Konference: 2006 XXX. Brněnské onkologické dny a XX. Konference pro sestry a laboranty
Kategorie: Nádorová biologie/imunologie/genetika a buněčná terapie
Téma: Analýza regulací v nádorech
Číslo abstraktu: 212p
Autoři: MUDr. Richard Salzman; prof. MUDr. Rom Kostřica, CSc.; Mgr. Lukáš Pácal, Ph.D.; Prof. MUDr. Kateřina Kaňková, Ph.D.; doc.RNDr. Josef Tomandl, Ph.D.; MUDr. Zuzana Horáková; MUDr. Jan Rottenberg, Ph.D.; MUDr. Iva Zichová
Úvod
Studiu role volných kyslíkových radikálů (VR) v karcinogeneze je v posledních letech věnována značná pozornost. VR jsou vysoce reaktivní molekuly s jedním nebo více volnými elektrony, díky kterým se chovají velice nestabilně a reagují se všemi makromolekulami ve smyslu poškození jejich struktury a funkce vytržením elektronu. Mezi VR zařazujeme superoxidové aniony, hydroxylové radikály, hydrogen peroxid, singletový kyslík, atd. Mutace řetězce DNA způsobené VR jsou časté i v zdravých lidských buňkách. Všeobecný konsenzus předpokládá, že buňka dlouhodobě vystavená zvýšené oxidativní zátěži má větší tendenci k malignímu zvratu.
Cíl
Stanovit parametry oxidativního stresu u skupiny onkologických pacientů a srovnat je s kontrolní skupinou neonkologických pacientů.
Metodika
Od července 2004 do července 2005 jsme stanovili parametry oxidativního stresu u 67 pacientů (61 mužů, 6 žen, průměrný věk 60.03±8.76roků) se spinocelulárním karcinomem různých lokalizací v oblasti hlavy a krku léčených na Klinice otorinolaryngologie a chirurgie hlavy a krku LF MU v Brně. Vytvoření tracheotomie vede ke zvýšenému oxidativnímu stresu přímým influxem volných kyslíkových radikálů do průdušnice ze zevního prostředí a další zvýšení oxidativní zátěže vyvolávají endogenní VR produkované makrofágy v reakci na kolonizaci tracheální sliznice bakteriemi. Vzhledem k tomu, že u všech onkologických pacientů byla provedena tracheotomie, tak jsme do kontrolní skupiny zařadili 7 neonkologických pacientů (4 muži, 3 ženy, průměrný věk 62.86±19.74 roků), u kterých byla provedena tracheotomie z jiných indikací (fraktura hrtanu, postintubační stenóza trachey, hypertrofická laryngitida, protrahovaný otok hrtanu po extrakci cizího tělesa, stenóza průdušnice strumou s Hashimotovou tyroiditidou, a 2x perzistující paréza obou zvratných nervů). Hladinu GPx jsme stanovili v plazmě metodou ELISA (EMD Biosciences, San Diego, CA). Aktivitu GPx, SOD v alveolárních makrofázích získaných bronchoalveolární laváží a jejich aktivitu v erytrocytech jsme měřili za použití běžně dostupných komerčních assay kitů. Dále jsme použili kapalinový chromatograf ke zjištění hladiny malondialdehydu (MDA) jako markeru lipoperoxidace v plazmě. Jeho hladina odpovídá míře expozice oxidativnímu stresu. Plazmatickou hladinu tumor necrosis faktoru á (TNF α) jsme stanovili metodou ultrasensitivní ELISA (BioSource International, Camarillo, CA). Ke statistickému zpracování jsme použili neparametrický Mann-Whitneyův U-test.
Výsledky
Naměřili jsme vyšší průměrné množství TNF (2.50 vs. 2.29 ng/L) a MDA (2.27 vs. 2.20 nmol/g bílkovin) u onkologických pacientů. Průměr aktivit SOD v erytrocytech byl ve sledovaném souboru pacientů s nádory nižší (19.70 vs. 21.28 U/mL, p=0,01. Průměrné množství GPx3 v plazmě (32.42 vs. 27.05 mg/mL) bylo vyšší v onkologické skupině. Průměr aktivit GPx1 v erytrocytech (112.0 vs. 92.3 U/g Hb) a GPx1 v alveolárních makrofázích (29.78 vs. 12.0 U/g bílkovin) byl vyšší u nádorových pacientů.
Závěr
Vyšší plazmatické hladiny TNF a MDA bez adekvátního kompenzatorního zvýšení množství nebo aktivity AOE v plazmě u onkologických pacientů nás opravňují předpokládat v souladu s pracemi Athara, Arikana, Drehera a jiných, že oxidativní stres hraje významnou roli i v karcinogeneze spinocelulárního karcinomu hlavy a krku. Pokles aktivity AOE 1. stupně (SOD) se současně zvýšenou aktivitou AOE 2. stupně (GPx) popsal i Subapriya v souboru spinaliomů dutiny ústní a vede ke kumulaci superoxidových anionů, potažmo ke zvýšené oxidativní zátěži. Nízký počet pacientů v kontrolní skupině nás nutí přistupovat k výsled-
kům opatrně, proto předkládáme jen předběžné výsledky. Na tuto pilotní studii plánujeme navázat výzkumem, kde bychom zkoumali na větším souboru pacientů se spinocelulárními karcinomy hlavy a krku vztah mezi jednotlivými variantami genetických polymorfizmů pro antioxidativní enzymy, aktivitou a množstvím exprimovaných antioxidativních enzymů a onkologickou charakteristikou.
Zkratky
VR-volné kyslíkové radikály, AOE-antioxidativní enzymy, GPx-glutation peroxidáza,
SOD-zinečnato-měďnatá superoxid dismutáza, MDA-malodialdehyd,
TNF-tumor necrosis faktor
Literatura
1. Subapriya R, Kumaraguruparan R, Nagini S et al. Oxidant-antioxidant status in oral precancer and oral cancer patients. Toxicology Mechanisms and Methods, 13:77-81, 2003
2. Subapriya R, Kumaraguruparan R, Ramachadran CR et al. Oxidant-antioxidant status in patients with oral squamous cell carcinomas at different intraoral sites. Clinical biochemistry, 35:489-493, 2002
3. Dreher D, Junod AF. Role of oxygen free radicals in cancer development. European Journal of Cancer, 32a, 1:30-38, 1996
4. Korotkina RN, Matskevoch GN, Devlikanova ASh et al. Activity of Glutathione-metabolizing and antioxidant enzymes in malignant and benign tumors of human lungs. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 133, 6:697-700, 2002
5. Arikan S, Akcay T, Konukoglu D et al. The relationship between antioxidant enzymes and bladder cancer. Neoplasma, 52,
4:314-317, 2005
6. Curtin JF, Donovan M, Cotter TG. Regulation and measurement of oxidative stress in apoptosis. Journal of Immunological
Methods, 265:49-72, 2002
7. Athar M. Oxidative stress and experimental carcinogenesis. Indian Journal of Experimental Biology. 40, 6:656-667, 2002
8. Zachara BA, Szewczyk-Golec K, Tyloch J et al. Blood and tissue selenium concentrations and glutathione peroxidase activities in patients with prostate cancer and benign prostate hyperplasia. Neoplasma, 52, 3:248-254, 2005
Práce byla podpořena grantem IGA MZ ČR 10/II NR/7996-3.
Studiu role volných kyslíkových radikálů (VR) v karcinogeneze je v posledních letech věnována značná pozornost. VR jsou vysoce reaktivní molekuly s jedním nebo více volnými elektrony, díky kterým se chovají velice nestabilně a reagují se všemi makromolekulami ve smyslu poškození jejich struktury a funkce vytržením elektronu. Mezi VR zařazujeme superoxidové aniony, hydroxylové radikály, hydrogen peroxid, singletový kyslík, atd. Mutace řetězce DNA způsobené VR jsou časté i v zdravých lidských buňkách. Všeobecný konsenzus předpokládá, že buňka dlouhodobě vystavená zvýšené oxidativní zátěži má větší tendenci k malignímu zvratu.
Cíl
Stanovit parametry oxidativního stresu u skupiny onkologických pacientů a srovnat je s kontrolní skupinou neonkologických pacientů.
Metodika
Od července 2004 do července 2005 jsme stanovili parametry oxidativního stresu u 67 pacientů (61 mužů, 6 žen, průměrný věk 60.03±8.76roků) se spinocelulárním karcinomem různých lokalizací v oblasti hlavy a krku léčených na Klinice otorinolaryngologie a chirurgie hlavy a krku LF MU v Brně. Vytvoření tracheotomie vede ke zvýšenému oxidativnímu stresu přímým influxem volných kyslíkových radikálů do průdušnice ze zevního prostředí a další zvýšení oxidativní zátěže vyvolávají endogenní VR produkované makrofágy v reakci na kolonizaci tracheální sliznice bakteriemi. Vzhledem k tomu, že u všech onkologických pacientů byla provedena tracheotomie, tak jsme do kontrolní skupiny zařadili 7 neonkologických pacientů (4 muži, 3 ženy, průměrný věk 62.86±19.74 roků), u kterých byla provedena tracheotomie z jiných indikací (fraktura hrtanu, postintubační stenóza trachey, hypertrofická laryngitida, protrahovaný otok hrtanu po extrakci cizího tělesa, stenóza průdušnice strumou s Hashimotovou tyroiditidou, a 2x perzistující paréza obou zvratných nervů). Hladinu GPx jsme stanovili v plazmě metodou ELISA (EMD Biosciences, San Diego, CA). Aktivitu GPx, SOD v alveolárních makrofázích získaných bronchoalveolární laváží a jejich aktivitu v erytrocytech jsme měřili za použití běžně dostupných komerčních assay kitů. Dále jsme použili kapalinový chromatograf ke zjištění hladiny malondialdehydu (MDA) jako markeru lipoperoxidace v plazmě. Jeho hladina odpovídá míře expozice oxidativnímu stresu. Plazmatickou hladinu tumor necrosis faktoru á (TNF α) jsme stanovili metodou ultrasensitivní ELISA (BioSource International, Camarillo, CA). Ke statistickému zpracování jsme použili neparametrický Mann-Whitneyův U-test.
Výsledky
Naměřili jsme vyšší průměrné množství TNF (2.50 vs. 2.29 ng/L) a MDA (2.27 vs. 2.20 nmol/g bílkovin) u onkologických pacientů. Průměr aktivit SOD v erytrocytech byl ve sledovaném souboru pacientů s nádory nižší (19.70 vs. 21.28 U/mL, p=0,01. Průměrné množství GPx3 v plazmě (32.42 vs. 27.05 mg/mL) bylo vyšší v onkologické skupině. Průměr aktivit GPx1 v erytrocytech (112.0 vs. 92.3 U/g Hb) a GPx1 v alveolárních makrofázích (29.78 vs. 12.0 U/g bílkovin) byl vyšší u nádorových pacientů.
Závěr
Vyšší plazmatické hladiny TNF a MDA bez adekvátního kompenzatorního zvýšení množství nebo aktivity AOE v plazmě u onkologických pacientů nás opravňují předpokládat v souladu s pracemi Athara, Arikana, Drehera a jiných, že oxidativní stres hraje významnou roli i v karcinogeneze spinocelulárního karcinomu hlavy a krku. Pokles aktivity AOE 1. stupně (SOD) se současně zvýšenou aktivitou AOE 2. stupně (GPx) popsal i Subapriya v souboru spinaliomů dutiny ústní a vede ke kumulaci superoxidových anionů, potažmo ke zvýšené oxidativní zátěži. Nízký počet pacientů v kontrolní skupině nás nutí přistupovat k výsled-
kům opatrně, proto předkládáme jen předběžné výsledky. Na tuto pilotní studii plánujeme navázat výzkumem, kde bychom zkoumali na větším souboru pacientů se spinocelulárními karcinomy hlavy a krku vztah mezi jednotlivými variantami genetických polymorfizmů pro antioxidativní enzymy, aktivitou a množstvím exprimovaných antioxidativních enzymů a onkologickou charakteristikou.
Zkratky
VR-volné kyslíkové radikály, AOE-antioxidativní enzymy, GPx-glutation peroxidáza,
SOD-zinečnato-měďnatá superoxid dismutáza, MDA-malodialdehyd,
TNF-tumor necrosis faktor
Literatura
1. Subapriya R, Kumaraguruparan R, Nagini S et al. Oxidant-antioxidant status in oral precancer and oral cancer patients. Toxicology Mechanisms and Methods, 13:77-81, 2003
2. Subapriya R, Kumaraguruparan R, Ramachadran CR et al. Oxidant-antioxidant status in patients with oral squamous cell carcinomas at different intraoral sites. Clinical biochemistry, 35:489-493, 2002
3. Dreher D, Junod AF. Role of oxygen free radicals in cancer development. European Journal of Cancer, 32a, 1:30-38, 1996
4. Korotkina RN, Matskevoch GN, Devlikanova ASh et al. Activity of Glutathione-metabolizing and antioxidant enzymes in malignant and benign tumors of human lungs. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 133, 6:697-700, 2002
5. Arikan S, Akcay T, Konukoglu D et al. The relationship between antioxidant enzymes and bladder cancer. Neoplasma, 52,
4:314-317, 2005
6. Curtin JF, Donovan M, Cotter TG. Regulation and measurement of oxidative stress in apoptosis. Journal of Immunological
Methods, 265:49-72, 2002
7. Athar M. Oxidative stress and experimental carcinogenesis. Indian Journal of Experimental Biology. 40, 6:656-667, 2002
8. Zachara BA, Szewczyk-Golec K, Tyloch J et al. Blood and tissue selenium concentrations and glutathione peroxidase activities in patients with prostate cancer and benign prostate hyperplasia. Neoplasma, 52, 3:248-254, 2005
Práce byla podpořena grantem IGA MZ ČR 10/II NR/7996-3.
Datum přednesení příspěvku: 11. 5. 2006
