НАО «Медицинский Университет Караганды»
УДК611.69-006:615.28-06 На правах рукописи
ЖУМАКАЕВА САБИНА САКЕНКЫЗЫ
Влияние адъювантной химиотерапии на биохимические показатели крови больных раком молочной железы
6D110100 – Медицина
Диссертация на соискание степени доктора философии (PhD)
Научные руководители доктор медицинских наук,
профессор В.Б.Сирота доктор биологических наук, профессор
Научный консультант MD, PhD, профессор А.Д.Циалковская-Рыж
(Польша)
Республика Казахстан Караганда, 2022
Л.Е. Муравлёва
СОДЕРЖАНИЕ
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ……….……. 4 ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ………..…. 5 ВВЕДЕНИЕ………. 7 1 АДЪЮВАНТНАЯ ХИМИОТЕРАПИЯ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ КРОВИ ПРИ РАКЕ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ……..…. 11 1.1 Адъювантная химиотерапия при раке молочной железы ………… 11 1.2 Таргетная терапия. Токсичность химиотерапии.
Сесквитерпеновые лактоны в онкологии ………...… 13 1.3 Роль окислительного стресса в генезе злокачественных опухолей
и раке молочной железы ……….…. 15 1.4 Перекисное окисление липидов и антиоксидантная система крови
при раке молочной железы. Изменения в перекисном окислении липидов на фоне онкологического процесса ………. 19 1.5 Роль окисленных белков при онкогенезе ………..……… 21 1.6 Состояние пуринового обмена при РМЖ и на фоне АХТ………… 24 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ…………...…….. 26 2.1 Характеристика клинического материала……… 26 2.2 Клинические методы исследования больных раком
молочнойжелезы……….………
…………...
28 2.3 Методы лечения больных раком молочной железы……….. 29 2.4 Определение биохимических показателей крови больныхраком
молочной железы……….. 29
2.5 Оценка токсичности адъювантной полихимиотерапии при раке
молочной железы……….. 30
2.6 Методы статистического анализа………... 31 3 ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ АДЪЮВАНТНОЙ ПОЛИХИМИОТЕРАПИИ У БОЛЬНЫХ РАКОМ МОЛОЧНОЙ
ЖЕЛЕЗЫ……… 33
3.1 Гематологическая токсичность адъювантной полихимиотерапии у больных раком молочной железы……… 33 3.2 Негематологическая токсичность адъювантнойполихимиотерапии
больных раком молочной железы……….………... 40 4ВЛИЯНИЕ АДЪЮВАНТНОЙ ПОЛИХИМИОТЕРАПИИ НА ПОКАЗАТЕЛИ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО МЕТАБОЛИЗМА КРОВИ ПРИ РАКЕ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ………...……… 42 4.1 Сравнительное изучение окислительного метаболизма в крови
больных раком молочной железы в зависимости от степени распространенности опухоли……….. 42 4.2 Изменение показателей окислительного метаболизма в
кровибольных раком молочной железы при адъювантной
полихимиотерапии……… 44
5 ВЛИЯНИЕ АДЪЮВАНТНОЙ ПОЛИХИМИОТЕРАПИИ НА КАТАБОЛИТЫ ПУРИНОВ КРОВИ БОЛЬНЫХ РАКОМ
МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ И ВЫЖИВАЕМОСТЬ………... 50
5.1 Показатели пуринового обмена крови больных раком молочной железы до адъювантной полихимиотерапии………. 50
5.2 Показатели пуринового обмена крови больных раком молочной железы после адъювантной полихимиотерапии……… 52
6 ОБЩАЯ И БЕЗРЕЦИДИВНАЯ ВЫЖИВАЕМОСТЬ БОЛЬНЫХ РАКОМ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ………. 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……… 66
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……….. 71
ПРИЛОЖЕНИЕ А – Авторское свидетельство………. 86
ПРИЛОЖЕНИЕ Б – Акты внедрения………..……….. 88
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящей диссертации использованы ссылки на следующие стандарты:
Клинический протокол диагностики и лечения «Злокачественное новообразование молочной железы (C50)»: утв. протоколом заседания Экспертного совета «Республиканского центра развития здравоохранения»
Министерства здравоохранения Республики Казахстан от 1 марта 2019 года,№56.
ГОСТ 7.32-2001 (Межгосударственный стандарт). Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно- исследовательской работе. Структура и правила оформления.
ГОСТ 7.1-2003. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления.
ГОСТ 7.9-95 (ИСО 214-76). Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Реферат и аннотация. Общие требования.
ГОСТ 7.12-93. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Библиографическая запись. Сокращение слов на русском языке. Общие требования и правила.
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 8-оксо-дГ – 8-оксо-дигидрогуанин
АС – Схема химиотерапии: доксорубицин + циклофосфан ADGP – Advancedglycationend-products
АОС – Антиоксидантная система
АОРР – Advancedoxidativeproteinproducts
АС+Арглабин – доксорубицин + циклофосфан + арглабин АТФ – Аденозинтрифосфат
АФК – Активные формы кислорода АХТ – Адъювантная химиотерапия CMF – Схема химиотерапии:
– циклофосфамид+метотрексат+фторурацил ДНК – Дезоксирибонуклеиновая кислота
ГГФТ – Гипоксантин-гуанин-фосфорибозилтрансфераза ГП – Глутатионпероксидаза
GST – глутатион-S-трансфераза
HER2 – human epidermal growth factor receptor 2;
– рецептор эпидермального фактора роста, тип 2 IgG1 – Иммуноглобулин
ИМФ – Инозимонофосфат
КГП – Коммунальное Государственное Предприятие КС – Карбонильный стресс
КОР – Ксантиноксиредуктаза
МБ – Многопрофильная больница МДА – Малоновый диальдегид МГ – Метиглиоксаль
МОН РК – Министерство образования и науки Республики Казахстан МК – Мочевая кислота
МР РМЖ – Местно-распространенный рак молочной железы МСГ – Мембраносвязанный гемоглобин
МУК – Медицинский университет Караганды NOX – NADPH-оксидаза
НАО – Неакционерное общество
ООД – Областной онкологический диспансер ОС – Окислительный стресс
RAS – это семейство генов и белков, кодирующих малые G-белки РМЖ – Рак молочной железы
РНК – Рибонуклеиновая кислота
ПОЛ – Перекисное окисление липидов ПХТ – Полихимиотерапия
Se – Селен
СД – Сахарный диабет СОД – Супероксиддисмутаза
ТС – Схема химиотерапии: доцетаксел и циклосфосфамид TNM – Опухоль, регионарные лимфоузлы, отдаленные метастазы
ХТ – Химиотерапия
ХПН – Хроническая почечная недостаточность ИБС – Ишемическая болезнь сердца
ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы
Заболеваемость раком молочной железы (РМЖ) на сегодняшний день занимает лидирующее место в структуре злокачественных новообразований у женщин [1, 2].
Несмотря на то, что у большинства пациенток с локализованным РМЖ болевой синдром может отсутствовать, отдаленный рецидив является обычным явлением и является основной причиной смерти от этой болезни. Адъювантная системная терапия эффективна в снижении риска отдаленного и локального рецидива, включая эндокринную терапию, терапию против HER2 и химиотерапию даже у пациентов с низким риском рецидива. Широкое использование адъювантной системной терапии способствует снижению смертности от РМЖ [3].
Важнейшее место в лечении ранней формы РМЖ занимает адъювантная химиотерапия (АХТ), которая играет решающую роль в профилактике возникновения отдаленных метастазов. Использование цитостатиков или гормональных препаратов после мастэктомии способствует увеличению безрецидивной и общей выживаемости больных [4, 5].
В адъювантном лечении операбельных форм РМЖ общепризнанным стандартом является схема химиотерапии CMF. В целях достижения дополнительного лечебного эффекта производится периодическая замена в схеме лечения одних препаратов другими, которые потенциально более активные. После того, как была доказана высокая эффективность доксорубицина при метастатическом РМЖ, он стал использоваться в качестве препарата замены [6, 7].
АХТ является наиболее значимым достижением в лечении больных РМЖ, оптимальное применение которой ежедневно спасает многие жизни. На сегодняшний день имеются стандартные схемы лечения химиотерапии, зарекомендовавшие себя высокой эффективностью, безрецидивностью и стабильными показателями выживаемости. Но, несмотря на это, медицина не стоит на месте, и многие ученые пытаются разработать новые химиотерапевтические препараты и их комбинации, обладающие меньшей токсичностью, которые в скором времени станут приоритетным направлением в адъювантном лечении.
Другой стороной проведения лечения полихимиотерапией считается высокая токсичность, проявляющаяся в целенаправленном разрушении опухолевых клеток, а также поражением здоровых, последствием чего и является нарастающие метаболические нарушения [8, 9].
Одним из основополагающих механизмов нормального развития организма является поддержание баланса состояния антиоксидантной защиты организма и процессов свободнорадикального и перекисного окисления различных биомолекул [10]. При РМЖ достаточно хорошо изучены реакции перекисного окисления липидов, но не определен спектр продуктов окисления белков, которые обладают различной биологической активностью.
Одним из эндогенных источников активных форм кислорода является усиленное образование интермедиатов катаболизма пуринов [11], которые были достаточно подробно изучены в неоадъювантном режиме химиотерапии при РМЖ, в комбинированном лечении с противоопухолевым препаратом арглабином и в монорежиме последнего [12]. К тому же избыточное образование оксипуринов индуцируют повреждение эндотелия.
Таким образом, в настоящее время клиническая онкология проявляет особый интерес к изучению метаболитов окислительного стресса и пуринового обмена, так как эти показатели можно использовать в качестве прогностических и предсказывающих факторов в планировании, как общей стратегии лечения, так и выборе отдельных компонентов терапии.
Многие ученые пытаются решить вопрос токсичности химиопрепаратов во время лечения путем включения различных клеточных протекторов и агентов, обладающих восстанавливающим действием на метаболизм [13].
Арглабин экспериментально был исследован в Казахском научно- исследовательском институте онкологии и радиологии [14, 15].
Механизм действия изучен совместно с лабораториями клиники MD Anderson и компании Nu Oncology Labs (Хьюстон, США). Выявлено, что Арглабин является конкурентным ингибитором фарнезилирования RAS- онкобелков, снижает экспрессию RAS-генов и содержание АТФ, вызывает апоптоз опухолевых клеток [16-18].
В настоящее время арглабин зарегистрирован и применяется в качестве противоопухолевого средства при лечении первичного рака печени, яичников, легких и молочной железы, как в монотерапии, так и при полихимиотерапии.
Рабочая гипотеза
Арглабин в адъювантном режиме повышает показатели безрецидивной и кумулятивной выживаемости у больных РМЖ и оказывает позитивное влияние на биохимические процессы в организме больных раком молочной железы.
Цель исследования –оценить влияние адъювантной химиотерапии на биохимические показатели крови больных раком молочной железы.
Задачи исследования:
1. Определить токсичность адъювантной полихимиотерапии при раке молочной железы.
2. Изучить состояние окислительного метаболизма в крови больных раком молочной железы на фоне адъювантной полихимиотерапии (малоновый диальдегид, метиглиоксаль, АОРР, карбониловые производные, мембраносвязанный гемоглобин).
3. Изучить состояние пуринового обмена в крови больных раком молочной железы на фоне адъювантной полихимиотерапии.
4. Исследовать влияние адъювантной химиотерапии с арглабином на показатели общей и безрецидивной выживаемости больных раком молочной железы.
Научная новизна:
1. Впервые проведено исследование применения арглабина в адьювантном режиме в комбинации с химиотерапией по схеме АС у больных раком молочной железы: проведено исследование гематологической токсичности адъювантной полихимиотерапии и показано снижение показателей токсичности при комбинации схемы ПХТ АС с Арглабином.
2. Впервые в крови больных раком молочной железы исследовано влияние адъювантной химиотерапии с арглабином и без на уровень малонового диальдегида, реактивных карбониловых производных белков, метилглиоксаля и мембраносвязанного гемоглобина и показано, что АПХТ АС+Арглабин приводит к снижению окислительного стресса.
3. Впервые в крови больных раком молочной железы исследовано влияние адъювантной химиотерапии с арглабином и без него на уровень свободных пуриновых оснований и доказано, что после проведения АПХТ АС+Арглабин, в сравнении с АПХТ АС, в эритроцитах крови наблюдается статистически значимое снижение показателей гуанина (с 720 до 512), гипоксантина (с 783 до 585) и аденина (с 691 до 517).
4. Впервые доказано, что добавление арглабина к стандартной схеме лечения АС в адъювантном режиме у больных раком молочной железы увеличивает безрецидивную выживаемость на 9,5%.
Теоретическая значимость исследования.
Полученные результаты позволили выявить преимущества применения адъювантной полихимиотерапии по схеме АС с Арглабином при раке молочной железы.
Практическая ценность.
Сочетание адъювантной полихимиотерапии по схеме АС с Арглабином при раке молочной железы нивелирует гематологические токсические проявления химиотерапии, снижает уровень окислительного стресса и нормализует показатели пуринового обмена, повышает показатели 3-летней безрецидивной выживаемости на 9,5%. Данная схема адъювантной полихимиотерапии может быть рекомендована в клиническую практику онкологического диспансера.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Проявления гематологической токсичности адъювантной полихимиотерапии по схеме АС более выражены по сравнению с полихимиотерапией по схеме АС+Арглабин.
2. В плазме крови больных раком молочной железы происходит усиление окислительного метаболизма за счет повышения показателей малонового диальдегида, реактивных карбониловых производных белков, метилглиоксаля и мембраносвязанного гемоглобина.
3. Схема АПХТ АС+Арглабин приводит к снижению уровня метилглиоксаля и мембраносвязанного гемоглобина в плазме крови больных раком молочной железы при сравнении со схемой АПХТ АС.
4. Схема АПХТ АС+Арглабин в сравнении с АПХТ АС нормализует
показатели пуринового обмена в крови больных раком молочной железы.
5. Схема АПХТ АС+Арглабин повышает показатели безрецидивной выживаемости больных раком молочной железы.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на международной научной конференции «Cancer Research & Oncology and World Congress on Primary Health Careand Medicare Summit» May 20-21 2019 (Rome, Italy); «Мембраносвязанный гемоглобин в эритроцитах крови больных раком молочной железы» сборник тезисов VII съезд радиологов и онкологов Казахстана с международным участием 17-18 октября 2019 года, г. Нур-Султан.
Работа была представлена на расширенном заседании кафедры онкологии и лучевой диагностики НАО МУК 21.04.2022г. (протокол №8).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ: в научных изданиях, рекомендуемых Комитетом – 4 (журнал «Медицина и экология» - 3, Современные проблемы науки и образования -1), в международном научном издании, входящем в базу данных компании Scopus (журнал «Open Access Macedonian Journal of Medical Sciences») – 1, в материалах конференций, с международным участием – 4, в том числе с постерным докладом.
Полученосвидетельства о внесении сведений в государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом №12094 от «22» сентября 2020 года Министерство юстиции РК (Влияние адъювантной полихимиотерапии с арглабином на показатели окислительного метаболизма в крови при раке молочной железы), №12097 от «22» сентября 2020 года (Влияние адъювантной полихимиотерапии с арглабином на показатели пуринового обмена в крови при раке молочной железы) (Приложение А).
Реализация работы
Результаты исследования внедрены в работу отделений Многопрофильной больницы №3 г. Караганды, в учебный процесс кафедры онкологии с лучевой диагностикой и биохимии НАО «Медицинский Университет Караганды» (Приложение Б). Диссертационная работа написана в рамках рандомизированного многоцентрового клинического исследования оригинального лекарственного препарата «Арглабин» в комплексной терапии рака молочной железы в повышенной дозе, идентификационный код AR 01/1.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 90 страницах, состоит из перечня обозначений и сокращений, введения, обзора литературы, 4разделов собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, приложений.
Библиографический указатель содержит 209 источников, из них на русском языке - 22, на иностранных языках - 187. Диссертационная работа иллюстрирована 32 таблицами, 19 рисунками.
1 АДЪЮВАНТНАЯ ХИМИОТЕРАПИЯ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ КРОВИ ПРИ РАКЕ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
1.1 Адъювантная химиотерапия при раке молочной железы
Несмотря на раннее выявление РМЖ у женщин, на протяжении многих десятилетий данная патология занимает одно из ведущих мест в структуре онкологических заболеваний, что во всем мире составляет 25% от общего числа случаев рака (1,68 млн.) и 15% случаев смерти от рака (520 000). В 2020 году зарегистрировано более 2 млн. новых случаев, более того, предполагается, что будет отмечаться лишь рост заболеваемости РМЖ в ближайшие годы [19].
В Великобритании на него приходится 15% всех случаев рака у обоих полов и 31% случаев рака молочной железы у женщин [20].
Тем временем в нашей стране РМЖ с 2004г стабильно занимает первое место в структуре частоты заболеваемости злокачественных новообразований обоих полов населения, удельный вес в 2019г составил 15,2% (2018 год – 14,4%) [21], а в 2020г – 443 больных женщин с впервые в жизни установленным диагнозом по Карагандинской области, из них: I стадия - 204 женщины, II стадия – 176, III стадия – 39 и IV стадия -24 больных. Число умерших от РМЖ в Карагандинской области достигло 94 [22].
С ростом осведомленности о РМЖ все больше у женщин диагностируется заболевание I стадии, которое в настоящее время составляет почти половину от стадии I до стадии III [23].
В то же время наше понимание патофизиологии РМЖ резко изменилось.
Если лет 30-40 назад главными проблемами являлись высокий уровень смертности и ограниченные возможности лечения, то на сегодняшний день для пациентов доступно адекватное и своевременное лечение, что обусловлено применением мультидисциплинарной помощи и системным лечением:
хирургией, химиотерапией, таргетной и эндокринной терапиями [24, 25].
Достижения в исследовании экспрессии генов показали, что РМЖ состоит из разных групп, для которых свойственны свои особенности, факторы риска, клиническая картина и соответствующий ответ на проводимую адъювантную терапию.
Значимым в онкологии является то, что терапия РМЖ имеет существенное продвижение, связанное с уменьшением интенсивности адъювантной терапии, как местно-региональной, так и системной терапии [26], которая снижает риск развития рецидива, увеличивая общую и безрецидивную выживаемость, более того, различные методы моделирования рассматривая АХТ повышают показатели выживаемости при РМЖ приблизительно на 6-10%, по данным эпидемиологического надзора выживаемость при раке на сегодняшний день имеет тенденцию к улучшению во всем мире.
Изначально, было принято считать, что опухоль метастазирует посредством местного распространения, вследствие чего на протяжении многих десятилетий хирургическое лечение оставалось единственным методом. В последующем в проведенных рандомизированных испытаниях не было
существенного различия в эффективности в зависимости от особенностей хирургического лечения.
Три режима химиотерапии, доказавшие улучшение лечения РМЖ: 1) режим циклофосфамида, метотрексата и 5-фторурацила (CMF), 2) схемы на основе антрациклина и 3) схемы на основе таксана [27].
Первым по праву рандомизированным исследованием, в котором оценивалась АПХТ при РМЖ, был проект (NSABP) B-01, который начался в 1958 и к 1968 году, появились данные, что адъювант алкилирующее средство (тиотепа), назначаемое после радикальной мастэктомии, достоверно снижает частоту рецидивов у женщин в пременопаузе с наличием 4 и более подмышечных лимфатических узлов. Далее публиковались данные о пользе другого алкилирующего агента (L-фенилалиновой горчице).
Из Института в Италии сообщалось, что комбинированная химиотерапевтическая схема называемая «CMF», включавшая циклофосфамид и метотрексат и 5-фторурацил, существенно снизили риск развития рецидива, что впоследствии явилось новым этапом развития в онкологии, частности химиотерапии, открыв новую область для дальнейшего изучения [28].
При выборе тактики лечения РМЖ необходимо брать во внимание молекулярные подтипы. В зависимости от клинического подтипа опухоли, терапевтические основы включают эндокринную терапию, анти-HER2, таргетную химиотерапию. Следует помнить и о метастатическом РМЖ, в случае которого целью терапии является продление и поддержание качества жизни.
Адъювантная (послеоперационная) полихимиотерапия (АПХТ) демонстрирует свою эффективность в качестве снижения безрецидивной и общей выживаемости на 5% по сравнению без химиотерапии. Добавление таксанов снижает общую смертность на 3% [29].
Большинство исследований рекомендуют АПХТ начинать не позднее нескольких недель после проведенной операции (радикальной мастэктомии или радикальной резекции), в виду того, что как каждая последующая дополнительная неделя может значительно ухудшить исход заболевания, несмотря на раннее выявление [30, 31], хотя имеются противоречивые данные.
Несколько исследований продемонстрировали важность назначенной дозыиграфикаантрациклиноввАХТРМЖ, темсамымустановив оптимальную дозу - 60 мг/м2 для доксорубицина и 100 мг/м2 для эпирубицина. Касательно более высоких доз были получены данные, не подтверждающие увеличение выживаемости, а низкие дозы дали худшую безрецидивную иобщую выживаемость [32].
Существуют работы показавшие, что АХТ, содержащая в основе доксорубицин снижает риск развития РМЖ от 39,4 до 47,4%. Кроме того, такая терапия достоверно улучшает показатели 10- летней выживаемости 39,6 до 34,6% [33].
Впервые доксорубицин был впервые выделен из Streptomyces peucetius. В ходе множества проведенных исследований была доказана его клиническая
эффективность, но в то же время он был весьма токсичен. Впоследствии, уменьшив его дозу, была снижена кардиотоксичность доксорубицина, что позволило широко использовать его в АХТ [34].
Доксорубицин, относящийся к классу сильнодействующих химиотерапевтических препаратов, обычно назначается в сочетании с другими средствами для лечения различных видов рака, к примеру, некоторые ученые комбинировали его с естественными хемосенсибилизирующими сесквитерпенами, оценивая цитотоксичность низких доз доксорубицина на клетках гепатомы [35].
Помимо окислительного повреждения внутриклеточных органелл и перекисного окисления липидов (ПОЛ), доксорубицин приводит к увеличению активных форм кислорода (АФК), тем самым изменяя функцию белков сигнальных путей [36, 37].
В виду своего прямого цитотоксического действия на опухоль, цисплатин в высоких дозах успешно применяется при лечении различных видов рака, но в тоже время его применение сопровождается токсичностью в виде геморрагического цистита, сердечной токсичности [38].
Использование схемы доцетаксел и циклосфосфамид (ТС) превосходит в четыре раза применение антрациклина и циклофосфамида (AC), что более четко видно на безрецидивной (81% для TC против 75% для AC) и общей выживаемости (87% для TC против 82% для АС) [39].
Другой мета-анализ показал, что АХТ снижает риск смерти от РМЖ на 30-40% по сравнению с пациентами, которым не проводилась химиотерапия [40, 41].
Действие доксорубицина объясняется двумя основными предлагаемыми механизмами: повреждение ДНК через ингибирование топоизомеразы II и образование АФК через взаимодействие с железом [42].
1.2 Таргетная терапия. Токсичность химиотерапии.
Сесквитерпеновые лактоны в онкологии
HER2-терапия направлена на блокировку активации HER2-димер, приводящее к конформационному изменению трансмембранного рецептора.
Тем самым активируя фермент тирозинкиназу, вызывающий ряд внутриклеточных сигнальных путей, которые усиливают рост и пролиферацию клеток, противостоят апоптозу опухолевых клеток, а также повышает чувствительность клетки к другим противоопухолевым препаратам [43].
В последние годы трастузумаб широко используется в АХТ при HER2- положительном РМЖ гуманизированное моноклональное антитело IgG1 и закрепился как золотой стандарт [44, 45].
Имеются большие клинические испытания, показавшие, что добавление трастузумаба к АХТ у пациентов РМЖ с положительным HER2 значительно улучшило показатели безрецидивной общей выживаемости, так как HER2 регулирует пролиферацию клеток и сверхэкспрессируется в 20-25% у пациентов РМЖ, в том числе и при метастатическом РМЖ [46-48].
Являясь предиктором ответа на трастузумаб HER2-положительный статус в свою очередь говорит о плохом прогнозе заболевания и высокой вероятности рецидива [49].
В одном из систематических обзоров представлены результаты проведенных восьми рандомизированных контролируемых исследований показали, что смертность от РМЖ достоверно была снижена более чем в 2 раза на фоне добавления трастузумаба к стандартным схемам АХТ длительностью более шести месяцев в группе пациентов, с положительным HER2-статусом.
Частота рецидивов РМЖ в данной группе была снижена на 40% [50].
Также широко используется двойная анти-HER2 блокада (лапатиниб, пертузумаб), изменившая стандарт лечения РМЖ. В адъювантном исследовании APHINITY29, эффективность двойной блокады пертузумабом и трастузумабом сравнивали с монотерапией трастузумабом в течение 1 года.
Больные женщины в обеих группах получили стандартные схемы химиотерапии с антрациклинами или без них. Результаты демонстрируют значительное улучшение показателей через 3 года (частота сердечных сокращений 0,81, 95% доверительный интервал 0,66–1,00, P=0,045), с переносимым профилем токсичности несмотря на негативное влияние на качество жизни от диареи во время лечения в группе пертузумаба. В то же время, сравнивая пациентов с поражением лимфатических узлов результаты от двойной блокады лучше [51].
Множество исследований говорят о том, что длительность применения трастузумаба влияет не только на показатели безрецидивной выживаемости, но и на частоту появления побочных эффектов в виде нарушений со стороны сердечно-сосудистой системы [52].
Из побочных эффектов от таргетной терапии на первый план выходит кардиотоксичность, которую принято считать симптоматической сердечной недостаточностью и/или бессимптомным уменьшением фракции выброса левого желудочка, происходящее в результате блокады передачи сигналов рецептора HER2 в кардиомиоциты. В тоже время, кардиотоксичность легко отменить, прекратив введение трастузумаба [53].
Немало данных о том, что окислительный стресс (ОС) тесно связан с кардиотоксичностью, индуцированной противоопухолевыми препаратами [54- 56].
При терапии трастузумабом, нормальная функция HER2 ингибируется, что приводит к накоплению АФК и снижению активности антиоксидантныхферментов, к нарушению функции митохондрий и увеличению апоптоза кардиомиоцитов [57, 58].
Если говорить о других химиопрепаратах, то имеются данные, что цисплатин вызывает ПОЛ через образование супероксидного радикала, что приводит к повышению уровня малонового диальдегида (МДА) и митохондриальной дисфункции [59, 60].
Некоторые ученые связывают схемы ХТ, содержащие антрациклины, с более выраженными нарушениями памяти у пациентов РМЖ, по сравнению с
другими режимами ХТ [61, 62], при этом механизмы остаются не выясненными. Также ученые выдвигают гипотезу о доксорубицин- опосредованной нейротоксичности у пациентов РМЖ, связанной с чрезмерным ПОЛ [63-67].
В последние годы в кругу ученых-онкологов широкий интерес проявляется в отношении сексвитерпеновых лактонов. Это связано с их высокой биоактивностью и наличием колоссальных противоопухолевых свойств [68, 69].
Арглабин является одним из представителей сесквитерпеновых лактонов, полученный путем выделения из полыни гладкой Artemisiaglabella. Эти виды в свою очередь являются важными лекарственными растениями. Препарат был разработан в нашей стране, дальнейшее изучение проводилось совместно с лабораториями клиники MD Anderson и компании Nu Oncology Labs (Хьюстон, США). В ходе исследования было выяснено, что препарат имеет весьма разнообразный состав, в том числе и аминокислоты и даже салициловую кислоту. Также полученные данные свидетельствуют о способности арглабина ингибировать фермент фарнезилтрансферазу, а также вызывать апоптоз опухолевых клеток [70-73].
Другие ученые связывают лечебные свойства Artemisia с ингибированием провоспалительных сигнальных путей [74].
Более того, на протяжении десятилетий были проведены объемные экспериментальные исследования данного препарата в отношении РМЖ, рака легких, печени, пищевода и других локализаций. При этом была доказана его противоопухолевая, противовоспалительная и иммуномодулирующая активность, а также он обладает противогрибковыми и антибактериальными свойствами, в связи с чем, проведено широкое внедрение применения арглабина как в качестве комбинированной терапии РМЖ, так и в монорежиме [75, 76].
Разработка лекарственных средств на основе сесквитерпеновых лактонов является перспективным направлением в фармакологии, особенно антипаразитарных и противоопухолевых препаратов [77].
1.3 Роль окислительного стресса в генезе злокачественных опухолей и раке молочной железы
Давно известно, что опухолевые клетки находятся в условиях гипоксии.
Отличительным признаком фенотипа опухолевых клеток являетсяметаболическая трансформация, являющаяся следствием повышенного анаэробного гликолиза, дефицитом окислительного фосфорилирования и генерации АТФ [78].
Рак – это многоступенчатый процесс, который включает в себя мутационные изменения и неконтролируемую клеточную пролиферацию.
Объяснение процессов канцерогенеза, безусловно, может способствовать профилактике и разработке новых методов лечения рака. Различные исследования установили причинно-следственную и вспомогательную роль ОС
и окислительного повреждения при раке, при этом впервые данный факт был установлен еще в 1980 годах [79], так как ОС может привести к повреждению генома и генетической нестабильности, вызывая мутации, последние в свою очередь и привносят вклад в развитие канцерогенеза.
Одним из механизмов развития канцерогенеза является ОС. Анализ данных литературы показал, что при РМЖ исследование ОС проводятся по следующим направлениям. Одно направление связано с исследованием молекулярных механизмов генерации АФК и последствий ОС при РМЖ.
В то же время опухоль-ассоциированные макрофаги являются источниками ОС за счет непосредственной генерации АФК. Также опухоль- ассоциированные макрофаги являются источником фактора некроза опухоли- α, который способен индуцировать клеточный ОС. АФК повреждают азотистые основания в ДНК, особенно чувствительны к ним гуанин и тимин.
Сублетальный ОС способствует образованию супероксида и пероксида водорода, которые стимулируют рост. Выраженный ОС ведет к апоптозу. С другой стороны, есть мнение, что сублетальный ОС, наоборот, повышает резистентность к апоптозу, однако этот вопрос раскрыт достаточно слабо. В то же время под действием АФК в опухолевых клетках увеличивается продукция ангиогенного фактора ИЛ-8 и фактор роста эндотелия сосудов (VEGF). ОС вызывает ангиогенез с опухолью молочной железы [80].
Как уже указывалось ранее, было сформулировано предположение о сильном и сублетальном ОС при РМЖ. В последующем проведенные исследования показали, что к постоянно действующим измененным метаболическим путям при РМЖ относят нарушение регуляции НАДФН- оксидазы ГТФ-зой Rac1, гиперэкспрессию тимидинфосфорилазы, а также специфичный для РМЖ механизм избыточного образования АФК, связанный с лактопероксидазой [81].
Старея, эпителиальные клетки способствуют пролиферации клеток РМЖ (MСF-7), одновременно с этим они снижают выживаемость нормальных клеток [82].
Избыточное образование АФК не только приводит к прямому повреждению биополимеров, но и к активации внутриклеточных сигнальных путей.
ОС оценивают по обнаружению липидных, белковых или ДНК-маркеров окисления.
Эндогенные радикалы обычно происходят из АФК, таких, как гидроксильный радикал, пероксид водорода, супероксид анион и синглетный кислород, которые при гомеостазе уравновешиваются, например, меланином, глутатионом, глутатионпероксидазой, супероксиддисмутазой и каталазой [83].
АФК играют роль вторичных мессенджеров, участвующих в регуляции клеточной дифференцировки, роста, миграции и защите организма, высокое их содержание напрямую может привести к гибели клеток.
Оптимальный уровень АФК необходим для нормального функционирования клетки. Существенное их количество требуется для
регулирования клеточного цикла, а также для передачи сигналов [84].
В момент попадания инородных тел в клетку иммунная система также производит АФК, которые в свою очередь запускают фагоцитоз инородных тел макрофагами, нейтрофилами или дендритами. АФК являются кислородсодержащими продуктами и образуются в процессе клеточного окислительного обмена, более того синглетный молекулярный кислород с более высокой энергией действует избирательно на основания ДНК (гуанин) и аминокислоты (гистидин, тирозин, триптофан) в различных белках [85].
На фоне нарушения или отсутствия баланса этих систем АФК вызывают воспалительный статус, который в дальнейшем может вызвать возникновение патологических состояний, таких как гипоксия, рак, сердечно-сосудистые, атеросклероз, рассеянный склероз, инсульт, опухоли головного мозга, неврологические или легочные заболевания [86]. Помимо этого, они играют важную роль в механизме старения и возрастных заболеваний. Данный дисбаланс усиливается за счёт появления свободных радикалов.
Другое исследование показало, что чрезмерное содержание АФК в клетках миокарда, поврежденных гипоксией и ишемией, оказывает различные токсические эффекты на здоровые клетки [87, 88].
Некоторые ученые предполагают, что повышенный уровень АФК встречается практически во всех онкологических заболеваниях, тем самым способствуя различным способам развития и прогрессирования опухоли, являются одними из самых важных причин развития ОС. Увеличение свободных радикалов может вызывать развитие опухоли, увеличивая мутацию и скорость онкогенной трансформации и повреждая ДНК [89].
Более того, имеются данные, что клетки РМЖ подвержены окислительному повреждению и характеризуются высоким уровнем ОС, также повреждением белков, ДНК и ПОЛ [90, 91].
Проведено исследование биомаркеров ОС и РМЖ. При этом ключевым модифицирующим фактором выступал менопаузальный фактор. В трех вложенных исследованиях типа «случай-контроль» с биомаркерами, измеренными до постановки диагноза, выявлен повышенный риска развития рака молочной железы в постменопаузе в связи с 8-oxodG (биомаркером повреждения ДНК), а в двух исследованиях (один из F2-изопростанов и один из продуктов флуоресцентного окисления) сообщалось об обратнойассоциации только для пременопаузального РМЖ. Результаты других исследований были нулевыми. На основании этих исследований был сделан вывод о том, что повреждение ДНК может повышать риск развития РМЖ у женщин в постменопаузе, в то время как ПОЛ может быть связать с предменопаузальным РМЖ. ПОЛ может быть связано с выживанием после диагностики РМЖ;
однако результаты требуют оценки в крупных проспективных когортных исследованиях [92-94].
Анализ полученных данных показал следующее. Роль ОС при РМЖ не вызывает сомнения. Описаны основные эндогенные пути генерации АФК при РМЖ. Вместе с тем имеющиеся фактические данные достаточно
противоречивы и неоднозначны. В настоящее время методический арсенал для изучения ОС достаточно разнообразен. Тем не менее, отсутствуют систематические исследования разных окисленно- модифицированных белков (исключая реактивные карбониловые производные) у больных РМЖ [95, 96].
В то же время, опухолевые клетки также экспрессируют повышение уровня антиоксидантов для детоксикации АФК, создавая внутриклеточный баланс, который возможно необходим для функционирования самой опухоли [97-99].
АФК первоначально продуцируются в митохондриях и вызывают снижение их мембранного потенциала. Было выяснено, что митохондрии являются основным источником АФК, поскольку они генерируют почти 90% от общего количества клеточных АФК, избыток которых приводит к ОС и связанным с ним осложнениям. Уровень АФК должен быть постоянно сбалансирован, во избежание повреждения белков, мтДНК, липидов и их последствий [100-102].
Действительно, митохондрии имеют две основные антиоксидантные системы, включающие митохондриальную супероксиддисмутазу и тиоредоксиновую систему, состоящую из тиоредоксина-1, тиоредоксина-2, тиоредоксина редуктаза-2 и пероксидаза 3. В свою очередь, многие опухоли усиливают свои защитные антиоксидантные пути в ответ на увеличение содержания АФК [103-105].
Более того, на фоне имеющегося ОС производство антиоксидантов продолжает увеличиваться для поддержания жизнедеятельности опухолевых клеток. Некоторые из антиоксидантов, вызывая инвазию опухоли и дальнейшее ее метастазирование, могут выступать как онкопротеины [106].
В нескольких исследованиях доказано, что опухолевые клетки имеют более высокий уровень содержания АФК по сравнению со здоровыми.
Предполагается, что высокое содержание АФК способно усилить про- онкогенные мутации. В то же время, имеет место корреляции высокого содержания АФК с более выраженным OC, а также для опухолевых клеток характерен ускоренный метаболизм для компенсации возрастающих энергозатрат, связанных с повышенным ростом и пролиферацией [107].
Высокое содержание АФК способствуют апоптозу клеток, в то время как низкое - действует как преобразователь сигнала для стимулирования клеток на выживание.
Ученые предполагают, что АФК могут усиливать, ингибировать, либо регулировать онкогенез посредством активации путей MAPK по-разному, в зависимости от локализации онкопатологии [108, 109].
Имеются данные, подтверждающие, двойную роль АФК в развитии рака:
с одной стороны, они могут способствовать молекулярно-генетическим изменениям, которые необходимы для возникновения опухоли, роста и ее прогрессирования, а также увеличивают устойчивость к химиотерапии. С другой со стороны, регулярное повышение уровни АФК оказывают цитотоксическое действие, индукция активации апоптотических путей или
ингибирование устойчивости к противоопухолевой терапии [110].
1.4 Перекисное окисление липидов и антиоксидантная система крови при раке молочной железы. Изменения в перекисном окислении липидов на фоне онкологического процесса
В нормальных условиях клетки способны справиться с умеренным ОС, но при различных патологических состояниях сильный ОС может привести к повреждению липидов, белков и ДНК, более того к гибели самих клеток.
Однако АОС система работает правильно, если существует баланс между его компонентами [111].
Ферментативные антиоксиданты, такие как глутатионпероксидазы, каталаза, супероксиддисмутаза; и неферментативные антиоксиданты, такие как восстановленный глутатион, тиоредоксины, пероксиредоксины и глутаредоксиныобеспечиваютподдержаниеокислительно-восстановительного баланса клетки [112].
Супероксиддисмутаза (СОД) имеет разные изоформы в митохондриях и в цитоплазме, работая совместно, они нейтрализуют АФК [113].
Установлено, что глутатионпероксидаза (ГП) катализирует восстановление H2O2 и гидроперекиси липидов до их соответствующих спиртов с использованием глутатиона в качестве восстановителя. Семейство ГП включает восемь членов у млекопитающих, пять из которых являются селенопротеинами у человека, то есть их экспрессия зависит от содержания селена (Se). По поводу количества Se-зависимых ГП имеются двойственные данные: их содержание снижено в опухолевых клетках, в то же время отмечается их увеличение во многих в солидных опухолях [114].
Кроме того, глутатион-S-трансфераза (GST), набор изозимов, катализирует внутриклеточную детоксикацию, а также реакции конъюгирования глутатиона с АФК, что приводит к образованию менее токсичных продуктов [115].
Каталаза играет важную роль в удалении H2O2 внутри эритроцитов [116].
Другие ученые также говорят об имеющейся корреляции между повышенным содержанием глутатиона и устойчивостью к химиотерапии при многих раковых заболеваниях [117].
Т.к. НАДФН-оксидаза (NOX) ответственна за регуляцию АФК, при ее дисбалансе происходит повышенная продукция АФК, которая может способствовать клеточному повреждению, онкогенезу, трансформации клеток, росту опухоли, ангиогенезу и метастазированию. Некоторые ученые указывают на связь между экспрессией NOX2 (продуцирующими избыток АФК) с такими заболеваниями: РМЖ, колоректальный рак, лейкозом, рак желудка, рак м�
