Оценка химиопрофилактического потенциала полипренолов из хвои Picea abies L. и Pinus sylvestris L. на модели канцерогенеза предстательной железы у самцов крыс Wistar

Резюме

На протяжении десятилетий во всем мире одной из самых обсуждаемых идей по снижению бремени от онкологических заболеваний является идея химиопрофилактики рака с помощью малотоксичных агентов. Имеются объективные данные о том, что полипренолы (полиизопреноидные спирты) являются перспективными средствами химиопрофилактики рака.

Цель работы - изучить антиканцерогенную активность комплекса полипренолов (основные полипренолы: пренол-14, пренол-15, пренол-16 и пренол-17) в отношении предопухолевых изменений (простатической интраэпителиальной неоплазии, ПИН) и рака предстательной железы (РПЖ).

Материал и методы. Индукцию канцерогенеза предстательной железы выполняли по модифицированному протоколу двухстадийной модели. Половозрелым самцам крыс Wistar после хирургической кастрации однократно внутривенно вводили N-метил-Ы-нитрозомочевину, после чего длительно внутрибрюшинно вводили смесь четырех эфиров тестостерона. Животные c исходной массой тела 328±39 г были рандомизированы на 3 группы: экспериментальная группа (n=32) - крысы получали раствор комплекса полипренолов в растительном масле 12,5 мг/кг per os 5 дней в неделю; контрольная группа (n=38) - животные получали носитель (растительное масло) 0,5 мл per os 5 дней в неделю; интактная группа (n=12) - животные не получали никаких воздействий. Длительность эксперимента составила 56 нед. По окончании эксперимента, а также у выведенных из эксперимента в терминальном состоянии животных предстательную железу и семенные пузырьки подвергали гистологической обработке, серийно-ступенчатые срезы всех долей предстательной железы и семенных пузырьков оценивали 2 независимых патолога вслепую. Рассчитывали показатели частоты и множественности ПИН и РПЖ.

Результаты. По сравнению с контрольной группой, получавшей носитель, длительное потребление полипренолов значимо снижало общую частоту ПИН с 76,5 до 44,8% [p=0,0183; относительный риск (ОР) - 0,59; 95% доверительный интервал (ДИ) 0,38-0,91], множественность ПИН на крысу из группы - на 48,4% (p=0,0081), частоту ПИН в 2 или 3 отделах предстательной железы - с 55,9 до 27,6% (p=0,0402), частоту ПИН в дорсолатеральном отделе - с 70,6 до 41,4% (p=0,0240), частоту ПИН в вентральном отделе - с 47,1 до 20,7% (p=0,0362). Комплекс полипренолов проявил выраженное антиканцерогенное действие в отношении индуцированных опухолей предстательной железы. В группе животных, получавших тестируемый агент, наблюдалось статистически значимое снижение общей частоты РПЖ с 64,7 до 34,5% (р=0,0234; ОР=0,53; 95% ДИ 0,30- 0,93), множественности РПЖ на крысу из группы и на крысу-опухо-леносителя соответственно на 63,4 (p=0,0024) и 30,6% (p=0,0240), частоты РПЖ в 2 или 3 отделах предстательной железы - с 32,4 до 6,9% (p=0,0147), частоты РПЖ в дорсолатеральном отделе - с 58,8 до 24,1% (p=0,0101). Пероральное введение полипренолов обеспечило тренд к снижению частоты метастатического РПЖ с 32,4 до 20,7% (p=0,3962).

Заключение. Длительное пероральное потребление комплекса полипренолов из хвои Picea abies L. и Pinus sylvestris L. (12,5 мг/кг в сутки) значимо подавляет развитие ПИН и РПЖ, индуцированных N-метил-N-нитрозомочевиной и смесью эфиров тестостерона у самцов крыс Wistar. Несмотря на поисковый характер проведенного эксперимента, полученные результаты могут служить обоснованием для дальнейшего изучения полипренолов в клинических исследованиях по химиопрофилактике РПЖ.

Ключевые слова:рак предстательной железы, химиопрофилактика, полипренолы, канцерогенез, доклиническое исследование

Финансирование. Работа выполнена без спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Муразов Я.Г, Нюганен А О., Артемьева АС. Оценка химиопрофилактического потенциала полипренолов из хвои Picea abies L. и Pinus sylvestris L. на модели канцерогенеза предстательной железы у самцов крыс Wistar // Вопросы питания. 2021. Т. 90, № 3. С. 104-115. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-3-104-115

Рак предстательной железы (РПЖ) - важнейшая медицинская и медико-социальная проблема современности. В 2020 г. в мире РПЖ занимал 2-е ранговое место в структуре онкологической заболеваемости и 6-е место в структуре смертности среди мужского населения [1]. Между тем РПЖ является онкологической патологией, ранняя диагностика и немедленное агрессивное лечение которой часто могут нанести больше вреда здоровью мужчины, чем пользы. Это объясняется главным образом выявлением в ходе рутинного определения уровня простатического специфического антигена так называемых индолентных, или клинически незначимых, случаев РПЖ [2]. К сожалению, большинство пациентов с биологически индолентными формами РПЖ все еще подвергаются радикальным методам лечения, а не включаются в программы активного наблюдения.

Чаще всего РПЖ - это медленно растущая опухоль ("опухоль-черепаха"). С момента обнаружения опухоли до развития клинически значимой формы заболевания могут пройти десятилетия. Эта особенность делает РПЖ идеальной локализацией для разработки средств химиопрофилактики. Внедрение химиопрофилактических агентов позволило бы длительно сдерживать трансформацию индолентного РПЖ или предопухолевых изменений [простатической интраэпителиальной неоплазии (ПИН) высокой степени] в клинически значимую форму заболевания [3, 4]. Завершенные крупные клинические интервенционные рандомизированные двойные слепые плацебо-контро-лируемые исследования фазы III по изучению потенциальных средств химиопрофилактики РПЖ немногочисленны. Результаты этих исследований весьма противоречивы. Наиболее высокий уровень доказательности в отношении снижения риска развития РПЖ в настоящее время получен только для лекарственных препаратов из группы ингибиторов 5α-редуктазы (финастерид и дутастерид). В крупномасштабных рандомизированных клинических исследованиях (РКИ) III фазы PCPT (the Prostate Cancer Prevention Trial) и REDUCE (the Reduction by Dutasteride of Prostate Cancer Events) эти лекарственные препараты достоверно снижали относительный риск развития РПЖ на 23-25% [5]. Однако ни американское Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (Food and Drug Administration, FDA), ни европейские регуляторы не одобрили применение ингибиторов 5а-редуктазы с целью химиопрофилактики РПЖ. Причин этому несколько. Во-первых, финастерид и дутастерид имеют неблагоприятный профиль безопасности для практически здоровых мужчин (снижение либидо, гинекомастия, уменьшение объема эякулята). Во-вторых, в научном сообществе продолжается дискуссия о возможном повышении частоты более агрессивного РПЖ у мужчин, длительно получавших ингибиторы 5α-редуктазы с целью химиопрофилактики РПЖ [5]. Самым крупным РКИ по химиопрофилактике РПЖ из когда-либо проведенных было исследование SELECT (the Selenium and Vitamin E Cancer Prevention Trial), которое включало более 35 000 мужчин. Результаты SELECT оказались обескураживающими и поставили под сомнение саму идею целесообразности химиопрофилактики. Ни селен, ни витамин E, ни их сочетанное применение достоверно не снижали риск развития РПЖ при периоде наблюдения с медианой 5,5 года. Базируясь на этих данных, исследование было преждевременно прекращено. Кроме того, при медиане периода наблюдения 7 лет в группе мужчин, получавших терапевтические дозы а-токоферола ацетата (400 мг/сут), неожиданно было установлено статистически значимое повышение риска развития РПЖ на 17% [6]. В менее крупных клинических исследованиях получены обнадеживающие результаты для ряда соединений растительного происхождения (ликопин, эпигаллокатехин-3-галлат, сульфорафан, индол-3-карбинол, ресвератрол, кверцетин, куркумин и др.) [7]. Однако этих данных пока недостаточно, чтобы однозначно рекомендовать их для химиопрофилактики РПЖ.

Поиск эффективных и безопасных средств химиопрофилактики РПЖ для внедрения в национальные программы мужского здоровья до сих пор не теряет своей актуальности и привлекательности. Ключевым этапом в поиске и изучении перспективных химиопрофилактических агентов являются доклинические испытания на адекватных моделях in vivo. Наиболее часто для этих целей используются грызуны [8]. В условиях конвенционального вивария и ограниченных финансовых ресурсов оптимальной тест-системой для моделирования канцерогенеза предстательной железы (ПЖ) являются аутбредные крысы Wistar. Известно, однако, что частота спонтанных опухолей ПЖ у самцов крыс Wistar крайне низкая [9]. Моделирование канцерогенеза ПЖ у этих животных осуществляется путем сочетанного введения канцерогена N-метил-N-нитрозомочевины (МНМ) и препаратов тестостерона кастрированным самцам. Такие комбинированные модели обеспечивают высокую частоту развития РПЖ и предопухолевых изменений ПЖ (ПИН), которые воспроизводят патологию у человека [10-12].

Полипренолы, выделенные из древесной зелени хвойных пород, являются перспективными агентами для изучения химиопрофилактических эффектов в отношении канцерогенеза ПЖ. Полипренолы - это природные длинноцепочечные изопреноидные спирты (рис. 1). Полиизопреноидные спирты являются мембранными липидами, которые присутствуют во всех клетках: от архей до высших эукариот. В организме человека данный класс соединений присутствует в виде α-ненасыщенных полипренолов - долихолов. Фосфорилированные долихолы выступают в роли липидного переносчика сахаров на ранних стадиях N-гликозилирования белков. Полипренолсодержащие соединения обеспечивают стабильность клеточных мембран. Высокие количества долихолов обнаружены в яичках и гипофизе человека [13]. Учитывая разнообразные биологические эффекты долихолов и их предшественников полипренолов, можно предположить наличие антиканцерогенных свойств у данного класса природных соединений.

Рис. 1. Общая структурная формула полипренолов

Fig. 1. Structural formula of polyprenols

Цель работы - изучить химиопрофилактическую активность комплекса полипренолов (КоП) высокой степени очистки из хвои Picea abies L. и Pinus sylvestris L. на модели канцерогенеза ПЖ у самцов крыс Wistar.

Материал и методы

Комплекс полипренолов высокой степени очистки экстрагирован из нейтральной фракции хвои Picea abies L. и Pinus sylvestris L. Суммарное содержание полипренолов - не менее 95%, основные полипренолы: пренол-14, пренол-15, пренол-16 и пренол-17. В работе использовали МНМ (Sigma-Aldrich Corp., США) и смесь эфиров тестостерона (Омнадрен 250®, производство Jelfa, Польша), 1 мл раствора которого содержит тестостерона пропионата 30,0 мг, тестостерона фенилпропионата и изокапроната - по 60,0 мг, тестостерона капроната - 100,0 мг, бензилового спирта - 50,0 мг, арахисового масла для инъекций - до 1,0 мл.

Эксперимент был проведен на 82 половозрелых аутбредных крысах-самцах Wistar, полученных из ФГУП "Питомник лабораторных животных "Рапполово" со средней исходной массой тела 328±39 г Протокол исследования был одобрен локальным этическим комитетом. Уход и все манипуляции с животными выполнялись в соответствии с Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS N 123) и Директивой Европейского парламента и Совета Европейского союза 2010/63/ЕС о защите животных, использующихся для научных целей. Животные содержались в конвенциональном виварии в стандартных условиях: температура воздуха 20-24 °C, относительная влажность 50-60%, 12-часовой цикл светлого/темного времени суток. Крысы получали полнорационный брикетированный комбикорм (ООО "Лабораторкорм", Россия) и водопроводную питьевую воду ad libitum.

Индукцию канцерогенеза ПЖ проводили с использованием собственной модификации комбинированной двухстадийной модели. Схематически модель представлена на рис. 2.

Рис. 2. Схема индукции канцерогенеза предстательной железы в эксперименте

В/б - внутрибрюшинно; в/в - внутривенно; МНМ - N-метил-N-нитрозомочевина.

Fig. 2. Induction of prostate carcinogenesis, schematic illustration

IP - intraperitoneally; IV - intravenously; MNU - N-methyl-N-nitrosourea.

Дизайн эксперимента. Крысы были рандомизированы на 3 группы: животные экспериментальной группы (КоП, n=32) получали КоП в дозе 12,5 мг на 1 кг массы тела per os в виде раствора в подсолнечном масле 5 дней в неделю; крысы контрольной группы (n=38) получали носитель (подсолнечное масло) 0,5 мл per os 5 дней в неделю; животные интактной группы (n=12) не получали никаких воздействий.

Длительность эксперимента составила 56 нед. По окончании эксперимента, а также у выведенных из эксперимента в терминальном состоянии и павших животных проводилась полная аутопсия каждой крысы. ПЖ у животных забирали в виде дорсолатерального комплекса с вентральными долями (ventral prostate), отдельно забирали семенные пузырьки с передними долями (anterior prostate). Гистологическую обработку материала выполняли по модифицированной методике, предложенной D.L. McCormick и соавт. [14]. Все отделы (доли) ПЖ, передняя простата с семенными пузырьками подвергали заливке отдельно. Готовили серийно-ступенчатые срезы отделов ПЖ (по 5 мкм каждый) с шагом микротома 500 мкм. Выполняли минимум 4 среза каждой доли ПЖ. После окраски гематоксилином и эозином 2 патолога анализировали срезы вслепую при световой микроскопии. Все показатели рассчитывали по отношению к эффективным крысам, т.е. дожившим до выявления первого случая ПИН или РПЖ. В экспериментальной и контрольной группах рассчитывали следующие показатели.

1. Общая частота ПИН и РПЖ - отношение числа крыс с выявленными случаями рака во всех отделах ПЖ или ПИН к числу эффективных животных.

2. День выявления первого случая ПИН и РПЖ.

3. Количество выявленных долей ПЖ с очагами ПИН и РПЖ.

4. Общая множественность ПИН и РПЖ в двух показателях:

- среднее число ПИН и РПЖ на крысу из группы, когда количество всех выявленных случаев РПЖ делили на общее количество крыс в группе;

- среднее число ПИН и РПЖ на опухоленосителя, когда количество всех выявленных случаев РПЖ делили на количество крыс, только имеющих РПЖ.

5. Множественность ПИН и РПЖ путем расчета частоты ПИН и РПЖ в одном отделе ПЖ и частоты ПИН и РПЖ одновременно в 2 или 3 отделах ПЖ.

6. Частота ПИН и РПЖ отдельно в каждом отделе ПЖ: дорсолатеральном, вентральном и переднем.

7. Частота метастатического РПЖ.

8. Простатический индекс (ПИ) рассчитывали по формуле:

(PW/BW)×100,

где PW - масса дорсолатерального отдела и вентральных долей, BW - масса тела животного. ПИ в каждой группе рассчитывали для животных без макроскопически определяемых крупных опухолей ПЖ.

Статистическую обработку результатов эксперимента проводили с помощью пакета GraphPad Prism версии 8.0 и jamovi версии 1.6.12. Нормальность распределения проверяли с помощью критерия Шапиро-Уилка и квантильных диаграмм (QQ plots). Тест Левина использовали для оценки равенства дисперсий; f-критерий Стьюдента для независимых выборок применяли для анализа показателей двух групп. Однофакторный дисперсионный анализ (one-way ANOVA) использовали для множественных сравнений нормально распределенных количественных данных. Критерий Краскела-Уоллиса с post-hoc тестом Данна (Dunn’s test) использовали для множественных сравнений количественных данных, имевших ненормальное распределение. В случае множественных сравнений приведено скорректированное значение уровня значимости (adjusted р). Точный критерий Фишера использовали для сравнения дихотомических переменных. Все критерии были двусторонними. Различия считались статистически значимыми при р<0,05. Размер эффекта рассчитывали в виде относительного риска (ОР) и границ его 95% доверительного интервала (ДИ).

Результаты

Воздействия, индуцирующие канцерогенез ПЖ, значимо снижали массу тела животных. К окончанию эксперимента, а также у животных, подвергнутых эвтаназии в терминальном состоянии, масса тела крыс в интактной, контрольной и экспериментальной группах составила соответственно 472,2±11,2, 368,2±12,1 и 352,9±16,9 г (one-way ANOVA, р<0,0001). В интактной группе до окончания эксперимента погибла 1 из 12 крыс от пневмонии. У всех интактных крыс на аутопсии ПЖ была без видимых макроскопических изменений. При гистологическом анализе серийных срезов дорсолатеральный отдел, вентральные доли, семенные пузырьки и прилежащие к ним передние доли соответствовали варианту нормы ПЖ крысы (рис. 3).

Рис. 3. Микроскопическая картина серийных срезов отделов предстательной железы интактных крыс, вариант нормы

A - дорсолатеральный отдел, ×120; Б - вентральная доля, ×240; В - передняя доля, ×220. Окрашивание гематоксилином и эозином.

Fig. 3. Normal histological structure of the rat prostate

A - dorsolateral prostate, ×120; B - ventral lobe, ×240; C - anterior lobe, ×220. Staining with hematoxylin and eosin.

Количество эффективных животных в интактной, экспериментальной и контрольной группах составило 12, 34 и 29 соответственно. Обобщенные данные о влиянии полипренолов на развитие ПИН представлены в табл. 1.

Как следует из данных табл. 1, КоП статистически значимо снижал общую частоту ПИН, множественность ПИН на крысу из группы, частоту ПИН в 2 или 3 отделах ПЖ, частоту ПИН в дорсолатеральном отделе ПЖ, частоту ПИН в вентральном отделе ПЖ.

У значительного числа крыс из контрольной группы был поставлен диагноз ПИН. В большинстве случаев у крыс с диагнозом ПИН наблюдали распространенные структурные изменения ткани отделов ПЖ, скопления ацинусов с ПИН в очаги, чаще всего - множественные, в нескольких отделах ПЖ. Наиболее часто ПИН обнаруживали в дорсолатеральном отделе ПЖ (70,6% случаев), реже - в вентральном и переднем отделах ПЖ. Как правило, при выявлении распространенной ПИН у крыс в отделах ПЖ была одновременно ПИН высокой и низкой степени. Микрофотографии ПИН представлены на рис. 4.

Рис. 4. Очаги простатической интраэпителиальной неоплазии в предстательной железе крыс, подвергнутых воздействию кастрации, N-метил-N-нитрозомочевины и смеси эфиров тестостерона

A - простатическая интраэпителиальная неоплазия высокой степени дорсолатерального отдела, ×400; Б - простатическая интраэпителиальная неоплазия высокой степени дорсолатерального отдела, ×600; В - простатическая интраэпителиальная неоплазия высокой степени дорсолатерального отдела, ×400. Окрашивание гематоксилином и эозином.

Fig. 4. Prostatic intraepithelial neoplasia focuses in castrated rats, administrated with N-methyl-N-nitrosourea and testosterone ethers mixture

A - high-grade prostatic intraepithelial neoplasia of the dorsolateral prostate, ×400; B - high-grade prostatic intraepithelial neoplasia of the dorsolateral prostate, ×600; С - high-grade prostatic intraepithelial neoplasia of the dorsolateral prostate, ×400. Staining with hematoxylin and eosin.

Таблица 1. Влияние комплекса полипренолов на частоту и множественность простатической интраэпителиальной неоплазии у крыс, подвергнутых воздействию кастрации, N-метил-N-нитрозомочевины и смеси эфиров тестостерона

Table 1. The effect of complex of poliprenols on the incidence and multiplicity of prostatic intraepithelial neoplasia in castrated rats, treated with N-methyl-N- nitrosourea and testosterone ethers mixture

П р и м е ч а н и е. Контроль - крысы получали носитель (подсолнечное масло); комплекс полипренолов - крысы получали масляный раствор полипренолов 12,5 мг/кг; a - точный критерий Фишера; b - t-критерий Стьюдента для независимых выборок. Здесь и в табл. 2: расшифровка аббревиатур дана в тексте.

N o t e. Control - rats received vehicle (vegetable oil); complex of polyprenols - rats were fed with polyprenol’s oil solution 12 mg/kg.

a - Fisher’s exact test; b - unpaired t-test. Here and in table 2: the abbreviations are explained in the text.

В табл. 2 приведены сравнительные данные о частоте и множественности РПЖ у крыс контрольной и экспериментальной групп.

Комплекс полипренолов проявил выраженное антиканцерогенное действие в отношении индуцированных опухолей ПЖ. По сравнению с контрольной группой КоП статистически значимо уменьшал общую частоту РПЖ, множественность РПЖ на крысу из группы и на крысу-опухоленосителя, частоту РПЖ в 2 или 3 отделах ПЖ, частоту РПЖ в дорсолатеральном отделе. Кроме того, в группе животных, получавших полипренолы, наблюдался тренд к снижению частоты метастатического РПЖ (p=0,3962) (см. табл. 2).

Таблица 2. Влияние комплекса полипренолов на частоту и множественность рака предстательной железы у крыс, подвергнутых воздействию кастрации, N-метил-N-нитрозомочевины и смеси эфиров тестостерона

Table 2. The effect of complex of poliprenols on the incidence and multiplicity of prostate cancer in castrated rats, treated with N-methyl-N-nitrosourea and testosterone ethers mixture

П р и м е ч а н и е. Контроль - крысы получали носитель (подсолнечное масло); комплекс полипренолов - крысы получали масляный раствор полипренолов 12,5 мг/кг; a - у 6 крыс аденокарцинома обнаружена одновременно в правой и левой передней доле ПЖ; b - точный критерий Фишера; c - t-критерий Стьюдента для независимых выборок.

N o t e. Control - rats received vehicle (vegetable oil); complex of polyprenols - rats were fed with polyprenol’s oil solution 12.5 mg/kg; a - 6 rats had adenocarcinoma in the right and left anterior prostate simultaneously; b - Fisher’s exact test; с - unpaired t-test.

Первые случаи РПЖ у крыс, в том числе метастатического РПЖ, были обнаружены в конце первого года эксперимента. У многих крыс с РПЖ из контрольной группы наблюдались выраженные симптомы нижних мочевых путей: нарушение или блокирование мочеиспускания, гематурия, растянутый и туго заполненный мочевой пузырь при пальпации брюшной полости. Таких крыс в терминальном состоянии выводили из эксперимента. На аутопсии обнаруживали крупные опухолевые поражения ПЖ в нижнем отделе брюшной полости и малом тазу, иногда опухоль прорастала все отделы ПЖ и выглядела единым конгломератом. Макроскопический вид индуцированных опухолей ПЖ представлен на рис. 5.

Рис. 5. Макропрепараты опухолей предстательной железы, индуцированных N-метил-N-нитрозомочевиной и смесью эфиров тестостерона у кастрированных крыс

A - опухоль дорсолатерального отдела; Б - опухоль дорсолатерального отдела с инвазией в вентральные, передние доли и семенные пузырьки; В - опухоль дорсолатерального отдела с инвазией в вентральные доли, семенной пузырек и переднюю долю с одной стороны.

Fig. 5. Macroscopic view of prostate tumors, induced by N-methyl-N-nitrosourea and mixture of testosterone esters in castrated rats

A - tumor of the dorsolateral prostate; B - tumor of the dorsolateral prostate with invasion of the ventral lobes, anterior lobes and seminal vesicles; С - tumor of the dorsolateral prostate with invasion of the ventral lobes, seminal vesicle and the anterior prostate on one side.

По гистологическому типу все выявленные случаи РПЖ были аденокарциномами, в основном низкой степени дифференцировки (индекс Глисона 8-10 баллов). На рис. 6 представлены микрофотографии опухолей ПЖ. В подавляющем большинстве образцов опухоли ПЖ были представлены аденокарциномой ацинарного, ацинарно-папиллярного и солидного строения от единичных фокусов до 1,2 мм в наибольшем измерении до тотального замещения ткани ПЖ. Опухолевые клетки с умеренным и выраженным полиморфизмом, редкими митозами и умеренно выраженными апоптотическими явлениями. Опухолевые железы имели вид от простых трубчатых до крибриформных. В части образцов отмечалась выраженная смешанно-клеточная воспалительная инфильтрация, обширные поля некрозов, а также выраженные десмопластические изменения стромы и саркоматоидные изменения опухолевых клеток.

Рис. 6. Микроскопическая картина индуцированных опухолей предстательной железы

A - очаг ацинарной аденокарциномы, ×400; Б - аденокарцинома вентральной доли рядом с нормальными ацинусами, ×75; В - метастаз аденокарциномы предстательной железы в печень, ×60; Г - инвазия опухоли в семенной пузырек, ×100. Окрашивание гематоксилином и эозином.

Fig. 6. Histopathology of induced prostate tumors

A - focus of acinar adenocarcinoma, ×400; B - adenocarcinoma of the ventral lobe and normal acini, ×75; C - liver metastasis from prostate adenocarcinoma, ×60; D - seminal vesicle invasion, ×100. Staining with hematoxylin and eosin.

Длительное введение смеси эфиров тестостерона было ассоциировано со статистически значимым увеличением ПИ в экспериментальной и контрольной группах по сравнению с интактными животными. При этом значимых различий в ПИ между показателями животных контрольной и экспериментальной групп не выявлено (рис. 7).

Рис. 7. Влияние масляного раствора полипренолов и носителя (подсолнечное масло) на величину простатического индекса (ПИ) крыс, подвергнутых кастрации, воздействию N-метил-N-нитрозомочевины и смеси эфиров тестостерона

Данные представлены в виде медианы c размахом (range). Критерий Краскела-Уоллиса, p<0,0001; * - множественное сравнение тестом Данна (КоП против Интакт), adjusted р=0,0008; ** - множественное сравнение тестом Данна (Контроль против Интакт), adjusted р<0,0001. КоП - крысы получали масляный раствор полипренолов 12,5 мг/кг.

Fig. 7. Effect of polyprenol’s oil solution and vehicle (vegetable oil) on prostatic index of castrated rats, treated with N-methyl-N-nitrosourea and mixture of testosterone esters

Values are median with range. Kruskal-Wallis test, р<0.0001;

* - Dunn’s multiple comparisons test (CoP vs. Intact), adjusted р=0.0008; ** - Dunn’s multiple comparisons test (Control vs. Intact), adjusted р<0.0001. CoP - rats were fed with polyprenol’s oil solution 12.5 mg/kg; BW - body weight.

Обсуждение

Считается, что химиопрофилактика способна снизить заболеваемость и смертность от РПЖ среди мужского населения [15]. Привлекательной стратегией для химиопрофилактики данного злокачественного новообразования является длительное потребление малотоксичных средств растительного происхождения. Ранее на описанной в данной статье собственной модификации комбинированной модели канцерогенеза ПЖ нами была продемонстрирована низкая антиканцерогенная активность селена (в виде селенита натрия) [16]. Полученные доклинические данные не противоречат результатам крупномасштабного РКИ SELECT. Следовательно, выбранная модель для тестирования химиопрофилактического потенциала КоП обеспечивает приемлемую пред-сказательность результатов доклинических испытаний для дальнейших клинических исследований.

Это первое экспериментальное исследование, в котором продемонстрировано, что длительное пероральное потребление КоП из древесной зелени Picea abies L. и Pinus sylvestris L. оказывает выраженное антиканцерогенное действие в отношении ПИН и РПЖ. Наблюдаемое снижение частоты и множественности ПИН и РПЖ, по-видимому, связано с множественными биологическими эффектами полипренолов и долихолов. Описаны гиполипидемические и гепатопротекторные свойства полипренолов [17]. В исследованиях in vitro установлено, что полипренолы из листьев Ginkgo biloba обладают противовирусной активностью против вируса гриппа A/H3N2 и гепатита B [18]. Установлены терапевтические эффекты полипренолов в отношении гипертензии, гиперхолистеринемии, диабета и при некоторых аутоиммунных заболеваниях (системная красная волчанка). Полипренолы не токсичны, не мутагенны, не тератогенны и не канцерогенны для человека [19]. Примечательно, что гидрирование полипренолов с образованием долихолов осуществляется у человека с участием фермента SRD5A3 (стероидная 5а-редуктаза 3-го типа). SRD5A3 участвует в синтезе андрогена 5а-дигидротестостерона из тестостерона и поддерживает активацию андрогенсигнального каскада на уровне взаимодействия андрогенов с андрогеновыми рецепторами [13].

Выбранная доза введения комплекса полипренолов 12,5 мг/кг для крыс в пересчете на максимальную рекомендованную начальную дозу (Maximum Recommended Starting Dose) для I фазы клинических исследований у человека составляет 0,2 мг/кг [20]. Эта доза не превышает верхний допустимый уровень потребления в составе специализированных пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище 20 мг/сут (или 0,3 мг/кг для человека массой тела 60 кг), установленный Едиными санитарно-эпидемиологическими и гигиеническими требованиями к продукции (товарам), подлежащей санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю).

Способность полипренолов, выделенных из растительного сырья, тормозить опухолевый рост была подтверждена в нескольких исследованиях. Так, противоопухолевая активность полипренилфосфатов была подтверждена в исследованиях in vitro на клеточных линиях SGC-7901, LoVo и Hela, а также in vivo на моделях трансплантируемых опухолей Heps, S180, EC у мышей [19, 21]. H.B. Xu и соавт. (2007) установили, что полипренолы из листьев Ginkgo biloba, содержащие от 15 до 21

Сведения об авторах ненасыщенных изопреновых единиц, являются потенциальными регуляторами множественной лекарственной устойчивости [22]. В недавнем исследовании R. Tao и соавт. (2020) нанокомпозиты, нагруженные полипренолами из листьев Ginkgo biloba, ингибировали пролиферацию клеток гепатоцеллюлярной карциномы MHCC97H [23]. Точный механизм антиканцерогенного действия полипренолов остается неизвестным. D.P Sari и соавт. (2018) на клетках рака толстой кишки человека WiDr продемонстрировали, что полиизопреноиды из листьев мангровых деревьев N. fruticans значительно снижали экспрессию Bcl-2 и циклина D1, способствуя апоптозу и остановке клеточного цикла в фазе G0-G1 [24].

Упомянутые выше работы в основном демонстрируют противоопухолевую активность полипренолов. В литературе не найдено исследований, в которых изучали бы способность полипренолов оказывать воздействие на процессы инициации и промоции канцерогенеза in vivo. Полученные нами результаты вместе с данными литературы подтверждают идею о том, что полипренолы - потенциальные средства химиопрофилактики рака. Полипренолы из древесной зелени хвойных пород являются перспективными агентами для создания биологически активных добавок к пище в форме капсул с масляным раствором, специализированных продуктов диетического питания и функциональных продуктов с целью дальнейшего их клинического изучения.

Заключение

Длительное пероральное потребление КоП из хвои Picea abies L. и Pinus sylvestris L. в дозе 12,5 мг/кг в сутки значимо подавляет развитие предопухолевых изменений ПЖ (ПИН) и РПЖ, индуцированных МНМ и смесью эфиров тестостерона у кастрированных самцов крыс Wistar. Полученные результаты являются экспериментальным обоснованием для проведения клинических исследований полипренолов для первичной химиопрофилактики у мужчин с повышенным риском развития РПЖ, а также для вторичной химиопрофилактики у мужского населения с предопухолевыми изменениями ПЖ (ПИН высокой степени).

Литература

1. Sung H., Ferlay J., Siegel R.L., Laversanne M., Soerjomataram I., Jemal A. et al. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries // CA Cancer J. Clin. 2021. Vol. 71, N 3. P. 209-249. DOI: https://doi.org/10.3322/caac.21660

2. Rawla P. Epidemiology of prostate cancer // World J. Oncol. 2019. Vol. 10, N 2. P. 63-89. DOI: https://doi.org/10.14740/wjon1191

3. Беспалов В.Г., Муразов Я.Г., Панченко А.В. Химиопрофилактика рака предстательной железы: обзор клинических и доклинических данных // Экспериментальная и клиническая урология. 2011. № 4. С. 80-85.

4. Муразов Я.Г., Беспалов В.Г. Профилактика рака предстательной железы. Москва : Де Либри, 2018. 136 с.

5. Lacy J.M., Kyprianou N. A tale of two trials: The impact of 5α-reductase inhibition on prostate cancer (review) // Oncol. Lett. 2014. Vol. 8, N 4. P. 1391-1396. DOI: https://doi.org/10.3892/ol.2014.2388

6. Klein E.A., Thompson I.M. Jr, Tangen C.M., Crowley J.J., Lucia M.S., Goodman P.J. et al. Vitamin E and the risk of prostate cancer: the Selenium and Vitamin E Cancer Prevention Trial (SELECT) // JAMA. 2011. Vol. 306, N 14. P. 1549-1556. DOI: https://doi.org/10.1001/jama.2011.1437

7. Mokbel K., Wazir U., Mokbel K. Chemoprevention of prostate cancer by natural agents: evidence from molecular and epidemiological studies // Anticancer Res. 2019. Vol. 39, N 10. P. 5231-5259. DOI: https://doi.org/10.21873/anticanres.13720

8. Беспалов В.Г., Муразов Я.Г., Кужанов А.А., Панченко А.В., Чепик О.Ф. Моделирование канцерогенеза предстательной железы // Экспериментальная и клиническая урология. 2013. № 1. С. 14-18.

9. Scolnik M.D., Servadio C., Abramovici A. Comparative study of experimentally induced benign and atypical hyperplasia in the ventral prostate of different rat strains // J. Androl. 1994. Vol. 15, N 4. P. 287-297.

10. Bosland M.C. Use of animal models in defining efficacy of chemoprevention agents against prostate cancer // Eur. Urol. 1999. Vol. 35, N 5-6. P. 459-463. DOI: https://doi.org/10.1159/000019879

11. McCormick D.L., Rao K.V., Johnson W.D., Bosland M.C., Lubet R.A., Steele V.E. Null activity of selenium and vitamin E as cancer chemopreventive agents in the rat prostate // Cancer Prev. Res. (Phila.). 2010. Vol. 3, N 3. P. 381-392. DOI: https://doi.org/10.1158/1940-6207.CAPR-09-0176

12. Sharmila G., Athirai T., Kiruthiga B., Senthilkumar K., Elumalai P., Arunkumar R. et al. Chemopreventive effect of quercetin in MNU and testosterone induced prostate cancer of Sprague-Dawley rats // Nutr. Cancer. 2014. Vol. 66, N 1. P. 38-46. DOI: https://doi.org/10.1080/01635581.2014.847967

13. Cantagrel V., Lefeber D.J. From glycosylation disorders to dolichol biosynthesis defects: a new class of metabolic diseases // J. Inherit. Metab. Dis. 2011. Vol. 34, N 4. P. 859-867. DOI: https://doi.org/10.1007/s10545-011-9301-0

14. McCormick D.L., Rao K.V., Dooley L., Steele V.E., Lubet R.A., Kelloff G.J. et al. Influence of N-methyl-N-nitrosourea, testosterone, and N-(4-hydroxyphenyl)-all-trans-retinamide on prostate cancer induction in Wistar-Unilever rats // Cancer Res. 1998. Vol. 58, N 15. P. 3282-3288.

15. Sandhu G.S., Nepple K.G., Tanagho Y.S., Andriole G.L. Prostate cancer chemoprevention // Semin. Oncol. 2013. Vol. 40, N 3. P. 276-285. DOI: https://doi.org/10.1053/j.seminoncol.2013.04.003

16. Беспалов В.Г., Панченко А.В., Муразов Я.Г., Чепик О.Ф. Влияние селенита натрия на канцерогенез предстательной железы и других органов, индуцированных метилнитрозомочевиной и тестостероном у крыс // Вопросы онкологии. 2011. Т. 57, № 4. С. 486-492.

17. Vyshlov E.V., Tsoy E.I., Sultanov V.S., Trusov V.B., Ryabov V.V. Hypolipidemic and hepatoprotective effects of a polyprenol-containing drug in patients with acute coronary syndrome // Bull. Exp. Biol. Med. 2018. Vol. 165, N 3. P. 319-321. DOI: https://doi.org/10.1007/s10517-018-4159-x

18. Wang C.Z., Li W.J., Tao R., Ye J.Z., Zhang H.Y. Antiviral activity of a nanoemulsion of polyprenols from ginkgo leaves against influenza A H3N2 and hepatitis B virus in vitro // Molecules. 2015. Vol. 20, N 3. P. 5137-5151. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules20035137

19. Zhang Q., Huang L., Zhang C., Xie P., Zhang Y., Ding S. et al Synthesis and biological activity of polyprenols // Fitoterapia. 2015. Vol. 106. P. 184-193. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fitote.2015.09.008

20. US Food Drug Administration. Guidance for Industry: Estimating the Maximum Safe Starting Dose in Initial Clinical Trials for Therapeutics in Adult Healthy Volunteers. Rockville, MD : Food and Drug Administration, 2005. URL: http://www.fda.gov/downloads/drugs/guidances/ucm078932.pdf (date of access July 6, 2005)

21. Wang C.-Z., Shen Z.-B., Zheng G.-Y., Zhang S.-F., Cao Z.-Q., Gao C.-X. Antitumor biological activity of polyprenyl phosphate from leaves of Ginkgo biloba L in vivo and vitro // Linchan Huaxue Yu Gongye (Chemistry Industry of Forest Products). 2006. Vol. 26. P. 13-16. URL: http://www.cifp.ac.cn/EN/Y2006/V26/I3/13

22. Xu H.B., He L., Liu G.Q., Li H.T., Wang C.Z. The reversal of P-glycoprotein-mediated MDR by GP associated with chemotherapeutic drugs // Chin. Pharm. Bull. 2007. Vol. 23. P. 1207-1212.

23. Tao R., Wang C., Lu Y., Zhang C., Zhou H., Chen H. et al. Characterization and cytotoxicity of polyprenol lipid and vitamin E-TPGS hybrid nanoparticles for betulinic acid and low-substituted hydroxyl fullerenol in MHCC97H and L02 cells // Int. J. Nanomedicine. 2020. Vol. 15. P. 2733-2749. DOI: https://doi.org/10.2147/IJN.S249773

24. Sari D.P., Basyuni M., Hasibuan P.A., Sumardi S., Nuryawan A., Wati R. Cytotoxic and antiproliferative activity of polyisoprenoids in seventeen mangroves species against WiDr colon cancer cells // Asian Pac. J. Cancer Prev. 2018. Vol. 19, N 12. P. 3393-3400. DOI: https://doi.org/10.31557/APJCP.2018.19.12.3393

SCImago Journal & Country Rank
Scopus CiteScore
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Тутельян Виктор Александрович
Академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, научный руководитель ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»
Медицина сегодня
IX Евро-Азиатская конференция по офтальмохирургии.

IX Евро-Азиатская конференция по офтальмохирургии 28-30 апреля 2022 г. в Екатеринбурге состоится IX Евро-Азиатская конференция по офтальмохирургии (ЕАКО). Свое название конференция получила неслучайно, ведь именно в городе, расположенном на границе Европы и Азии, раз в два...

III Съезд онкологов Московской области.

III Съезд онкологов Московской области 22 октября 2021 года состоится III Съезд онкологов Московской области. Специалисты Подмосковья, занимающиеся лечением злокачественных новообразований разных локализаций, снова встретятся, чтобы обсудить проблемы, новые тренды в...

Образовательная сессия "Амбулаторный приём"

Самые актуальные данные по фармакотерапии для вас! Приглашаем врачей поликлиник 14 сентября в 09:00 (мск) присоединиться к научно-образовательной сессии "Амбулаторный приём". Доступен очный и заочный формат мероприятия. ВАС ЖДУТ: насыщенная научная и культурная программа,...


Журналы «ГЭОТАР-Медиа»