Раздел медицины:
Онкология

Результаты исследований опухолей головного мозга: агрегация клеток, клеточная плотность

443 0

Исследование агрегации клеток периферической крови у больных с нейрохирургической патологией

Активация процессов воспаления в организме начинается с уменьшения электрического заряда клеток крови, в результате чего повышается их агрегация.

В норме эритроциты несут отрицательный заряд и отталкиваются друг от друга.

Степень агрегации повышается при снижении активности градиент-создающих мембранных ферментных систем и увеличении концентрации в плазме крови так называемых белков острой фазы — маркеров воспалительного процесса (фибриногена, С-реактивного белка, церулоплазмина, сиаловых кислот, иммуноглобулинов и др.).

Мы предположили, что процессы хронического асептического воспаления могут влиять на прогрессию глиом головного мозга и показатель степени злокачественности глиом как за счёт увеличения клеточной пролиферация в опухолевом очаге, так и в результате длительной миграции клеточных элементов периферической крови и стволовых клеток гематогенного происхождения. Экспериментальное доказательство взаимосвязи процессов роста глиальной опухоли в головном мозге с изменениями агрегации клеток крови изучали в экспериментах на крысах с перевивной глиомой 101.8.

Целью настоящих исследований явилось обнаружение взаимосвязи между показателями уровня агрегации клеток периферической крови больных и степенью злокачественности глиом головного мозга.

Исследование показателей поверхностного плазмонного резонанса (ППР) на клетках крови выявило статистически значимые (р < 0,05) различия между группой здоровых лиц у нейроонкологических больных с глиомами II-IV ст. зл. (рис. 9). Уменьшение эффекта ППР на клетках крови может свидетельствовать о повышении уровня агрегации клеток крови и, косвенно, о снижении их электрического заряда на клеточных мембранах, что характерно для начальных этапов развития воспалительного процесса.

Следует отметить, что тенденция к снижению показателей ППР на клетках периферической крови при глиомах II-IV ст. зл. происходит постепенно, при этом минимальные показатели установлены у пациентов с глиомами высокой степени злокачественности (IV ст. зл.). Однако по сравнению с показателями в группах пациентов с черепно-мозговыми травмами (ЧМТ), они остаются более высокими, что может свидетельствовать о наличии подострого воспалительного процесса или микровоспаления.

У этих же больных были исследованы показатели скорости оседания эритроцитов (СОЭ) в нашей модификации (общепринятый показатель СОЭ почти не изменяется при слабо выраженном воспалительного процессе), который косвенно характеризует величину трансмембранного потенциала и степень агрегации эритроцитов. Они носили аналогичны характер, подтверждая эту закономерность двумя различными методами (рис. 9).

glim_9.jpg
Рис. 9. Показатели агрегации клеток крови (значение углового сдвига ППР в градусах) у больных с глиомами различной степени злокачественности. Обозначения: контроль — образцы крови без добавления препаратов; зд-здоровые лица; II — глиомы II ст. зл.; III — глиомы III ст. зл.; IV — глиомы IV ст. зл.; Mt — метастазы рака в головной мозг; ЧМТ — черепно-мозговые травмы.

Эти результаты отличаются большим разбросом данных в группе здоровых лиц, что свидетельствует о разбежности данных в зависимости от возраста исследуемых (рис.9). Нами ранее были проведены исследования показателей степени агрегации клеток крови (по данным ППР), которые показали, что в возрастных группах здоровых людей (20-40 лет, 41-60 лет, 61-80 лет) обнаружены статистически достоверные отличия.

С увеличением возраста показатели агрегации клеток крови повышались, соответственно показатели ППР уменьшались. Однако такого не произошло с показателями агрегации у больных с глиомами головного мозга. При глиомах и при ЧМТ у больных показатели агрегации клеток крови изначально были повышены и статистически значимые возрастные отличия отсутствовали. Поэтому все наши Дальнейшие исследования были проведены на различных группах больных без разделения на возрастные группы.

Повышение уровня клеточной агрегации (по показателям ППР) в процессе прогрессии глиом отмечено также при исследованиях у больных с продолженным ростом опухолей, которые были госпитализированы в клиник для проведения повторных операций. При этом степень злокачественности глиом при рецидивировании процесса увеличивалась по сравнению с исходной, что было верифицировано гистологически.

Исследование агрегации клеток крови у крыс с перевивной глиомой штамма 101.8 в процессе роста опухоли после перевивки

С целью доказательства наличия взаимосвязи между ростом глиомы и увеличением степени агрегации клеток крови проведен эксперимент на крысах линии Вистар с перевивной глиомой 101.8. В динамике роста опухоли 101.8 у животных проводили определение показателей ППР на клетках крови, сравнивая их с показателями в группе интактных животных (рис.10).

Результаты эксперимента показали, что рост глиомы 101.8 в головном мозге сопровождается тенденцией к постепенному снижению уровня показателей ППР и, следовательно, повышению степени агрегации клеток крови. Так, повреждение костей черепа и тканей головного мозга инъекционной иглой прл перевивке клеточной суспензии глиомы 101.8 привело к снижению показателя ППР на 3-й сутки после перевивки.

Последующее снижение уровня показателя ППР на 7-е, 10-е и 13-е сут. после перевивки отображает рост опухоли штамма 101.8 в головном мозгу экспериментальных крыс, сопровождающегося нарастанием уровня агрегации клеток крови. Гомогенат глиомы IV ст. зл., добавленный к клеткам крови здорового человека, вызвал снижение показателя ППР, что свидетельствует о роли некротических факторов в повышения степени агрегации эритроцитов и адгезии лейкоцитов.

О степени чувствительности прибора "Plasmon" в этом эксперименте свидетельствует тот факт, что даже на незначительное повреждение тканей инъекционной иглой от инсулинового шприца во время перевивки опухоли прибор отреагировал снижением показателей ППР в результате повышения агрегации клеток крови у крыс (рис. 10, второй столбик).


glim_10.jpg
Рис. 10. Влияние роста перевивной глиомы 101.8 крыс на показатели ППР в различные сроки после перевивки (в сут.).

Исследование клеточной плотности глиом в зависимости от их степени злокачественности

Для выяснения вопроса о том, какие опухолевые параметры коррелирует со степенью злокачественности глиом, были проведены исследования уровня клеточной плотности глиом головного мозга человека, а также определены величины объёмов опухолевых тканей по данным ЯМР-томографии.

Анализируя показатели расстояний между клеточными ядрами глиом на гистологических срезах, отмечено, что они статистически достоверным способом (р<0,05) снижаются, при этом максимальные показатели отмечены при условном контроле и высокодифференцированных глиомах, а минимальные — при глиомах IV ст. зл. (рис.11). Эти данные подчёркивают существенное значение показателей тканевой плотности глиом для поддержания состояний плюрипотентности стволовыми клетками, которые сохраняются и воспроизводятся только в плотной сфере.

glim_11.jpg
Рис. 11. Расстояния между клеточными ядрами в глиомах различной степени злокачественности

Вероятно, с Увеличением клеточной плотности глиом количество в них плюрипотентных стволовых клеток будет возрастать, коррелируя со степенью злокачественности гдиом. Изменения клеточной плотности в тканях организма могут приводить к серьёзным нарушениям гомеостаза, что подтверждено экспериментально и в клинических исследованиях.

Так, в исследованиях in vitro был обнаружен эффект торможения митохондриального дыхания в клеточных суспензиях при повышении их плотности, которая непосредственно зависит от межклеточного электростатического взаимодействия. С помощью видеомикросъёмки было установлено, что трансформированные фокусы в клеточной культуре образуются не за счет локального размножения одиночных клеток, а в результате агрегации многих измененных клеток, которые появляются в разных участках клеточного монослоя.

Проявления гипоксии и оксидативного стресса с увеличением клеточной плотности в тканях глиом также нарастают, формируя микроокружение опухоли (МкО), о чём было сказано выше.

На гистологических препаратах тканей глиом под микроскопом (ув. х 200) в разрезе видны сосуды и краевое стояние лейкоцитов (рис.12).

glim_12.jpg
Рис. 12. Микрофото гистологических срезов глиом II ст. зл. (в), глиом III ст. зл. (а и б), глиом IV ст. зл. (г).

Более плотно клетки глиом располагаются возле ядросодержащих клеток крови, которые мигрировали из сосудов в ткань глиом. Отмечено, что количество сосудов возрастает по мере увеличения степени злокачественности глиом, а их диаметр уменьшается.

Известно, что существует тесная корреляция между изменениями характеристик мембран клеток крови и клеточных мембран внутренних органов. Этот факт позволяет использовать мембраны клеток периферической крови в качестве модели для исследования общих характеристик функций клеток паренхиматозных органов, включая и клетки растущих опухолей.

Какая-либо закономерность между размерами опухолевого "очага", по данным магнитно-резонансной томографии (ЯМР), и степенью злокачественности глиом, а также корреляция между опухолевыми объемами и изменениями показателей ППP на клетках крови не выявлена.

Результаты проведенных исследований показали, что существует тесная взаимосвязь между увеличением агрегации клеток периферической крови к увеличением клеточной плотности, которая во многом определяет степень злокачественности глиом.

Увеличение степени агрегации клеток крови при глиомах различной степени злокачественности (уменьшение показателя ППР) является ранним показателем при росте опухолей, свидетельствующем о наличии в опухолях некротических участков ткани, которые активируют воспалительный процесс в организме опухоленосителя. Степень агрегации клеток крови коррелирует со степенью злокачественности глиом и повышением клеточной плотности опухолевой ткани, свидетельствуя об участии опухоль-ассоциирорванного воспаления в прогрессии глиом.

Изменения показателей ППР на клетках крови можно использовать в качестве одного из дополнительных критериев прогнозирования скорости прогрессии глиом.

Выводы:

1. Разработан новый, высокочувствительный метод определения агрегации нативных клеток крови с помощью прибора "Plasmon", сконструированного с использованием эффекта поверхностного плазменного резонанса на основе применения нанотехнологий.

2. Впервые установлено, что повышение уровня агрегации клеток крови является закономерным процессом, сопровождающим рост и профессию опухолей головного мозга и свидетельствует о наличии в организме опухоль-ассоциированного воспаления, что отображается на снижения показателей ППР.

Перспективы дальнейших исследований. Результаты проведенных исследований позволили связать ранние процессы воспалительного генеза начинающиеся с увеличения агрегации клеток периферической крови, с механизмами опухолевой прогрессии глиом. Это открывает перспективу дальнейших исследований по диагностике ранних рецидивов глиом и разработке новых методов комплексной терапии с целью ингибирования механизмов прогрессии глиом.

С этой целью были проведены исследования влияния некоторых фармакопейных мембраномодифицирующих соединений в различных разведениях на степень агрегации клеток крови в экспериментах in vitro для максимально эффективного подбора препаратов для проведения противоопухолевой терапии.

Н. Гридина, В. Маслов, Ю. Ушенин
Похожие статьи
показать еще
 
Категории