В. В. Горохов, В. И. Карелин и

16. Е. И. Кузьмина, А. С. Нелюбин и М. К. Щеннико-

В. Д. Селемир, Патент на изобретение RUS

ва, в сб. Биохимия и биофизика микроорганизмов

2249445 (2003).

(ГГУ, Горький, 1983), сс. 41-48.

17. Е. В. Маркова, Поведение и иммунитет (НГПУ,

11. Е. В. Ярославцева-Исаева, М. А. Каплан,

Новосибирск, 2013).

Ю. С. Романко и др., Рос. биотерапев. журн. 2, 19

(2003).

18. Б. Л. Жаркой, в сб. Свободные радикалы, антиокси-

данты и здоровье животных (Воронежский гос. ун-т,

12. К. Е. Коптяева, А. А. Мужикян, Я. А. Гущин и др.,

Воронеж, 2004), сс. 36-40.

Лабораторные животные для научных исследова-

19. Ю.В. Никитина, Автореферат дис. … к-та биол. на-

ний 2, 71 (2018).

ук (Нижегород. государ. университет им. Н.И. Ло-

13. Ю. И. Губский, И. Ф. Беленичев, Е. Л. Левицкий

бачевского, Н. Новгород 2009).

и др., Соврем. проблемы токсикологии

20. W. Girotti, J. Lipid Res. 39, 1529 (1998).

(2005).

21. Ю. П. Козлов, Свободные радикалы и их роль в нор-

14. А. В. Арутюнян, Е. Е. Дубинина и Н. Н. Зыбина,

мальных и патологических процессах (МГУ, М.,

Методы оценки свободнорадикального окисления и

1973).

антиоксидантной системы организма (ИКФ «Фо-

22. Л. Б. Дудник, Л. М. Виксна и А. Я. Майоре, Вопр.

лиант», СПб., 2000).

мед. химии 46, 597 (2000).

15. Е. Е. Дубинина, С. О. Бурмистров, Д. А. Ходов и

23. М. М. Созарукова, Е. В. Проскурина и Ю. А. Вла-

И. С. Поротов, Вопр. мед. химии 41, 24 (1995).

димиров, Вестн. РГМУ 1, 61 (2016).

Oxidative Modification of Proteins in Tissues of Tumor-Bearing Rats

after Ozone-Photodynamic Therapy

T.G. Shcherbatyuk*^, **, E.S. Zhukova (Plekhanova)*, Ju.V. Nikitina*, and A.B. Gapeyev***

*Privolzhsky Research Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation,

pl. Minina i Pozharskogo 10/1, Nizhny Novgorod, 603005 Russia

**Pushchino State Institute of Natural Sciences, prosp. Nauki, 3, Pushchino, Moscow Region, 142290 Russia

***Institute of Cell Biophysics, Russian Academy of Sciences, Institutskaya ul. 3, Pushchino, Moscow Region, 142290 Russia

Rat renal carcinoma was used as the model to study ozone-photodynamic effects on the rate of tumor growth

and oxidative modification of proteins in rat tissues. In this study, we explore the utility of the experimental

method for therapeutic benefits to test a combination of the ozonated physiological saline solution and Pho-

tosens photosensitizer for parenteral administration. Results indicated that the intraperitoneal injection of a

gaseous oxygen-ozone mixture with an ozone concentration of 400 μg/L in ozonated physiological saline and

intratumoral administration of 0.3% Photosens solution with local exposure to light at a wavelength of

660 ± 10 nm for 10 min cause a decrease in tumor growth rate. Combined treatment with ozonated physio-

logical saline and photodynamic therapy led to a normalization of the prooxidant /antioxidant balance in an-

imals used for experiments.

Keywords: photodynamic therapy, ozonated physiological saline, oxidative stress, oxidative modification of pro-

teins, experimental kidney carcinoma, outbred rats

БИОФИЗИКА том 65

№ 2

2020